PIC单片机制作电感电容测试仪

2021-02-26 小编:52DIY 分类:DIY文章教程 阅读(321)
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现在网络上可用成型可用的DIY电感测试电路少之又少,对于DIY爱好者来说,制作各种电路的过程中,会需要各种手工绕制线圈,但一般的万用表基本没有电感测试功能,导致制作的电感线圈根本就不知道多大的电感量,所以一个准确的电感测试仪必不可少。一个专业的电感测试仪或带电感测试功能的万用表价格不菲,一般也没有投资必要。作为DIYer,动脑动手的优势就显现出来了。

这个电路几经优化,选择使用单片机PIC16F628A做为电路核心,内部包括两个电压比较器,省去了原来电路所使用的LM311 。显示使用常用的LCD1602小型液晶显示屏,电路板整体可以装在一个小塑料盒里。

电感电容测试仪

电感电容测试仪

电路电源可以选择9-12V的直流稳压电源,通过78L05稳压为5V后提供给电路主电源,也可以取消电路中的78L05,直接使用手机充电头的5V电源,并且使用Micro B或者type C型USB插座来接入,电路整体耗电低于30mA。

电感的测量是基于通过测量在LC振荡回路中频率的值来通过公式来计算电路中电感L的值,这里通过下图的中的公式在单片机程序中进行计算,并将得到的值显示在LCD1602中。

电感电容计算公式

电感电容计算公式

以下是电感电容测试仪的电路图

PIC单片机制作电感电容测试仪

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电路元件选择

1、电路中除了准备一个或多个用于校准仪表的电容,不需要特别精确的元件。
2、两个1000pF的电容(C5、C6)选择高稳定性的电容,精度不时十分重要,聚苯乙烯电容是优选,MKT电容,云母电容也可以。尽量不要选择涤纶电容,尤其是瓷片电容。
3、振荡器中两个10uF的电容选择钽电容,并在每个电容上并联一个0.01uF的瓷片电容,防止高频寄生振荡。
4、4MHz晶体要选择精度高的4.000MHz的晶体,不要选择误差大的晶体。晶体频率每误差1%,测量的误差值就会增加2%。
5、82uH的电感选择高Q值的电感,直流电阻至少低于1欧姆,越小越好。
6、继电器应使用超小型低电流5V继电器,PIC15F628A最多能提供30mA的驱动电流。

电路的调试与校准

1、电路焊接完毕,先将程序代码.hex文件写入PIC 16F628A中,然后插入插座中。
2、串入电流表,接通电源,电流应该小于20mA。正常工作仅消耗8mA的电流。如果显示屏看不到任何东西,尝试调节微调电阻,使屏幕亮度显示正常。这时,屏幕上应该短暂显示“Calibrating”(校准)字样,然后时显示C=0.0pF(或者其它的电容值)。
3、等待几分钟,然后按动轻触按钮进行强制校准。这时屏幕应该显示C=0.0pF.
4、连接标准电容,显示器显示的读数应该接近标准电容的值,这时误差可能会高达+/-10%.
5、这时,如果显示电容低于标准值,将4脚的拨动开关接通,如果显示电容值高于标准值,将3脚的拨动开关接通,当显示值足够接近标准值时,将拨动开关恢复到关闭状态。这个动作可能会重复N次。完成后PIC将记住保存校准数据。
6、如果仪表显示异常,则可使用1、2脚的拨动开关检查振荡频率。接通2脚的开关,屏幕显示自由振荡频率“F1”。应显示在50KHz +/-10%。如果频率过低,低于40KHz,仪表的准确性会降低。这时接通2脚检查校准评率“F2”,拨动开关获得F1读数的71%=/-5%。如果这两个频率值差异小于2%,则电路中继电器可能有故障。
7、如果你将电感L2的值调整到82uH或以下,将自由振荡频率F1提高到60KHz左右,仪表将获得最大分辨率。电路图中标称值82uH,但一般这个值的电感不好买,一般就用100uH电感来替代,但频率就在50KHz左右。
8、如果屏幕显示F1和F2都接近0,请检查LC振荡回路,因为这时的振荡回路已经停振。
9、校准电容功能时,会自动校准电感测量功能。最后测试仪表的测试端子短接的情况下,显示值应该归零。

测量操作

测量电感时,请将测试端子短接,并按置零按钮,然后连接被测电感进行测量。测量电容时,保证测量端子断开,并按置零按钮,然后连接被测量的电容进行测量。

测量精度及其它问题

由于仪表测量的原理是基于对回路振荡频率的测量,因此,任何使振荡器起振的元件都会被显示为电容或电感。例如,22欧姆的电阻在仪表上就会显示为3.14uH的电感,或119nF的电容。这有可能时测量到电阻的等效电感或者等效电容了吧?
当被测量的元件Q值很高时,测量的误差会小于1%。
L2使用开关电源中的铁氧体扼流圈时,误差会很大,3300pF以下的电容,误差小于1%,475uH的电感,误差小于2%,0.22uF的电容误差会达到3%。精度最佳的测量是使用旧电视中共模电感扼流圈,误差最小。

此电路的电感、电容测量,元件选择准确的情况下,则精度优于3%,如果调试校准好的情况下,则精度可能会优于1%.

电路中PIC 16F628A的.hex文件的下载地址如下,但需要你关注我的公众号并在此篇文章下留言,我会发给你提取码。转载5次到不同的网络平台,并留下出处,公众号联系我,我会发给你此电路的汇编源代码。

链接:https://pan.baidu.com/s/10ALl_e-4V3ATRTZsNnYQFg
提取码:请关注公众号

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