簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀(論文設(shè)計(jì))

《簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀(論文設(shè)計(jì))》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、實(shí)用簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀摘要：簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀（G題）【高職高專組】一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀。二、要求1．基本要求（1）測(cè)量量程為100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四檔。測(cè)量準(zhǔn)確度為±（1%讀數(shù)＋2字）。（2）3位數(shù)字顯示（最大顯示數(shù)必須為999），能自動(dòng)顯示小數(shù)點(diǎn)和單位,測(cè)量速率大于5次/秒。（3）100Ω、1kΩ、10kΩ三檔量程具有自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換功能。2．發(fā)揮部分（1）具有自動(dòng)電阻篩選功能。即在進(jìn)行電阻篩選測(cè)量時(shí)，用戶通過(guò)鍵盤輸入要求的電阻值和篩選的誤差值；測(cè)量時(shí)，儀器能在顯示被測(cè)電阻阻值的同時(shí)，給出該電阻是否符合篩選要求的指示。

2、（2）設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能自動(dòng)測(cè)量和顯示電位器阻值隨旋轉(zhuǎn)角度變化曲線的文檔實(shí)用輔助裝置，要求曲線各點(diǎn)的測(cè)量準(zhǔn)確度為±（5%讀數(shù)＋2字）,全程測(cè)量時(shí)間不大于10秒,測(cè)量點(diǎn)不少于15點(diǎn)。輔助裝置連接的示意圖如圖1所示。（3）其他圖1輔助裝置連接示意圖三、說(shuō)明1．在輔助裝置中，要求電位器為4.7kΩ旋轉(zhuǎn)式單圈電位器,并規(guī)定采用線性電位器。2．要求電位器的三個(gè)端子作為測(cè)試端子引出。一、系統(tǒng)方案本系統(tǒng)主要由測(cè)量模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、控制顯示模塊，驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊，下面分別論證這幾個(gè)模塊的選擇。文檔實(shí)用1.1測(cè)量模塊的論證與選擇方案一：諧振法，采用LC組成諧振回路，將被測(cè)電

3、感串入電路或?qū)㈦娙莶⑷牖芈分羞M(jìn)行測(cè)量。但諧振法要求較高頻率的激勵(lì)信號(hào)，一般不容易滿足高精度的要求。由于測(cè)試頻率不固定，測(cè)試速度也很難提高，誤差就很難達(dá)到要求。方案二：伏安法測(cè)量R,它的測(cè)量原理來(lái)源于阻抗的定義。即若已知流經(jīng)被測(cè)阻抗的電流，通過(guò)A/D將被測(cè)阻抗兩端的電壓的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)，可得被測(cè)電阻兩端的電壓，則通過(guò)歐姆定律可得到被測(cè)電阻阻值。此方法原理簡(jiǎn)單，外部硬件較少，便于操作。方案三：交流電橋測(cè)量法，交流電橋的構(gòu)造及原理均與直流惠斯通電橋相同，電源使用交流電，四臂的阻抗Z1、Z2、Z3、Z4，可以用電阻、電感、電容或其他組合，電橋平

4、衡的條件是此條件顯示交流電橋不同于直流電橋：首先條件有兩個(gè)，因此，需要調(diào)節(jié)兩個(gè)參數(shù)才能使電橋平衡；其次，阻抗的多樣性可以組合成各具特色的電橋，但非所有電橋都能同時(shí)滿足達(dá)到平衡的條件。綜合比較以上三種方案，我們選擇方案二。1.2A/D模塊方案論證與選擇該ADS7816是12-bit,200kHz采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字轉(zhuǎn)換器.它具有低功耗操作具有自動(dòng)關(guān)閉電源，同步串行接口和一個(gè)差分輸入.該參考電壓年齡可以多種多樣，從100mV到5V,與對(duì)應(yīng)從24μ文檔實(shí)用V對(duì)應(yīng)分解到1.22mV.低功耗，自動(dòng)斷電等優(yōu)點(diǎn)。特別是它是12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以更好的進(jìn)行量化，提高了

5、對(duì)被測(cè)電阻電壓采樣的精度，故我們選擇ADS7816作為A/D模塊。1.3控制系統(tǒng)的論證與選擇核心控制部分我們選TI公司生產(chǎn)的低功耗MCUMSP430，它是一種基于RISC的16位混合信號(hào)處理器，超低功耗架構(gòu)與高度靈活的時(shí)鐘系統(tǒng)可顯著地延長(zhǎng)了電池的壽命:0.1UARAM保持模式;<1UARTC模式;<100UA/MHz。集成型智能外設(shè)：眾多的高性能模擬與數(shù)字外設(shè)可大幅度的減輕CPU的工作量?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，它完全可以滿足對(duì)整個(gè)電路控制的要求，故我們決定選MSP430作為控制核心。1.4電機(jī)模塊考慮到編程的復(fù)雜，以及沒(méi)有合適的電機(jī)，故本次沒(méi)做這一部分。1.5

6、顯示模塊論證與選擇二、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)本簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀采用了TI公司的單片機(jī)MSP430。該系統(tǒng)主要包括電阻測(cè)量模塊，LCD顯示、按鍵模塊，電源電路等功能模塊。基于上述各方案的論證與分析，我們確定了最終方案。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如下圖：文檔實(shí)用電源供電模塊液晶顯示單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊按鍵模塊電阻測(cè)試模塊系統(tǒng)總體框圖2.2電阻測(cè)量硬件電路設(shè)計(jì)如下圖，本方案通過(guò)串聯(lián)分壓法來(lái)測(cè)量Rx的電阻，當(dāng)剛開(kāi)始測(cè)量時(shí)，有單片機(jī)給J1端一個(gè)高電平使得三極管T1導(dǎo)通，此時(shí)繼電器RL1通電吸合使得R1與Rx導(dǎo)通，此時(shí)ADS7816將Rx的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字

7、電壓送入單片機(jī)，單片機(jī)就可以讀出Rx的電壓。將Rx電壓送入比較器的正輸入端，在R9和P1的支路中，調(diào)節(jié)P1，是其值與R9完全相同，這樣便得到了電壓比較器的基準(zhǔn)電壓為2.5V，當(dāng)Rx的電壓小于2.5V時(shí)，比較器輸出低電平到單片機(jī)，單片機(jī)不給J1、J2、J3、J4信號(hào)，通過(guò)公式:由Ix=Ucc/(Rx+Ri)，(i=1,2,3,4)而Rx=Ux/Ix化簡(jiǎn)得Rx=Ux*Ri/(Ucc-Ux)，(i=1,2,3,4)文檔實(shí)用算出Rx的值并輸入LCD顯示其值,當(dāng)Rx大于等于2.5V時(shí)，比較器輸出高電平到單片機(jī)，單片機(jī)向J1輸出低電平，三極管T1截止，繼電器RL1

8、斷電斷開(kāi)，同時(shí)單片機(jī)向J2輸出高電平，三極管T2導(dǎo)通，繼電器RL2通電吸合，然后比較器繼續(xù)比較