智能电阻电容电感测量仪的设计与开发

摘要：设计了以单片机MSP430为控制核心的智能电阻电容电感(RLC)测量仪，实现了被测元器件的自动识别及参数测量。系统采用多个继电器，通过切换不同的激励信号得到采样电阻上不向的响应来判别被测器件的属性，通过切换不同的采样电阻来扩大测量范围以及测量精度。系统的显示部分采用128×64点阵式液晶显示屏实时显示被测元器件的属性和实测的值。此系统具有操纵简单和参数测量范围广等特点。
关键词：RLC测量仪；数字控制；自动测量

0 引言
目前有三种实现RLC测量的方法。1)电桥法，它具有较高的测量精度，被广泛采用，现己派生出许多类型。但电桥法测量需要反复进行平衡调节，测量时间长，很难实现快速的自动测量。2)谐振法，它要求较高频率的激励信号，一般不容易满足高精度的要求。由于测试频率不固定，测试速度也很难提高。3)伏安法，它是最经典的方法，其测量原理来源于阻抗的定义，显然纯电阻可由直流分压，但对于阻抗、容抗则必须采用频率较高的交流，电路较为复杂，使得该方案未得到认可。本系统采用伏安法，相对简化了电路，具有较好的人机互动。

1 系统方案实现
整体设计思想为在待测网络器一端加入激励信号，另一端加入采样电阻到地，通过频率的自动切换使AD读到不同的采样电压，我们可以根据激励信号对应的AD采样电压，判别出待测元器件的属性，进一步切换采样电阻，从而准确测量出待测元器件的大小。这一系列操作均为自动完成。系统原理实现框图如图1所示。

2 硬件实现
2．1 硬件电路总图
系统硬件实现电路如图2所示，考虑到模拟开关有内阻，我们选取继电器作为档位的切换，为了测量的准确，本文采用了多个电压跟随，防止电流过大在信号源端分压。