充电电池容量测试仪实现方案
电池容量是衡量电池质量的重要指标。充电电池的容量测试有很多的方法。可以依据电池的放电曲线，进行短时间放电，从而粗略得出电池容量。这种方法最大的优点是快速，但是充电电池的放电曲线并不具有普遍性，很多劣质电池放电初期电压也很平稳，一旦进入中后期，电压下降非常迅速，所以采用这种方法得出的结论将非常不准确的。
最可靠最准确无误的还是以标准电流放电，全程测量实际放电时间的方式。不同的放电电流，充电电池最终能够释放出的电量是不同的，有一定的差距。蓄电池的容量标注都是有统一标准的。目前使用最多的是10小时率放电容量与20小时率放电容量两种。10小时率放电容量就是电池以恒定电流放电，至电量耗尽放电时间能够维持10个小时左右，这个电流就被称作10小时率电流(衡量电量用尽的标准，不能以电池放电端电压降低到零为准。电池过度放电，会导致电池容量减少，无法恢复，乃至提早损坏、完全失效。所以每种电池放电终止电压都有严格的规定，这个可以查阅相关资料。
过度放电与过度充电是造成充电电池不能达到使用年限、提前报废的主要原因)。实时放电的测量方法最大的缺点就是费时费力，因为耗时久这样测量精度也很容易受到各种外部因素的影响。测量过程中如果用10小时率电流持续放电时间至少都要在5个小时以上，作这样长时间的测试更需要足够的耐心与精力以及充裕的时间。科技的发展是非常迅速，今天单片机已经非常普及了。通过单片机程序控制对放电时间，深度进行自动化控制，就很容易精准测出电池的实际容量，实现整个过程的自动控制。模拟实际放电测量容量的方法虽然对能源有一点浪费，但是对于1A、2A以下的小容量充电电池还是完全可行的，对大容量电池进行抽样检查也是很有必要。
下面介绍的电池容量测试仪采用89S51作为控制芯片，图1就是硬件的电路原理图。
图1 硬件的电路原理图
这个电池容量测试仪由放电电路、单片机控制计时两个完全独立部分组合而成。单片机部分制作费时费力，而且市面上单片机已很普及，没必要亲手制作，随便找一片51单片机实验板就可以了。放电电路则是比较简单的，仅由四五只元件构成。单片机部分主要负责对放电时间计时，最终得到一组可靠的数据，用于电池性能的考量。
这种放电电路的实质就是一模拟可控硅。当我们将待测电池接入电路相应位置时，点按启动键，如果电池尚有余量，则电池两端放电电压将维持在设定值以上，三极管VT1就会瞬间饱和，电池通过电阻R2进行放电。这种电路有可靠精确陡峭的开关特性，VT1绝对工作于饱和截止两种状态之下。通过可调电阻对开关电路临界值(即充电电池放电终止电压)进行调节设定，便可适应于各种不同类型充电电池的全程保护放电。由于个人的应用不需要非常精准的测试结果，所以实际测试中电池模拟放电原则上还是以快些为好，只需要得到一个大致的电池容量。为了较快完成电池测试过程，这里的电路设计采用两小时率电流进行放电。通过对各种电池测量结果的横向比较，容量的差异还是显而易见的，以此作为衡量电池优劣的标准，就已经足够了。这里以1000mAH、1.2V规格镍氢电池测试为例，放电电流500mA就需要采用2Ω的放电电阻，电池终止放电电压应控制在1V以上。放电终止电压通过可调电阻R1来调节设定。普通可调电阻精度较差，且容易产生漂移，会导致设定好的终止电压随时间推移以及使用环境变化产生较大的波动。为了保证放电终止电压的精准且易于设定，R1可以使用3296系列精密可调电位器。3296多圈可调精密电位器的可调范围一般在50T，所以每圈的调节范围为2%，每转动一度，阻值变化大约0.005%，所以很容易调节获得一个精确、稳定的阻值。
终止电压的设定必须在实际放电过程中进行，负载电阻R2阻值变动，已经设定的终止电压也
会随之改变，需要重新设置。具体的调试方法就不再详述了，参考一下相关资料。
这个放电电路不需要单独的工作电源，而且与电池种类没有相关性，完全可以适应镉镍、镍氢、锂电池、铅酸电池各种类型蓄电池的保护性放电，只是需要根据电池类型以及容量大小重新设置电路的终止电压及放电电流。如果电池容量相对较高，那么三极管VT1、VT2的耗散功率也要相应加大一些，同时不要忘了加大负载电阻R2的功率。
图2是放电电路的印刷电路图，元件数量少，很容易制作。
图2 印刷电路图
各种电池两小时率电流放电能够维持的放电时间一般都是在1.5小时以下的。这里单片机计时系统使用秒计时，4位LED数码管显示。最大计时时间9999秒，大约2.7小时。
图1单只LED数码管内部都是由8只发光管组合而成，分别作为8的7段字型部分，以及一位小数点。这里使用的是共阳极数码管，内部8只发光管的阳极是并连共同引出的，作为使能控制。
在实际电路中，L1就是第一只数码管的共阳极端。单片机的输出、输入接口数量都很有限，所以4位LED数码管驱动都是使用动态显示的方式。4只独立数码管LED的内部a、b、c、d、e、f、g、dp这8段发光管相对应的阴极都是并连的。统一由单片机P0口8位输出进行驱动。数码管要显示出数码还必须在共阳极端同时施加正电压才行。所以要让4位中某一数码管进行显示，只要在P0口输出字型码的同时，给这位数码管共阳极端加上正电压就行了，当然与此同时其他三位数码管的共阳极端要保持低电压，才不致显示出现混乱。数码管共阳极端驱动电流较大，所以采用了三极管进行控制。以第一只数码管为例，在P0端口输出字型码的同时，P37输出低电平，三极管T4导通，则共阳极端L1就得到高电平了，数字就会显示在第一只数码管上了。
程序设计是以单片机P37口作为计时控制端子，P37口输入低电平，计时程序启动，4只数码管显示时间。放电电路中按下启动按键，放电过程触发，VT1导通，电池端电压降落到放电电阻R2两端，A端对地为高电平，通过电阻R4迫使三极管VT3导通，P37口电平就被拉低了，单片机计时程序启动。电池电压降到终止电压以后，放电电路自动关闭，A端电压消失，VT3恢复截止状态，计时程序停止，数码管维持显示当前持续时间。
如要进入下次测试，首先按动单片机复位键，当前计时清零，等待下一次测试开始。
程序设计比较简单。它的大致流程如下：初始化，P3端口置位，设立常量a为时间计数器，依次对a的十进制数值各位进行提取，顺序输送到P0端口，P2端口中的P24、P25、P26、P27各位是依次作为四位数码管的使能控制端，通过P2端口的配合，就可以完成对各位数码管的驱动，时间的动态显示。程序进行中要不断地检测P3端口数值以决定计时状态：如果电池处于放电过程之中，三极管VT3导通，将迫使P37端口电压降到零，P3端口值就是127，单片机程序检测到这一结果，时间常量a将自动加1，指示期间放电时间已经延续1秒种了。这1秒钟的时间精确计算是比较麻烦的。计时程序是一个循环结构，每一周期耗用时间都是一致的。所以在使用keil软件调试过程中，通过对时间计数寄存器sec的观察计算，可以得出一次循环大致需要的时间。以此为据再通过适当改变延时子程序循环次数将常量a计时周期控制在1秒以下，剩余微小的时间差就可以通过插补空指令来校正了。计时精度只要控制在千分之一以下就可以了。在51单片机使用11.0592MHz晶体振荡器的情况下，指令周期大约1.085微秒，所以将计时精度控制在千分之一以下问题不大。误差总是会有的，只能通过精确计算来控制了，也可以通过更换更高频率的晶体振荡器提高单片机时钟频率的方法来进一步提高计时的精度。如果放电过程中，意外原因或者人为终止放电过程，P37端口变为高电平，程序循环依旧会进行下去，只是时间常量a停止自动加一，时间显示维持不变。
编译后，写入单片机内部，做好放电电路部分与51单片机的连接，便可投入使用。
电池接入后，按动轻触按键“启动”，就会进入一次容量测试过程，期间电池取出接入，都不会影响到单片机计时。电池放电完毕，单片机数码管显示锁定，给出总放电持续时间，单位为秒。可以自行人工计算放电小时数。当然也是可以自行对程序进行改进，直接以小时分钟形式进行显示。只要单片机不断电，数码管将持续显示当前放电时长。如果要进入下次测量过程，只需要按动单片机复位键，数码管清零，单片机程序转入起点，你就可以进入新一次的容量测试过程了。
充电电池如果较长时间闲置，它的实际容量将受到影响，重新启用第一次能够释放的容量远远达不到标注容量，放电电压也很不平稳。至少要经过三次以上的充电放电循环，电池完全激活，容量才能恢复到应有的水平。充分考虑这种因素的影响，所以容量测试一般采取多次平均的方式，或者循环充放电三次以后放电持续时间为准，以此衡量电池容量才算是恰当。
#include “reg51.h”
char
code disp[]={40，235，50，162，225，164，36，234，32，160};
//字形码
void delay(unsigned int dt)
{ unsigned int j=0;
for(;dt>0;dt--)
{ for(j=0;j<125;j++)
{;}
}
}
void main()
{ int a，b，c，led1，led2，led3，led4;
P3=255;
a=0;
for(;;)
{b=a;
led1=b%10;
P2=239;
P0=disp[led1];
delay(6);
P2=255;
b=b/10;
led2=b%10;
P2=223;
P0=disp[led2];
delay(6);
P2=255;
b=b/10;
led3=b%10;
P2=191;
P0=disp[led3];
delay(6);
P2=255;
b=b/10;
led4=b%10;
P2=127;
P0=disp[led4];
delay(6);
P2=255;
for(c=44;c>0;c--) {
P2=239;
P0=disp[led1];
delay(5);
P2=255;
P2=223;
P0=disp[led2];
delay(5);
P2=255;
P2=191;
P0=disp[led3];
delay(5);
P2=255;
P2=127;
P0=disp[led4];
delay(5);
P2=255;
}
if(P3==127)
delay(3);
if(P3==127)
a=a+1;
else a=a;
}
}
蓄电池放电容量测试仪产品功能 ●测试电压范围宽，覆盖10V-300V电压范围电池组放电测试，最大放电电流达到120A，用户只需要一台RTKR-8400蓄电池放电容量测试仪就可以满足多种电压等级的电池组测试，大大节约购买仪表资金，而且方便实用 ●支持恒流、恒功率、恒阻值三种放电测试模式，能满足多种测试要求。当需要检测蓄电池容量时，可以选择恒流放电模式，准确测试蓄电池组的实际容量；当需要检测蓄电池带载能力时，可以选择恒功率测试模式，准确模拟蓄电池组真实负载时的后备供电时间。恒阻值放电模式多用于直流电流输出性能检测 ●5.7英寸超大触摸屏：采用大尺寸触摸屏，可直接在屏上进行点击操作，简单明了。放电过程中可查看所有的放电参数，并且可显示单体电压柱状图 ●采用蓝牙无线单体监测模块：兼容2V/6V/12V单体电压监测
●每个无线监测模块可同时监测4个单体：相比每个模块监测一只单体电压方法，需要配置的模块数量只是其1/4（48V只需6个监测模块），让无线模块接线操作更加简便 ●在线补偿式放电功能：在线放电时，主机显示电流=电池组放电电流=主机内部假负载电流+实际负载电流，由于在线放电时实际负载电流会随着在线电压的变化而变化，主机内部假负载电池也会自动进行调整，以保证蓄电池组一直以真正的恒流方式放电 ●单体电压停机门限可设置多节：如此可在一次连续不中断的放电测试中发现多节落后单体电池 ●功耗部分采用航空合金电热元件：电热转换效率高，安全系数高，体积小、重量轻 ●放电电流自动计算功能：内置各小时率放电系数，可放电根据被测电池的标称容量和需要的放电率来自动计算需要设置的放电电流 ●测试过程中，各单体电压实时检测和显示：并在主机屏幕上呈现出各单体电压柱状图的变化轨迹，还能自动实时呈现出电压最高与最低的单体，帮助您快速分析单体变化的趋势●放电参数预设功能：允许预先内置多达8种常用的放电参数设置，很多情况下无须重新设置放电参数，方便使用者放电操作，加快测试速度。使用者也可以对内置的预放参数进行修改 蓄电池放电容量测试仪技术参数
容量是指电池存储电量的大小。电池容量的单位是“mAh”，中文名称是毫安时（在衡量大容量电池如铅蓄电池时，为了方便起见，一般用“Ah”来表示，中文名是安时，1Ah=1000mAh）。若电池的额定容量是1300mAh，如果以0.1C（C为电池容量）即130mA的电流给电池放电，那么该电池可以持续工作10小时（1300mAh/130mA=10h）；如果放电电流为1300mA，那供电时间就只有1小时左右（实际工作时间因电池的实际容量的个别差异而有一些差别）。这是理想状态下的分析，数码设备实际工作时的电流不可能始终恒定在某一数值（以数码相机为例，工作电流会因为LCD显示屏、闪光灯等部件的开启或关闭而发生较大的变化），因而电池能对某个设备的供电时间只能是个大约值，而这个值也只有通过实际操作经验来估计。 附：充电电池的分类 首先容我向大家介绍与充电电池种类以及相关术语。目前数码产品中使用最多的就是AA（俗称5号）和AAA（俗称7号）标准电池，还有一部份使用专用电池。不管它们的外形如何，从它里面的电芯可以分为镍镉可充电电池（Ni-Cd Battery）、镍氢可充电电池（Ni-Mh Battery）、锂离子电池（Li-lon Battery）三种。 镍镉可充电电池 镍镉可充电电池采用1.6倍电压充电，通常充电次数为300~800次。在充放电达500次后电容量会下降，只能达到约80%。镍镉电池的缺点是在充放电时，阴极会长出镉的针状结晶，有时会穿透分隔物而引起内部枝状晶体式的短路。 这里我顺带提一提大名鼎鼎的“记忆效应”，相信不少朋友都知道这个词，但它倒底是怎么一回事儿呢？针对镍镉电池而言，由于传统工艺中电池负极为烧结式，镉晶粒较粗，如果镍镉电池在它们被完全放电之前就重新充电，镉晶粒容易聚集成块而使电池放电时形成放电平台。电池会储存这一放电平台并在下次循环中将其作为放电的终点。尽管电池本身的容量可以使电池放电到更低的平台上，但在以后的放电过程中电池将只记得这一低容量。也就是说电池容量变小了，这就是所谓的“记忆效应”。 镍氢可充电电池 镍氢可充电电池主要是为了取代镍镉电池而设计的。镍氢电池是使用氧化镍作为阳极，以及吸收了氢的金属合金作为阴极，氢氧化钾碱性水溶液为电解液。镍氢电池的能量密度比镍镉电池大，相同体积的镍氢电池容量可以达到镍镉电池的2倍左右。同时它不含有害金属、更加环保，同时镍氢电池基本消除了“记忆效应”。它的充电效率高，能在2小时内充足90%电量。但是不耐过充和过度放电，因此这种电池的充电器必须可自动断电，否则易造成电池损坏。 基于以上优点，镍氢电池几乎已经完全取代了镍镉电池。目前销售数码相机、MP3的电脑市场上出售的标准AA、AAA电池绝大多数是镍氢电池，主流AA镍氢电池容量达到了1500～2600mAH时，主流AAA镍氢电池容量达650～800mAH。而容量仅几百mAH的镍镉电池仅在一些百货商场可以见到，但与镍氢电池相同明显没有性价比，不建议贪图价格上的便宜而选用镍镉电池。关于容量方面的选择，目前DC、MP3等产品的液晶屏越来越大，应该尽量选择大容量的产品。 锂离子电池 我们俗称的锂电池一般将多颗电芯串连起来，电压范围在3.0~4.0V之间（公称电压3.6V）。以前还有一种金属锂电池，但锂离子电池比金属锂电子更安全，原因就在于是采用锂离子状态，锂离子电池没有可流动的液态电解质，而是改为聚合物电解质导电。锂离子电池与相同
电子技术课程设计报告——简易数字电容测量仪的设计 作品40% 报告 20% 答辩 20% 平时 20% 总分 100% 设计题目：简易数字电容测量仪班级学号： 学生姓名： 目录
一、预备知识.................. 错误！未定义书签。 二、课程设计题目：简易数字电容测量仪的设计错误！未定义书签。 三、课程设计目的及基本要求.... 错误！未定义书签。 四、设计内容提要及说明........ 错误！未定义书签。 4.1设计内容...................................... 错误！未定义书签。 4.2设计说明...................................... 错误！未定义书签。 五、原理图及原理说明 ...................... 错误！未定义书签。 5.1功能模块电路原理图................... 错误！未定义书签。 5.2模块工作原理说明 ...................... 错误！未定义书签。 六、调试...........................................................................错误！未定义书签。 七、设计中涉及的实验仪器和工具.. 错误！未定义书签。 八、课程设计心得体会 ...................... 错误！未定义书签。 九、参考文献 ...................................... 错误！未定义书签。
一、预备知识 关于数字式简易数字电容测试仪的设计，我们提出了三种设计方法和思路。在具体操作中，经过对资料的收集、分析，研究与对比，最终选择了简单易懂，而且精度较高的方法，即门控法。 本方法的基本理论是单稳态触发器电路的输出脉宽wt与电容C成正比，再通过一系列的控制，计数，锁存，显示电路实现了对电容的一般测试与数字显示。在本次数电课程设计的同时，对于中大规模集成电路从认识到分析、再到整体框图设计、单元模块设计、最终到电路的模拟和实际电路的成形有了一定的认识，同时使我们在电子设计方面有了一定的实际动手能力，也为这次数电课程设计打下了坚实的基础。 数字电子课程设计是电子计数综合应用的实践环节，同时也是增强学生实践与动手能力，这也是教学环节的实践部分之一。本文设计的简易数字式电容测试仪，既融合了电子技术的基础知识，又与生产实际结合紧密，能够满足实验教学需要和科研开发应用的需要，同时，电路简洁，条理清晰，便于沟通和交流学习，具有较强的通用性和实用性。 在本次课程设计过程中得到了各方面的支持和帮助，在此特别向数子电子技术老师表示由衷的感谢。由于设计时间和水平的限制，如有不足之处，敬请指正
蓄电池检查试验方案 一、目的 为延长蓄电池使用寿命，确保电源类设备处于最佳运行状态，需对蓄电池组进行充放电试验，为保证检查试验过程中的人员分工明确、安全风险可控、试验方法规范，特制定本方案。 二、组织与职责 （一）组织管理组 组长: 1.协调蓄电池检查试验的整体统筹与实施。 2.监管各小组的履职情况。 副组长： 1.配合组长监管蓄电池检查试验工作的开展与实施。 2.配合组长监管各小组的履职情况。 安全负责人： 1.全面监管蓄电池检查试验工作当中的票证、倒闸操作以及安全交底工作，一经发现违规行为，立即叫停改造工作。 技术负责人： 1.负责监管蓄电池检查试验期间运行方式调整。 2.负责蓄电池检查试验期间提供相关的技术支持。 （二）现场实施组 组长： 成员： 三、编写依据 1.GB 50172-1992电气安装工程蓄电池施工及验收规范 2.DL/T 5044-1995火力发电厂.变电所直流系统设计技术规程 3.DL/T 724-2000电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程 四、工作范围 UPS、EPS、直流屏装置蓄电池组。 五、工作前的准备
1.方案学习 1.1组长负责对所有改造人员进行方案的学习培训，并进行签字确认。 1.2各小组组长负责对自己的成员进行方案的分解落实。 1.3安全负责人对所有人进行安全交底及措施的落实情况。 2.材料及工器具准备 六、工作项目及内容 1.按下表检查蓄电池型号及参数。 蓄电池型号及参数记录表
2.外观及接线检查 逐个目测检查蓄电池外观，不应有变形、污迹，蓄电池间连接可靠、无锈蚀。检查项目和结果满足下表要求。 蓄电池外观及接线检查项目确认表 3.蓄电池运行环境检查 蓄电池运行环境检查记录表
1准备工作： 1.1工具准备 1.2资料准备 检修票，通信电源蓄电池组维护测试记录表（半年）， 1.3注意事项 放电仪的选用： 注意蓄电池放电仪型号选用，48V蓄电池放电仪（型号：IDCE-4815CT）只能用48V蓄电池测试，UPS蓄电池放电仪（型号：IDCE-6006CT）只能用于UPS蓄电池测试。切勿混用。 2操作步骤： 2.1手续办理： 2.1.1信息确认： 把测试事宜及内容告知管理处相关人员，了解测试站点近期市电供电情况，是否存在市电供电异常，确认测试站点当日及第二日市电供电正常，才进行测试，否则，不得进行测试。
2.1.2资料报备： （1）填写检修申请票，并由管理处相关人员签字确认，完成维护报备工作； （2）通知网管中心，测试前将测试内容和涉及的设备向网管中心值班人员报备。 2.2检查记录： 2.2.1设备检查 （1）设备检查记录电池组浮充总电压、单体浮充电压、负载电流、环境温度以及开关电源的其它设置参数，检查蓄电池组的现有容量是否100%。 （2）检查所有的电池端子是否处于拧紧状态 （3）检查电池是否有漏液、酸雾等异常。 2.2.2仪器检查 按照设备清单清点配件是否齐全， 面板介绍 2.3开机与参数设置 2.3.1开机 UPS电源系统：
1)断开待测电池组断路器（注意：严禁两个断路器同时断开），如下图： 2)接交流电源，打开仪表上的市电开关，正常开机 40V蓄电池： 1)断开开关电源柜内的待测电池组熔断丝（注意：两组熔断丝严禁同时断开） 2)把正负极电缆接入仪器正负极接口，另一端与蓄电池正负极相连，然后先打开仪表 市电开关，再合上F1空开，仪表正常开机。(拆下的电池线铜鼻子做好绝缘保护）
数字式电容测试仪的设计
目录 摘要 ................................................................................... 综述 (1) 1 方案设计与分析 (2) 1.1恒压充电法测量 (2) 1.2恒流充电法测量 (2) 1.3脉冲计数法测量 (2) 2 电路设计框图及功能描述 (3) 2.1 电路设计框图 (3) 2.2 电路设计功能描述 (3) 3 电路原理设计及参数计算 (4) 3.1电路原理设计 (4) 3.2单元电路设计与参数计算 (4) 3.2.1控制器电路 (4) 3.2.2时钟脉冲发生器 (5) 3.2.3计数和显示电路 (6) 4 单元电路仿真波形及调试 (8) 4.1多谐振荡器 (8) 4.2单稳态触发器 (9) 4.2.1稳定状态 (9) 4.2.2暂稳态状态 (9)
4.2.3 自动回复状态 (9) 4.3电路原理图与仿真结果显示 (10) 4.3.1电路原理图 (10) 4.3.2仿真结果显示 (11) 5课程设计体会 (14) 参考文献 (15)
摘要 本设计是基于555定时器，连接构成多谐振荡器以及单稳态触发器而测量电容的。单稳态触发器中所涉及的电容，即是被测量的电容 C。其脉冲输入信号是555定时器 x 构成的多谐振荡器所产生。信号的频率可以根据所选的电阻，电容的参数而调节。这样便可以定量的确定被测电容的容值范围。因为单稳态触发器的输出脉宽是根据电容 C x 值的不同而不同的，所以脉宽即是对应的电容值，其精确度可以达到0.1%。单稳态触发器输出的信号滤波，使最终输出电压 v与被测量的电容值呈线性关系。最后是输出电 o 压的数字化，将 v输入到74160计数译码器中翻译成BCD码，输入到LED数码管中显示 o 出来。 关键词：电容；555定时器；线性；计数译码器；LED数码管
数字式电容测量仪的设计 一、总体方案的选择 数字式电容测量仪的设计可以有占空比可调的方波发生器产生基准方波信号，频率为10KHz，再通过555定时器构成单稳态电路。通过计数器计数显示电路显示当前电容容量。所设计的电容测量范围（1uF~999uF）。误差2%左右。 1.拟定系统方案框图 （1）方案一：纯硬件电路 图1纯硬件构成系统框图 （2）方案二：运用单片机程序编程设计电路 图2含单片机程序设计电路 2．方案的分析和比较 基于方案一较方案2只用到简单硬件，不需要编程，且大部分设计知识已经掌握，所需的有设计到出图的时间比较少。所以选择方案一，简单，易行，节省时间。 二、单元电路的设计 1.时基电路 时基电路是由占空比可调的555定时器构成的多谐振荡器，其基本工作原理如下：由于电路中二极管D1，D2的单向导电性，使电容器的充放电分开，改变电阻大小，就可调节多谐振荡器的占空比。图中Vcc通过R4、D2向电容C3充电，充电时间为 t ph 0.7R 4 C3 式（1）方 波 发 生 电 路与 门 电 路 计 数 电 路 译 码 显 示 电 路 单 稳 态 电 路
电容器 C3通过D1，R5及555中的三极管T 放电，放电时间为 t pl ≈0.7R 5C 式（2） 因而，振荡频率为 3 )54(43 .11C R R t t f pl ph +≈+= 式（3） 电路输出的占空比为 %1005 44 (%)?+= R R R q 式（4） VCC 5V A2 555_VIRTUAL GND DIS OUT RST VCC THR CON TRI R43.2kΩ R510kΩ D11BH62 D21BH62 C30.01μF C4 0.01μF 图3占空比可调的方波发生器 图4方波发生器的工作波形 本次试验需要产生8.9KHz 的频率，通过公式计算R4=3.2K Ω,R5=10K Ω,C3=0.01uf 此时f=10.8KHz,通过模拟产生的基准频率为8.9KHz,满足误差要求。 用555定时器构成的单稳态触发器如图5所示。
XXX公司 直流系统蓄电池全核对性放电 试验方案 批准： 审定: 审核： 编写： XXX公司
一、直流系统概况........................................................................................ - 1 - 二、工作任务................................................................................................. - 1 - 三、充、放电目的........................................................................................ - 1 - 四、工作准备................................................................................................. - 2 - 1、工具准备 (2) 2、人员准备 (2) 3、工作票办理 (2) 4、设备运行工况检查 (2) 五、试验步骤................................................................................................. - 3 - 1、放电 (3) 2、充电 (4) 3、恢复运行 (4) 六、安全措施................................................................................................. - 4 - 七、危险因素及控制措施 .......................................................................... - 5 -
DIY电池容量测试仪——数码之家司马摄影作 数码时代，每个人都会接触到各种类型的电池，数码相机，MP3，手机，笔记本电脑，还有众多的使用AA5号电池的设备，通常我们是按照标称电量来估算手里电池的容量的，但是，虚标的电池和使用过一段时间的电池的容量已经改变，尤其是使用多节电池的设备，比如闪光灯，是用4节AA电池串联使用的，其中一节电池容量降低，就会使整体4节的使用效率全部下降，知道每节的正确容量，可以很轻易的配套使用，发挥电池的最大效应。 为了测试手里的一堆电池，决定DIY个电池容量的测试设备 在网上淘到的双路专用A/D转换板，因为设计限制，只能测试5V以下的电池 在箱子里面翻出来两个CPU风扇，吹灰，校油，拆下固定卡簧 拆下功率管原来的小散热片，做好延长线 打孔，涂导热硅脂，固定在大的散热片上 按预定位置固定好，底下固定用的板是以前在废笔记本上拆下的上盖 接好测试AA电池的盒子和外接鳄鱼夹用来测试其他类型的电池 以前把屏拆掉的笔记本电脑，屏用来DIY液晶显示器了，（原帖地址：https://www.doczj.com/doc/1d15600400.html,/152929.html），剩下的机身闲置，因为机器太老了，也运行不了现在的程序了，正好做测试仪的专用主机。开机试验，换了个BIOS电池后还蛮正常的，装好WINDOWS 98，拷入A/D板专用程序 基本成型的全套测试仪 进行电压和电流的校准，两个电压要显示完全一样 找了两块从报废的笔记本电池拆下来的电芯，测试整体工作是否正常 测试完成，红圈里面是电池的测试数据和工作状态，内容包括测试好的电池容量，内阻和放电能量，上面的是电池测试时的放电曲线，由于是拆机电池，容量剩余已经不是太高了 测试AA电池 左边的是数码伴侣的电池，右边的是我手机的电池，用报废的万能充的接口做的万能放电座 测试手里的两块外拍灯电瓶，这个时候就要开散热片上的风扇了，否则功率管烫的吓人，功率管上的理论耗散功率达到12W,打开风扇后，还是蛮温的 经过一天的测试，工作的还是蛮正常的，还发现了一个问题，有的时候不是电池的毛病，充电器的截止电压低也会造成电池的容量不满，用同一块电池，用不同的充电器充满测试，可以测试充电器是否工作正常。。。。。。
数电课程设计报告 题目简易数字式电容测试仪 简易数字电容C测量仪 前言 电子制作中需要用到各种各样的电容器，它们在电路中分别起着不同的作用。与电阻器相似，通常简称其为电容，用字母C表示。顾名思义，电容器就是“储存电荷的容器”。尽管电容器品种繁多，但它们的基本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中间被某物质（固体、气体或液体）所隔开，就构成了电容器。两片金属称为的极板，中间的物质叫做介质。电容器也分为容量固定的与容量可变的。但常见的是固定容量的电容，最多见的是电解电容和瓷片电容。 不同的电容器储存电荷的能力也不相同。规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。电容的基本单位为法拉（F）。但实际上，法拉是一个很不常用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用微法（μF）、纳法（nF）、皮法（pF）（皮法又称微微法）等，它们的关系是：1法拉（F）= 1000000微法（μF）1微法（μF）= 1000纳法（nF）= 1000000皮法（pF）。 电容器在电子线路中得到广泛的应用，它的容量大小对电路的性能有重要的影响，本课题就是用数字显示方式对电容进行测量。 本设计报告共分三章。第一章介绍系统设计；第二章介绍主要电路及其分析；第三章为总结部分。 摘要：由于单稳态触发器的输出脉宽t 与电容C成正比，把电容C转换成宽度为t W的矩 W 形脉冲，然后将其作为闸门信号控制计数器计标准频率脉冲的个数，并送锁存--译码--显示系统就可以得到电容量的数据。 关键词：闸门信号标准频率脉冲
目录 第一章系统设计 (2) 一、设计目的 (2) 二、设计内容要求 (2) 三、设计技术指标 (2) 四、方案比较 (2) 五、方案论证 (3) 1、总体思路 (3) 2、设计方案 (3) 第二章主要电路设计与说明 (4) 一、芯片简介 (4) 1、555定时器 (4) 2、单稳态触发器74121 (4) 3、4位二进制加法计数器47161 (5) 4、4位集成寄存器74 LSl75芯片 (6) 5、七段译码器74LS47-BCD 芯片 (7) 二、总电路图及分析 (7) 1、总图 (7) 2、参数选择及仪表调试 (9) 3、产品使用说明 (9) 4、以测待测电容Cx的电容量为例说明电路工作过程及测容原理 (9) 三、各单元电路的设计与分析 (9) 1、基准脉冲发生器 (9) 2、启动脉冲发生器 (10) 3、Cx转化为Tw宽度的矩形脉冲 (10) 4、计数器 (10) 5、寄存—译码—显示系统 (10) 第三章总结 (11) 参考文献 (11) 附录 (11) 附录1 元器件清单 (11) 附录2 用集成元件代分立元件电路 (12) 评语 (13)
智能蓄电池检测仪 智能蓄电池检测仪是针对蓄电池组进行核对性放电实验、容量测试以及日常定期维护而设计。在蓄电池组进行恒流放电的同时，对单节蓄电池 (2V 、6V或12V)电压同时进行检测。集整组放电与单节检测为一体，在放电过程随时发现性能落后的蓄电池。功耗元件采用新型PTC，安全无污染、寿命长。整机外观新颖、体积小、重量轻、移动方便。微处理器控制，液晶显示、中文菜单，操作简单。同时配有功能完备的数据处理软件。各种参数一旦设定，自动完成整个放电检测过程，完全实现智能化。 主要功能与特点: ?微电脑控制：大屏幕液晶显示、中文菜单；实时显示各种检测数据（放电电流、电池组总电压、每节电池电压、放电时长、放电容量、启动时间，温度等），随时了解设备运行状态。 ?键盘操作：通过键盘设置各种放电参数及机器运行的各种指令。 ?电脑操作：通过笔记本电脑或计算机可以设置、提取，下传各种放电参数及机器运行的各种指令 ?自动保护：设定放电时长到、放电容量到；蓄电池组电压、单节电池电压低于设定的最低保护电压；负载连线出现异常等，自动停止放电并报警。同时自动记录停机方式。 ?掉电功能：在放电过程中如意外停电，自动保存所设置的放电参数和在放电过程所采集的各种数据，等来电后自动持续放电，各种放电数据连续存储，且不会对设备造成损坏。
?数据采集：放电开始以较快的频率自动采集存储各种数据（采集周期可以自行设定）从而便于对蓄电池组及每节蓄电池性能的分析。 ?数据处理：检测存储的各种数据可通过RS232口（也可以是485口）或U盘上传计算机，经专用软件（随机配置）进行处理，生成各种直观反应蓄电池组及每节蓄电池性能的曲线、柱图、报表，并可放大、查询、打印等。?高温报警：当机内温度过高时，自动报警。 ?监测功能：在放电中可通过笔记本电脑或计算机随时提取各种数据，监测放电情况。 ?修正功能：对电压、电流值无论在放电前或放电过程中都可进行修正（校验）。 ?数据存储：可自动连续存储多次放电数据、关机不丢失。 ?功耗元件：采用新型PTC，安全无明火、寿命长、体积小、重量轻、无污染。 ?U盘的应用：使数据转存变的更加方便，快捷。 ?性能稳定：轴流风机、IGBT单管 ,新型PTC(功能元件)的应用以及出厂时的严格检验、老化,使整机的性能非常稳定,经久耐用。 ?便携灵活：机器底座配有四个耐冲击脚轮,二侧配有提手,使机器在使用或移动上都非常方便。 ?操作方便：蓄电池引入接线及负载开关位于机箱左侧、工作电源、RS232、USB 等接口位于机箱右侧，操作面板、液晶显示屏、倾斜位于机箱顶端，操作起来相当方便。
铅酸蓄电池的性能检测 一、容量 电池容量是指在规定条件下测得的并由制造商宣称的电池容量值。实际上是在规定 温度下，以一定电流放电一定时间，当达到规定的终止电压时，所能给出的电量，用C 表示，以安时(Ah)为单位。 ⑴起动电池的容量 a. 额定储备容量，用Cr.n表示，其值应符合GB/T 5008.2-2008标准的规定。 b. 实际储备容量，用Cr.e表示，其值应在第3次或之前的储备容量试验时，达到额定储备容量用Cr.n。 c. 20h率额定容量，用C20表示，其值应符合GB/T 5008.2-2008标准的规定。 d. 实际容量，用Ce表示，其值应在第3次或之前的容量试验时，应不低于额定容量C20的95%。 ⑵牵引电池的容量 a. 额定容量，用C5表示，在30℃温度下放电5h，放电电流是C5/5(A)，放电至单体电压1.70V，所给出的电量(Ah)，其值应符合GB/T 7403.1-2008标准的规定。 b. 实际容量，用Ce表示，在规定条件下，电池所能放出的电量(Ah)，其值应在第1次容量试验时应不低于额定容量C5的85%。实际容量在前10次容量试验内至少有1次 达到额定容量。 ⑶内燃机车用排气式电池的容量 电池的额定容量以C5表示，其值应在第6次循环内达到电池标称容量值，应符合GB/T 7404.1-2008标准的规定。 ⑷内燃机车用阀控密封式电池的容量 电池的额定容量以C5表示，其值应在第6次循环内达到电池标称容量值，应符合GB/T 7404.2-2008标准的规定。
⑸铁路客车用电池的容量 a. 额定容量，用C10、C5、C1表示，其容量值在进行容量试验时要达到额定值，在3次试验中有1次合格为合格，应符合GB/T 13281-2008标准的规定。 b. 实际容量，用Ce表示，即在规定条件下测得的电池实际放电容量。 c. 低温容量，用Cd表示，电池在零下40℃环境中静置8h，以I10(A)电流放电至单体电压1.60V，计算其容量，低温容量Cd与常温容量C10、C5、C1的比值不少于0.4(＞40%)。 ⑹固定型防酸式电池的容量 C10容量在第1次循环不低于0.90C10，第5次循环应达到C10；C1和1.0C容量分别在第7次、第9次循环达到额定值，应符合GB/T 13337.1-2008标准的规定。 ⑺固定型阀控密封式电池的容量 C10容量在第1次循环不低于0.95C10，第3次循环应达到C10、C3、C1，应符合GB/T 19638.1-2008的规定。 ⑻小型阀控密封式电池的容量 C20容量应符合GB/T 19639.2-2008的规定。实际容量Ce在第5次充/放循环内应不低于C20。 ⑼电动道路车辆用电池的容量 a. 额定容量，用C3表示，第1次放电容量应不低于0.85C3，第10次放电容量或之前放电容量应达到C3，应符合GB/T 18332.1-2008的规定。 b. 低温容量，用Cd表示，电池在零下18℃环境中静置24h，以I3(A)电流放电至单体电压1.40V，其容量应不低于0.5C3。 ⑽电动助力车用密封式电池的容量 a. 额定容量，用C2表示，应在第3次循环内达到。 b. 实际容量，用Ca表示，应符合GB/T 22199-2008的规定。
电子系统设计创新与实习报告 设计课题基于单片机的电容测量仪设计 学院信息科学与工程 学生姓名 学号 专业班级 队友 指导教师 设计时间 2014.6.4-2014.7.3
本设计详细介绍了一种基于单片机的数字式电容测量仪设计方案及实现方法。设计的主要方法是采用555芯片构成单稳态触发器,将电容容量转换为脉冲宽度。通过单片机的计时器测量脉宽, 根据已知的R值，通过单片机的运算功能，计算出电容容量,最后，再通过单片机的普通I/O口控制液晶屏显示出电容容量的计算结果。系统的测量范围为10pF~ 500uF, 具有多个量程，可根据用户需要由用户选择，与用户的交互是通过键盘实现，不同量程的实现是通过单片机的I/O口控制继电器的吸合与断开来选择不同的R值，从而实现不同的量程。同时，本设计注重设计方法及流程，首先根据原理设计电路，再通过protues仿真，利用keil 编程，进而借助altium designer 制作PCB，最后到焊接元器件，调试直至成功。 1 系统方案设计
1.1 设计说明及要求 1.1.1 设计说明 框图中的外接电容是定时电路中的一部分。当外接电容的容量不同时，与定时电路所对应的时间也有所不同，即C=f(t)，而时间与脉冲数目成正比，脉冲数目可以通过计数译码获得。 1.1.2 设计要求 （1）基本要求 ①自制稳压电源。 ②被测电容的容量在10pF至10000μF范围内 ③设计四个的测量量程。 ④显示测量结果，测量误差小于2.5%。 数字显示：显示分辨率:每档满量程的0.1%； 电容测量：电压可选择5V,25V,50V； 为实现该设计，达到相应的设计要求，本次设计中考虑了三种设计方案，三种设计方案中主要区别在于硬件电路和软件设计的不同，对于本设计，三种方案均能够实现，最后根据设计要求、可行性和设计成本的考虑选择了基于STC89C52单片机和555芯片构成的单稳态触发电路测量电容的方案。 现在一一介绍论证如下。
光大环保能源（镇江）有限公司蓄电池充放电试验方案 批准： 审核： 编制： 苏华建设集团有限公司 2018年05月
一、工程概况： 光大环保能源（镇江）有限公司直流系统运行时间久远，严重老化，为 了解蓄电池组的实际容量状况，故进行蓄电池充放电试验。 施工任务： 本期工作内容： 220V主蓄电池组一套，共104只，每只2V,容量为 300Ah。UPS及通讯蓄电池组各一套，容量为100Ah。 计划施工时间： 2018年05月23日——2018年05月26日 施工阶段（大致分为以下2个阶段） A、第一阶段（施工准备阶段,2018年05月23日以前） 进行：材料及工器具的准备、施工三措的编制、审批、学习 B、第二阶段(2018年05月23日至2018年05月26日) 进行：主蓄电池组、UPS、通讯蓄电池充放电调试 第一阶：（施工准备阶段，2018年05月23日以前） 1、组织相关人员进行熟悉图纸、查勘现场，确定施工方案，排查危险点（源）， 拟定预控措施 2、编制施工“三措”并报审批 3、组织所有施工人员进行“三措”学习并交底 需交底安全注意事项： （1）在现场发生或发现的危及施工安全、设备安全时，任何人有权及时制止并上报，对施工过程中造成的设备细小损伤，任何人不得隐瞒不报 或延时汇报，以便及时采取对策或补救措施，防止事态扩大或影响整 个施工的进程。 （2）相关工种、前后工序间要做好适当的交接与确认，工种负责人要对本工种的所有工作负责，对同一间隔同一工种现场负责人前后不是同一 人的，后一负责人必须向前一负责人进行询问和确认，以防造成工作 （如试验）漏项。 （3）工作票经值班人员确认开工后，工作票负责人对班组成员进行工作票交底；每天开工前明确工作分工及工作内容，并交待危险源及预控措 施。并在每天收工前确认完成情况及工作中存在问题，并做书面记录。
RTKC-II 便携式智能蓄电池充电机 一、产品概况： RTKC-II便携式智能充电机是采用当今最先进的边缘谐振软开关技术，可带电插拔，模块与模块之间采用自带二极管隔离设计，防止模块间相互影响。模块内部自带CPU，模块所有基准校准和控制功能，采用12位D/A完成，替代所有电位器，避免了电位器固有的温度系数和机械特性所引起的参数漂移。 二、产品主要特点及功能： ● 输出过压保护：输出电压过高对用电设备会造成灾难性事故，为杜绝此类 情况发生，本系列高频模块内设有过压保护电路，出现过压后模块自动锁死，相应模块故障指示灯亮，故障模块自动退出工作而不影响整个系统正常运行；过压保护点一般设为313V±2V（220V），过压报警点软件可设定。 ● 输出限流保护：模块输出电流最大限制为额定输出电流的倍（可设定），恒 流降压工作方式. ● 短路保护：整流模块输出特性如图3-1，输出短路时模块在瞬间把输出电压 拉低到几乎为零，限制短路电流在限流点之下，此时模块输出功率很小，以达到保护模块的目的。模块可长期工作在短路状态，不会损坏，排除故障后模块可自动恢复工作。 ● 模块并联保护：每个模块内部均有二极管并联保护电路，绝对保证故障模块 自动退出系统，而不影响其它正常模块工作。模块并机可直接在输出端相连。 ● 风扇启动：设有两档风扇启动功能，当输出电流大于25%30%额定值时，或当 模块内部温度高于60℃时，模块会启动强力风扇。 ● 过温保护：如环境温度过高、风机停转等情况下，模块检测散热器温度超过 85℃时自动关机保护，温度降低到76℃时模块自动启动。 ● 测量输出电压和输出电流以及模块的工作状态，并通过LCD中文显示，直观 方便。 ● 报警：在模块出现故障时模块会发出声光报警，同时LCD上显示故障信息， 用户能方便的对模块故障定位，便于及时排除故障。 项目技术指标 交流输入三相四线输入380V四线制；50Hz 电压变化范围323V-437V 频率变化范围50Hz±10% 直流输入直流输出额定电压220V, 80-286V 直流输出额定电流10A, 15A 输出限流范围（10%—100%）x额定电流稳压精度≤% 稳流精度≤% 纹波系数≤% 工作效率≥94% 动态响应≤200μS 绝缘绝缘电阻DC500V, ＞2MΩ 绝缘强度AC1500V/50Hz,1min,无闪络
充电电池容量测试仪实现方案 电池容量是衡量电池质量的重要指标。充电电池的容量测试有很多的方法。可以依据电池的放电曲线，进行短时间放电，从而粗略得出电池容量。这种方法最大的优点是快速，但是充电电池的放电曲线并不具有普遍性，很多劣质电池放电初期电压也很平稳，一旦进入中后期，电压下降非常迅速，所以采用这种方法得出的结论将非常不准确的。 最可靠最准确无误的还是以标准电流放电，全程测量实际放电时间的方式。不同的放电电流，充电电池最终能够释放出的电量是不同的，有一定的差距。蓄电池的容量标注都是有统一标准的。目前使用最多的是10小时率放电容量与20小时率放电容量两种。10小时率放电容量就是电池以恒定电流放电，至电量耗尽放电时间能够维持10个小时左右，这个电流就被称作10小时率电流(衡量电量用尽的标准，不能以电池放电端电压降低到零为准。电池过度放电，会导致电池容量减少，无法恢复，乃至提早损坏、完全失效。所以每种电池放电终止电压都有严格的规定，这个可以查阅相关资料。 过度放电与过度充电是造成充电电池不能达到使用年限、提前报废的主要原因)。实时放电的测量方法最大的缺点就是费时费力，因为耗时久这样测量精度也很容易受到各种外部因素的影响。测量过程中如果用10小时率电流持续放电时间至少都要在5个小时以上，作这样长时间的测试更需要足够的耐心与精力以及充裕的时间。科技的发展是非常迅速，今天单片机已经非常普及了。通过单片机程序控制对放电时间，深度进行自动化控制，就很容易精准测出电池的实际容量，实现整个过程的自动控制。模拟实际放电测量容量的方法虽然对能源有一点浪费，但是对于1A、2A以下的小容量充电电池还是完全可行的，对大容量电池进行抽样检查也是很有必要。 下面介绍的电池容量测试仪采用89S51作为控制芯片，图1就是硬件的电路原理图。 图1 硬件的电路原理图 这个电池容量测试仪由放电电路、单片机控制计时两个完全独立部分组合而成。单片机部分制作费时费力，而且市面上单片机已很普及，没必要亲手制作，随便找一片51单片机实验板就可以了。放电电路则是比较简单的，仅由四五只元件构成。单片机部分主要负责对放电时间计时，最终得到一组可靠的数据，用于电池性能的考量。 这种放电电路的实质就是一模拟可控硅。当我们将待测电池接入电路相应位置时，点按启动键，如果电池尚有余量，则电池两端放电电压将维持在设定值以上，三极管VT1就会瞬间饱和，电池通过电阻R2进行放电。这种电路有可靠精确陡峭的开关特性，VT1绝对工作于饱和截止两种状态之下。通过可调电阻对开关电路临界值(即充电电池放电终止电压)进行调节设定，便可适应于各种不同类型充电电池的全程保护放电。由于个人的应用不需要非常精准的测试结果，所以实际测试中电池模拟放电原则上还是以快些为好，只需要得到一个大致的电池容量。为了较快完成电池测试过程，这里的电路设计采用两小时率电流进行放电。通过对各种电池测量结果的横向比较，容量的差异还是显而易见的，以此作为衡量电池优劣的标准，就已经足够了。这里以1000mAH、1.2V规格镍氢电池测试为例，放电电流500mA就需要采用2Ω的放电电阻，电池终止放电电压应控制在1V以上。放电终止电压通过可调电阻R1来调节设定。普通可调电阻精度较差，且容易产生漂移，会导致设定好的终止电压随时间推移以及使用环境变化产生较大的波动。为了保证放电终止电压的精准且易于设定，R1可以使用3296系列精密可调电位器。3296多圈可调精密电位器的可调范围一般在50T，所以每圈的调节范围为2%，每转动一度，阻值变化大约0.005%，所以很容易调节获得一个精确、稳定的阻值。 终止电压的设定必须在实际放电过程中进行，负载电阻R2阻值变动，已经设定的终止电压也
电池电量检测芯片 时间：2011-12-17 22:29:42来源：作者： 电池电量监测计就是一种自动监控电池电量的IC，其向做出系统电源管理决定的处理器报告监控情况。一个不错的电池电量监测计至少需要一些测量电池电压、电池组温度和电流的方法、一颗微处理器、以及一种业经验证的电池电量监测计算法。bq2650x 和 bq27x00 均为完整的电池电量监测计，其拥有一个用于电压和温度测量的模数转换器(ADC) 以及一个电流和充电感应ADC。这些电池电量监测计还拥有一颗运行TI 电池电量监测计算法的内部微处理器。这些算法将对锂离子(Li-ion)电池的自放电、老化、温度和放电率进行补偿。该微处理器可以使主机系统处理器不用进行没完没了的计算。 电池电量监测计提供了诸如?电量剩余状态?等信息，同时bq27x00 系统还提供了?剩余运行时间?信息。主机在任何时候都可以询问到这种信息，并由主机来决定是通过LED 还是通过屏幕显示消息来通知最终用户有关电池的信息。由于系统处理器只需要一个12C 或一个HDQ 通信驱动，因此使用电池电量监测计非常简单。 电池组电路描述 图1 描述了电池组中的应用电路。根据所使用电池电量监测计IC 的不同，电池组将至少具有三到四个可用外部终端。 图1 典型的应用电路 VCC 和BAT 引脚将接入电池电压，用于IC 功率和电池电压的测量。一只低阻值感应电阻被安装在电池的接地端，以使感应电阻两端的电压能够被电池电量监测计的高阻抗SRP 和SRN 输入监控到。流经感应电阻的电流有助于我们确定电池的已充电量或已放电量。在选择感应电阻值时，设计人员必须考虑到其两端的电压不应该超过100 mV。太小的电阻值在低电流条件下可能会带来误差。电路板布局必须确保SRP 和SRN 到感应电阻的连接尽可能地靠近感应电阻的各个端点；即Kelvin 连接测量。
数字电子技术课程设计报告书 课题名称 数字电容测量仪的设计 姓 名 吴亚香 学 号 1212501-35 学 院 通信与电子工程学院 专 业 电子科学与技术 指导教师 张学军 2014年 6月 10 日 ※※※※※※※※ ※ ※※ ※※ ※ ※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2012级电子科学与技术专业 数字电子技术课程设计
数字电容测量仪的设计 1设计目的 （1）掌握multisim12仿真软件的应用技巧。 （2）掌握电容数字测量仪的设计组装与调试方法。 （3）熟悉相应的中大规模集成电路的使用方法，并掌握其工作原理。 2设计思路 本设计中用555振荡器产生一定周期的矩形脉冲作为计数器的CP脉冲也就是标准频率。同时把待测电容C转换成宽度为tw的矩形脉冲，转换的原理是单稳态触发器的输出脉宽tw与电容C成正比。把此脉冲作为闸门时间和标准频率脉冲相“与”，得到计数脉冲，该计数脉冲送计数—译码显示系统就可以得到电容量的数据。外部旋钮控制量程的选择。用计数器控制电路控制总量程。。 3设计过程 3.1设计框图 图1 数字电容测量仪原理图 3.2多谐振荡器电路的设计 振荡器是数字电容测量仪的核心，振荡器的稳定度以及其所产生的基准频率的稳定度决定了数字电容测量仪的准确度，通常选用石英晶振构成振荡电路。在要求不高的情况下可以选用555构成的多谐振荡器如果图2所示。
555组成多谐振荡器的工作原理如下： 接通电源Vcc后，Vcc经电阻R 1和R 2 对电容C充电，其电压U C 由0按指数 规律上升。当U C ≥2/3V CC 时，电压比较器C 1 和C 2 的输出分别为U C1 =0、U C2 =1，基 本RS触发器被置0，Q=0、Q’=1,输出U 0跃到低点平U oL 。与此同时，放电管V 导通，电容C经电阻R2和放电管V放电，电路进入暂稳态。随着电容C放电， Uc下降到Uc≤1/3Vcc时，则电压比较器C 1和C 2 的输出为U c1 =1、U c2 =0，基本RS 触 发器被置1，Q=1，Q’=0，输出U 0由低点平U oL 跃到高电平Uo H 。同时，因Q’=0， 放电管V截止，电源Vcc又经过电阻R 1和R 2 对电容C充电。电路又返回前一个 暂稳态。因此，电容C上的电压Uc将在2/3Vcc和1/3Vcc之间来回充电和放电，从而使电路产生了振荡，输出矩形脉冲，作为基准信号频率。555组成多谐振荡器输出波形如图3。 VCC 图2 555组成多谐振荡器