直流電橋、交流電橋、半橋測量LCR原理2


 

 

 

電路中 Zx 為被測量器件,

Rs 為標准電阻, 這里給出了 7 個檔位,主要是為了保證測量精度,
兩個放大器隔離了 后級測量電路和半橋的路的阻抗系統,也是為了保證精度。

 

半橋電路的輸出 Us 和 Ux 的關系如下:

對於電阻 R: R=Zx=Rs*Ux/Us

對於電感 L:  Zx=Rs*Ux/Us        L=Zx/ω (ω =2π f)

對於電容 C; Zx=Rs*Ux/Us         C=1/(Zx*ω )

因此, 測量電容電感方法只在電阻的測量基礎上除個頻率相關量便可。

 

 

相位測量電路設計【判斷電容電感以及等效串並聯電阻】

由於半橋電路的輸出是正弦波, 所以我們需要將正弦信號變換為方波信號, 再用STM32的定時器進行測量,

處理判斷 Us 信號是超前還是滯后於基准信號Ux從而判斷所測的元件是電阻(無移相)、 電感(超前)、 電容(滯后)。

 

 

 

相位差的的測量方案


將基准信號 Ux(沒有經過半橋電路) 和半橋電路的輸出信號 Us都經過相位檢測電路, 分別有通道一和通道二輸出。

(1) 如果所測元件為電阻, 則通道一和通道二的輸出波形圖如下:【此時通道二的輸出波形相對於通道一的輸出波形既沒有超前也沒有滯后。】



 

 

 

 

(2) 如果所測元件為電感, 則通道一和通道二的輸出波形圖如下:【此時通道二的輸出波形超前於通道一的輸出波形】

 

 

 

(3) 如果所測元件為電容, 則通道一和通道二的輸出波形圖如下:【此時通道二的輸出波形滯后於通道一的輸出波形。】

 

 

 具體方法及部分代碼:

 

將通道一的輸出波形接到(E 端口 0 管腳)
將通道二的輸出波形接到(E 端口 1 管腳)


2、 在主函數中將、 都配置成外部中斷引腳, E 端口 0 管腳有效檢測邊沿為上升沿,E 端口 1 管腳的有效檢測邊沿為下降沿有效。 

3、 當的有效邊沿到來時(上升沿), 在中斷函數 EXTI0_IRQHandler 中將的有效監測邊沿改為上升沿或下降沿有效,即上升沿和下降沿均可以觸發中斷。 同時使能定時器 TIM2、 TIM3,

 

參考

簡易電阻、電容和電感測量儀

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