电容和电感的测量方法PPT课件
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电阻\电容和电感简易测量方法一、系统原理与结构系统框图结构如图1所示。
由单片机选择通道,向模拟开关送两位地址信号,取得振荡频率,然后根据所测频率判断是否转换量程,或是把数据进行处理后,送数码管显示相应的参数值。
二、测量Rx的Rc的振荡电路如图2所示,它是一个由555电路构成的我谐振荡器电路。
其振荡周期为:T=T1+T2=(In2)(R4+2Rx)C8,故此:Rx=1/[(21n2)C8f]-R4/2为使振荡频率保持在10Hz~100kHz频段(单片机计数的高精度范围),需选择合适的C8和R4值,同时要求电阻功耗不能太大。
在第一个量程选择:R4=200Ω,C8=0.22μF;第二个量程选择:R4=20Ω,C8=1000pF。
这样在第一量程中,Rx=100Ω时(下限)f=16.4kHz。
因为RC振荡的稳定度可达10-3,而单牌机频率最多误差一个脉中,所以由单片机测量频率值引起的误差在1%以睛。
量程转换原理为:单片机在第一个频率的记录中发现频率过小,即通过继电器转换量程。
再测频率,计算出Rx值。
在电路中采用了稳定性良好的独石电容,所以被测电阻的精度可达1%。
三、测量Cx的RC振荡电路测量Cx的RC振荡电路与测量Rx的振荡电路完全一样,若将图2中的R4的Rx换成R1、R2。
C8换成Cx,且R1=R2,则f=1/[3(1n2)R1Cx]。
两量程中的取值分别为:第一量程R1=R2=510Ω;第二量程:且R1=R2=10Ω。
这样取值使电容挡的测量范围很宽。
在电路中采用精密的金属膜电阻,其值的变化能够满足1%左右的精度,使得电容的精度也可以做得较高。
四、测量Lx的电容三点式振荡电路如图3所示,在电容三点式振荡器中,C1、C2分别采用1000pF和2200pF 的独石电容,其电容值远远大于晶体管极间电容,所以极间电容可以忽略。
根据振荡频率公式,对于10μH的电厂其频率约等于1.92MHz。
由于单片机采用6MHZ 晶振,最快只能计几百kHz的频率,因为在测电感这一挡时,只能用分频器分频后送单片计数。
工作原理图1 工作原理图在被测电容支路有对被测电容的电压、电流取样的取样电路,取样电路的输出端分别接放大电路,从电压放大电路输出的电压信号和从电流放大电路输出的电流信号通过鉴相器输出相位差信号,与电压信号和电流信号通过A/D转换器后,输入CPU计算而得到被测电容值。
因为采用了移动的电流取样单元,而使得无需拆除连接线就可以直接测量电容值。
加之测量过程档位是自动进行选择,避免了手动操作引起的误差,因此具有稳定性好、重复性好,准确可靠的特点。
仪器面板图2 仪器面板图1:液晶屏幕2:打印机:打印测量数据和波形3:电流测试钳插座4: 输出电压接线柱5:接地端6:电压输出开关7:测量转换开关(电容测量/电感测量)8:电源开关9:电源(AC 220V)插座10:屏幕亮度11:按键功能区【→】和【←】键可用于平移光标, 还可用于改变数值大小。
【↓】和【↑】键可用于改变光标的上下位置, 有时可用于增减数字。
【退出】键表示否定光标的提示,【确认】键表示肯定光标的提示。
【打印】键按此键后可得屏幕所显示的测量数据打印出来。
【复位】键按此键后直接跳回主菜单。
接线方法A、并联电容器测量进行测试前,应按使用要求正确连接电源线及信号电缆。
图3 接线方式示意图图4 仪器现场测量实例1、将测试电压电缆一端接到仪器测试电压输出端子④、⑦上;2、将测试电流信号电缆插在仪器测试信号输入插头③上;3、接好测试仪器220V电源线;4、将测试电压电缆分别夹在被试电容器组两极的连接母线上,钳形电流取样表卡在所需测量的单台电容器的套管处;5、闭合仪器电源开关⑧;6、将面班上的“功能开关”置于“电容测量”,最后将“电压输出开关”置于“通”的位置即进行电容测量,液晶屏幕上显示的数据即是测量结果7、将钳形电流表取下,卡于另一台需测量的电容器上,直至该相测量完毕。
8、测试结束后,切断电源,并将面板上所有开关恢复到测试前的状态,拆除所有接线。
B、电抗器电感测量1、接线方法同测量电容时一样,只是被测试品为电感;2、开机按【确认】后屏幕显示主菜单画面,将光标移至【设置】处,进入第3屏设置参数,将【等效阻抗】设为【串联电感】模式。