Tecnología electrónica moderna
Al utilizar componentes electrónicos, primero debe conocer sus parámetros, lo que requiere comprender los parámetros de los componentes. medidas. Cuando se utilizan instrumentos tradicionales para medir, primero es necesario soldar el dispositivo fuera de la placa de circuito y luego seleccionar manualmente el rango de acuerdo con el tipo de dispositivo que se está midiendo, lo que no solo es problemático sino que también destruye la belleza de la placa de circuito. Mediante análisis teórico e investigación experimental, el algoritmo de muestreo ortogonal se utiliza para realizar mediciones en línea, identificación inteligente, conversión automática de rango y otras funciones bajo el control de una computadora de un solo chip, lo que puede mejorar en gran medida la velocidad de medición y la precisión del instrumento de medición. y ampliar el rango de medición. Por lo tanto, este instrumento de medición RLC no sólo puede mejorar el rendimiento de medición del sistema, sino también mantener la belleza del circuito impreso. En comparación con los instrumentos de medición tradicionales, es muy inteligente y funcionalmente integrado, y tiene amplias perspectivas en aplicaciones futuras.
Diseño del circuito de hardware de 1
La idea de diseño de hardware del instrumento de medición se muestra en la Figura 1.
Dado que el microcontrolador PIC solo puede recolectar correctamente voltajes entre 0 y 0~5 V, y la señal de entrada es una señal de onda sinusoidal, es necesario aumentar el potencial de esta señal de onda sinusoidal antes de enviarla al microcontrolador, de modo que el potencial de toda la señal de onda sinusoidal sea mayor o igual a 0 en cualquier momento. Además, el instrumento de medición tiene las características de conversión automática de rango y ganancia controlable automática. El circuito de implementación se muestra en la Figura 2.
En la Figura 2, U1 (CD4051) es un interruptor analógico unipolar de ocho posiciones, utilizado para completar la conversión de la posición de bloqueo eléctrico del rango de medición. U2 (CD4052) es un interruptor doble; Interruptor analógico de cuatro polos, utilizado para seleccionar el componente bajo prueba o señal de resistencia de referencia. U3, U4, U5 y U6 * * forman un circuito amplificador diferencial con ganancia controlable. U5 (CD4052) se usa para cambiar la ganancia múltiple. U8 (74LS273) es un pestillo que se usa para bloquear la señal de control enviada por el microcontrolador y transmitir. Déle U1, U2 y U5 para realizar el control del programa. Dado que se requiere que el voltaje de activación de los interruptores U1, U2 y U5 sea superior a 5 V, y el nivel alto del microcontrolador es de solo 3 ~ 5 V, que no puede alcanzar el voltaje de activación, es necesario utilizar un controlador de colector abierto. (74LS07) para realizar el interruptor controlado por el microcontrolador (R13, R14, R15).
De esta manera, al controlar el potencial alto y bajo del puerto conectado al 74LS273 a través del programa, se puede controlar el interruptor analógico para seleccionar diferentes canales, logrando así la conversión automática de engranajes de rango y el control de ganancia.
2 Programación de software
El principio de medición de este instrumento de medición se basa en el muestreo ortogonal. Primero, se selecciona una señal sinusoidal con frecuencia constante como señal de medición estándar y luego la señal medida se divide entre el componente bajo prueba y la resistencia de referencia conectada en serie. Finalmente, el microcontrolador realiza un muestreo ortogonal de la señal obtenida al dividir el voltaje entre el componente bajo prueba y la resistencia de referencia.
Dado que existe una diferencia de fase de 90 grados entre la corriente que fluye a través del capacitor o inductor y el voltaje en ambos extremos, solo es necesario muestrear el valor instantáneo de la señal de CA en cualquier momento, luego cambie la fase 90 grados y luego muestree el valor instantáneo V2, de modo que la señal de CA completa pueda representarse por V1 y V2: V2 = V1 JV2.
La idea de diseño del programa de software se muestra en la Figura 3.
3 Resultados experimentales
La Tabla 1 muestra el rango de medición y la precisión del instrumento de medición en tres condiciones: 100 Hz, 1 kHz y 10 kHz ±0,02. Entre ellos, l, c, r, q y d representan inductancia, capacitancia, resistencia, factor de calidad y tangente de pérdida, respectivamente.
4 Conclusión
Este artículo diseñó un instrumento de medición inteligente RLC basado en un microcontrolador PIC. Sus funciones principales son las siguientes:
(1) Puede identificar de forma inteligente. los objetos a medir ¿El componente es un capacitor, inductor o resistencia?
(2) Los valores de los parámetros de capacitancia, inductancia y resistencia se pueden medir con precisión.
(3) No es necesario seleccionar marchas manualmente y la resistencia de la marcha se puede convertir automáticamente.
(4) Cuando la amplitud de la señal sinusoidal medida es demasiado pequeña, la amplificación de ganancia se puede realizar automáticamente sin afectar la precisión.
(5) Después de ampliar el instrumento de medición, se realiza la medición de diodos y transistores.
Se puede ver que este tipo de instrumento de medición es muy inteligente e integrado, puede medir con precisión los parámetros de los componentes, está en línea con la tendencia de desarrollo de los instrumentos de medición actuales y tendrá amplias perspectivas de aplicación.