专利名称：高精度电容测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高精度电容测试仪。
背景技术：
电容是一种很重要而且非常常用的电子元件。随着新技术的应用，电容的应用越来越广泛。但是电容的电容值测试不仅是电容器生产单位的测试难题，同时也是电容使用单位的工作难题之一。现有技术中，一般采用万用表来测试电容的电容值，采用万用表测试电容的方式存在以下几个缺点:1)容易受到万用表的测量范围限制；对于不在测量范围内的电容无法测试；一般数字万用表的测量的电容值大约在2000PF到20微法之间，超出这个范围的电容无法测量，测量的范围很窄；2)数字式万用表能够测量出其量程范围内电容的数值，但是其测试精度较小。
实用新型内容本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种高精度电容测试仪，以提高电容的测量精度并扩大测量范围。本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。高精度电容测试仪，其结构特点是，包括换挡控制电路、多谐振荡器、比较器、单片机、显示电路和量程选择电路；所述换挡控制电路、多谐振荡器和比较器依次连接，所述比较器还与所述单片机相连接，所述换挡控制电路也与所述单片机相连接；所述单片机还与所述显示电路和量程选择电路相连接。本实用新型的高精度电容测试仪还具有以下技术特点。所述量程选择电路包括多个按键；所述换挡控制电路包括三个继电器；多谐振荡器由运放构成的滞回比较器结合RC延迟网络构成；比较器由包括电压比较器LM311 ;显示电路包括液晶显示器IXD1602。与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在:本实用新型的高精度电容测试仪，可通过量程选择电路自由选择量程，并可通过换挡控制电路来换挡调整振荡器的输出，测量电容范围为:IOOp± 10% ;F 10000 pF，远比一般的万用表的测量范围大，其测量精度为±10%。采用液晶显示器显示测量结果，显示直观。本实用新型的高精度电容测试仪，具有电容的测量精度高、测量范围大且显示直观等优点。
图1为本实用新型的高精度电容测试仪的结构框图。图2为本实用新型的高精度电容测试仪的量程选择电路的电路图。图3为本实用新型的高精度电容测试仪的换挡控制电路的电路图。[0014]图4为本实用新型的高精度电容测试仪的多谐振荡器的电路图。图5为本实用新型的高精度电容测试仪的比较器的电路图。图6为本实用新型的高精度电容测试仪的单片机和显示电路的电路图。以下通过具体实施方式
，并结合附图对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
参见图1，高精度电容测试仪，包括换挡控制电路、多谐振荡器、比较器、单片机、显示电路和量程选择电路；所述换挡控制电路、多谐振荡器和比较器依次连接，所述比较器还与所述单片机相连接，所述换挡控制电路也与所述单片机相连接；所述单片机还与所述显示电路和量程选择电路相连接。通过量程选择电路，可在多个量程下，选择一个合适量程的情况下，通过单片机识别选择的量程，并控制换挡控制电路，把相应的电阻接入多谐振荡器电路，产生矩形波输出，该矩形波通过单限比较器转化成单片机可以识别的矩形波，由单片机的输入输出口对其进行计数，得到矩形波周期，根据周期结合具体多谐振荡器输出矩形波周期计算公式得出所接电容值，并送入显示电路显示,完成电容值数字显示。所述量程选择电路包括多个按键；所述换挡控制电路包括三个继电器；多谐振荡器由运放构成的滞回比较器结合RC延迟网络构成；比较器由包括电压比较器LM311 ;显示电路包括液晶显示器IXD1602。如图2，量程选择电路通过按键实现，设置了六个按键，每个按键代表着不同的量程，分别为:100PF、lnF、10nF、100nF、luF和10uF。按键的一端接地，另一端接单片机的输入输出口，单片机通过识别输入输出口电平值，可确定所选择量程值，并按所选量程进行相应操作。如图3，换挡控制电路由继电器实现，包括三个继电器结合各自的驱动电路，三个继电器的电路结构一样，继电器驱动电路由三极管S9012构成的开关电路实现，单片机控制三极管的基极电位，低电平时，晶体管导通，高电平时，晶体管截止，分别在这两种情况下，可通过继电器选择不同通路，三组继电器可实现六个通路的选择，正好对应六个量程的选择。如图4，多谐振荡器由运放构成的滞回比较器结合RC延迟网络构成，其中运放、RU R2、R3和两个稳压管构成的滞回比较器的结构，阈值电压由Rl、R2和稳压管稳压值确定。Cl为待测电容，电阻R4到R9为换挡测量所需的六个电阻值，从100欧到IOM —共六个值，电阻值得确定考虑了单片机识别矩形波周期的限制，在不同量程下，输入单片机的矩形波频率均在千数量级，适合单片机计数，且较精确，本电路为了减小运放对延迟网络的影响，采用了输入级为场效应管的运放0PA2132。如图5，比较器由LM311构成，输出外接电阻R10，为上拉电阻，该电路主要的作用是把输入的矩形波转化成单片机可以识别的矩形波，在输入波瞬时值大于零时，输出为5V，输入矩形波瞬时值小于零时，输出为O。如图6为单片机及显示电路，单片机采用通用的AT89S52实现，最小系统电路包括振荡电路，复位电路和存储器选择三个部分。振荡电路为内部电路提供基准频率，由C1、C2和晶振构成。复位电路采用上电复位的方式，由Rl和C3构成。存储器选择端口 EA接高电平，采用内部存储器。显示电路由IXD1602实现，该显示元件可显示两行32个字母或数字等，在本设计中可用来显示具体电容值，方便，简单实用。[0025]本实用新型的高精度电容测试仪，可通过量程选择电路自由选择量程，并可通过换挡控制电路来换挡调整振荡器的输出，测量电容范围为:IOOp± 10% ;F 10000 pF，远比一般的万用表的测量范围大，其测量精度为±10%。采用液晶显示器显示测量结果，显示直观。
权利要求1.高精度电容测试仪，其特征是，包括换挡控制电路、多谐振荡器、比较器、单片机、显示电路和量程选择电路；所述换挡控制电路、多谐振荡器和比较器依次连接，所述比较器还与所述单片机相连接，所述换挡控制电路也与所述单片机相连接；所述单片机还与所述显示电路和量程选择电路相连接。
2.根据权利要求1所述的高精度电容测试仪，其特征是，所述量程选择电路包括多个按键；所述换挡控制电路包括三个继电器；多谐振荡器由运放构成的滞回比较器结合RC延迟网络构成；比较器由包括电压比较器LM311 ;显示电路包括液晶显示器IXD1602。
专利摘要本实用新型公开了一种高精度电容测试仪，包括换挡控制电路、多谐振荡器、比较器、单片机、显示电路和量程选择电路；所述换挡控制电路、多谐振荡器和比较器依次连接，所述比较器还与所述单片机相连接，所述换挡控制电路也与所述单片机相连接；所述单片机还与所述显示电路和量程选择电路相连接。所述量程选择电路包括多个按键；所述换挡控制电路包括三个继电器；多谐振荡器由运放构成的滞回比较器结合RC延迟网络构成；比较器由包括电压比较器LM311；显示电路包括液晶显示器LCD1602。本实用新型的高精度电容测试仪，具有电容的测量精度高、测量范围大且显示直观等优点。
文档编号G01R27/26GK203069676SQ20132009759
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者汪俊, 丁健, 张锦 申请人:滁州学院