專利名稱：高精度電容測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高精度電容測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
電容是一種很重要而且非常常用的電子元件。隨著新技術(shù)的應(yīng)用，電容的應(yīng)用越來越廣泛。但是電容的電容值測(cè)試不僅是電容器生產(chǎn)單位的測(cè)試難題，同時(shí)也是電容使用單位的工作難題之一。現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用萬用表來測(cè)試電容的電容值，采用萬用表測(cè)試電容的方式存在以下幾個(gè)缺點(diǎn):1)容易受到萬用表的測(cè)量范圍限制；對(duì)于不在測(cè)量范圍內(nèi)的電容無法測(cè)試；一般數(shù)字萬用表的測(cè)量的電容值大約在2000PF到20微法之間，超出這個(gè)范圍的電容無法測(cè)量，測(cè)量的范圍很窄；2)數(shù)字式萬用表能夠測(cè)量出其量程范圍內(nèi)電容的數(shù)值，但是其測(cè)試精度較小。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種高精度電容測(cè)試儀，以提高電容的測(cè)量精度并擴(kuò)大測(cè)量范圍。本實(shí)用新型為解決技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案。高精度電容測(cè)試儀，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，包括換擋控制電路、多諧振蕩器、比較器、單片機(jī)、顯示電路和量程選擇電路；所述換擋控制電路、多諧振蕩器和比較器依次連接，所述比較器還與所述單片機(jī)相連接，所述換擋控制電路也與所述單片機(jī)相連接；所述單片機(jī)還與所述顯示電路和量程選擇電路相連接。本實(shí)用新型的高精度電容測(cè)試儀還具有以下技術(shù)特點(diǎn)。所述量程選擇電路包括多個(gè)按鍵；所述換擋控制電路包括三個(gè)繼電器；多諧振蕩器由運(yùn)放構(gòu)成的滯回比較器結(jié)合RC延遲網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成；比較器由包括電壓比較器LM311 ;顯示電路包括液晶顯示器IXD1602。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在:本實(shí)用新型的高精度電容測(cè)試儀，可通過量程選擇電路自由選擇量程，并可通過換擋控制電路來?yè)Q擋調(diào)整振蕩器的輸出，測(cè)量電容范圍為:IOOp± 10% ;F 10000 pF，遠(yuǎn)比一般的萬用表的測(cè)量范圍大，其測(cè)量精度為±10%。采用液晶顯示器顯示測(cè)量結(jié)果，顯示直觀。本實(shí)用新型的高精度電容測(cè)試儀，具有電容的測(cè)量精度高、測(cè)量范圍大且顯示直觀等優(yōu)點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型的高精度電容測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型的高精度電容測(cè)試儀的量程選擇電路的電路圖。圖3為本實(shí)用新型的高精度電容測(cè)試儀的換擋控制電路的電路圖。[0014]圖4為本實(shí)用新型的高精度電容測(cè)試儀的多諧振蕩器的電路圖。圖5為本實(shí)用新型的高精度電容測(cè)試儀的比較器的電路圖。圖6為本實(shí)用新型的高精度電容測(cè)試儀的單片機(jī)和顯示電路的電路圖。以下通過具體實(shí)施方式
，并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
參見圖1，高精度電容測(cè)試儀，包括換擋控制電路、多諧振蕩器、比較器、單片機(jī)、顯示電路和量程選擇電路；所述換擋控制電路、多諧振蕩器和比較器依次連接，所述比較器還與所述單片機(jī)相連接，所述換擋控制電路也與所述單片機(jī)相連接；所述單片機(jī)還與所述顯示電路和量程選擇電路相連接。通過量程選擇電路，可在多個(gè)量程下，選擇一個(gè)合適量程的情況下，通過單片機(jī)識(shí)別選擇的量程，并控制換擋控制電路，把相應(yīng)的電阻接入多諧振蕩器電路，產(chǎn)生矩形波輸出，該矩形波通過單限比較器轉(zhuǎn)化成單片機(jī)可以識(shí)別的矩形波，由單片機(jī)的輸入輸出口對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到矩形波周期，根據(jù)周期結(jié)合具體多諧振蕩器輸出矩形波周期計(jì)算公式得出所接電容值，并送入顯示電路顯示,完成電容值數(shù)字顯示。所述量程選擇電路包括多個(gè)按鍵；所述換擋控制電路包括三個(gè)繼電器；多諧振蕩器由運(yùn)放構(gòu)成的滯回比較器結(jié)合RC延遲網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成；比較器由包括電壓比較器LM311 ;顯示電路包括液晶顯示器IXD1602。如圖2，量程選擇電路通過按鍵實(shí)現(xiàn)，設(shè)置了六個(gè)按鍵，每個(gè)按鍵代表著不同的量程，分別為:100PF、lnF、10nF、100nF、luF和10uF。按鍵的一端接地，另一端接單片機(jī)的輸入輸出口，單片機(jī)通過識(shí)別輸入輸出口電平值，可確定所選擇量程值，并按所選量程進(jìn)行相應(yīng)操作。如圖3，換擋控制電路由繼電器實(shí)現(xiàn)，包括三個(gè)繼電器結(jié)合各自的驅(qū)動(dòng)電路，三個(gè)繼電器的電路結(jié)構(gòu)一樣，繼電器驅(qū)動(dòng)電路由三極管S9012構(gòu)成的開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)控制三極管的基極電位，低電平時(shí)，晶體管導(dǎo)通，高電平時(shí)，晶體管截止，分別在這兩種情況下，可通過繼電器選擇不同通路，三組繼電器可實(shí)現(xiàn)六個(gè)通路的選擇，正好對(duì)應(yīng)六個(gè)量程的選擇。如圖4，多諧振蕩器由運(yùn)放構(gòu)成的滯回比較器結(jié)合RC延遲網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其中運(yùn)放、RU R2、R3和兩個(gè)穩(wěn)壓管構(gòu)成的滯回比較器的結(jié)構(gòu)，閾值電壓由Rl、R2和穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值確定。Cl為待測(cè)電容，電阻R4到R9為換擋測(cè)量所需的六個(gè)電阻值，從100歐到IOM —共六個(gè)值，電阻值得確定考慮了單片機(jī)識(shí)別矩形波周期的限制，在不同量程下，輸入單片機(jī)的矩形波頻率均在千數(shù)量級(jí)，適合單片機(jī)計(jì)數(shù)，且較精確，本電路為了減小運(yùn)放對(duì)延遲網(wǎng)絡(luò)的影響，采用了輸入級(jí)為場(chǎng)效應(yīng)管的運(yùn)放0PA2132。如圖5，比較器由LM311構(gòu)成，輸出外接電阻R10，為上拉電阻，該電路主要的作用是把輸入的矩形波轉(zhuǎn)化成單片機(jī)可以識(shí)別的矩形波，在輸入波瞬時(shí)值大于零時(shí)，輸出為5V，輸入矩形波瞬時(shí)值小于零時(shí)，輸出為O。如圖6為單片機(jī)及顯示電路，單片機(jī)采用通用的AT89S52實(shí)現(xiàn)，最小系統(tǒng)電路包括振蕩電路，復(fù)位電路和存儲(chǔ)器選擇三個(gè)部分。振蕩電路為內(nèi)部電路提供基準(zhǔn)頻率，由C1、C2和晶振構(gòu)成。復(fù)位電路采用上電復(fù)位的方式，由Rl和C3構(gòu)成。存儲(chǔ)器選擇端口 EA接高電平，采用內(nèi)部存儲(chǔ)器。顯示電路由IXD1602實(shí)現(xiàn)，該顯示元件可顯示兩行32個(gè)字母或數(shù)字等，在本設(shè)計(jì)中可用來顯示具體電容值，方便，簡(jiǎn)單實(shí)用。[0025]本實(shí)用新型的高精度電容測(cè)試儀，可通過量程選擇電路自由選擇量程，并可通過換擋控制電路來?yè)Q擋調(diào)整振蕩器的輸出，測(cè)量電容范圍為:IOOp± 10% ;F 10000 pF，遠(yuǎn)比一般的萬用表的測(cè)量范圍大，其測(cè)量精度為±10%。采用液晶顯示器顯示測(cè)量結(jié)果，顯示直觀。
權(quán)利要求1.高精度電容測(cè)試儀，其特征是，包括換擋控制電路、多諧振蕩器、比較器、單片機(jī)、顯示電路和量程選擇電路；所述換擋控制電路、多諧振蕩器和比較器依次連接，所述比較器還與所述單片機(jī)相連接，所述換擋控制電路也與所述單片機(jī)相連接；所述單片機(jī)還與所述顯示電路和量程選擇電路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度電容測(cè)試儀，其特征是，所述量程選擇電路包括多個(gè)按鍵；所述換擋控制電路包括三個(gè)繼電器；多諧振蕩器由運(yùn)放構(gòu)成的滯回比較器結(jié)合RC延遲網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成；比較器由包括電壓比較器LM311 ;顯示電路包括液晶顯示器IXD1602。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高精度電容測(cè)試儀，包括換擋控制電路、多諧振蕩器、比較器、單片機(jī)、顯示電路和量程選擇電路；所述換擋控制電路、多諧振蕩器和比較器依次連接，所述比較器還與所述單片機(jī)相連接，所述換擋控制電路也與所述單片機(jī)相連接；所述單片機(jī)還與所述顯示電路和量程選擇電路相連接。所述量程選擇電路包括多個(gè)按鍵；所述換擋控制電路包括三個(gè)繼電器；多諧振蕩器由運(yùn)放構(gòu)成的滯回比較器結(jié)合RC延遲網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成；比較器由包括電壓比較器LM311；顯示電路包括液晶顯示器LCD1602。本實(shí)用新型的高精度電容測(cè)試儀，具有電容的測(cè)量精度高、測(cè)量范圍大且顯示直觀等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R27/26GK203069676SQ20132009759
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月4日
發(fā)明者汪俊, 丁健, 張錦 申請(qǐng)人:滁州學(xué)院