智能電阻電容電感測量儀的設計與開發

摘要：設計了以單片機MSP430為控制核心的智能電阻電容電感(RLC)測量儀，實現了被測元器件的自動識別及參數測量。系統采用多個繼電器，通過切換不同的激勵信號得到采樣電阻上不向的響應來判別被測器件的屬性，通過切換不同的采樣電阻來擴大測量范圍以及測量精度。系統的顯示部分采用128×64點陣式液晶顯示屏實時顯示被測元器件的屬性和實測的值。此系統具有操縱簡單和參數測量范圍廣等特點。
關鍵詞：RLC測量儀；數字控制；自動測量

0 引言
目前有三種實現RLC測量的方法。1)電橋法，它具有較高的測量精度，被廣泛采用，現己派生出許多類型。但電橋法測量需要反復進行平衡調節，測量時間長，很難實現快速的自動測量。2)諧振法，它要求較高頻率的激勵信號，一般不容易滿足高精度的要求。由于測試頻率不固定，測試速度也很難提高。3)伏安法，它是最經典的方法，其測量原理來源于阻抗的定義，顯然純電阻可由直流分壓，但對于阻抗、容抗則必須采用頻率較高的交流，電路較為復雜，使得該方案未得到認可。本系統采用伏安法，相對簡化了電路，具有較好的人機互動。

1 系統方案實現
整體設計思想為在待測網絡器一端加入激勵信號，另一端加入采樣電阻到地，通過頻率的自動切換使AD讀到不同的采樣電壓，我們可以根據激勵信號對應的AD采樣電壓，判別出待測元器件的屬性，進一步切換采樣電阻，從而準確測量出待測元器件的大小。這一系列操作均為自動完成。系統原理實現框圖如圖1所示。

2 硬件實現
2．1 硬件電路總圖
系統硬件實現電路如圖2所示，考慮到模擬開關有內阻，我們選取繼電器作為檔位的切換，為了測量的準確，本文采用了多個電壓跟隨，防止電流過大在信號源端分壓。