一种多功能测试仪的制作方法

本实用新型涉及测试仪器领域，特别涉及一种多功能测试仪。

背景技术：

测量电子元器件集中参数 R、C、L的仪表种类较多，方法也各有不同，但都有其优缺点。传统的测量仪表和方法虽然操作简单，但是存在计算精度不高、无记忆功能、不易实现自动测量而且很难实现智能化的问题。

技术实现要素：

本实用新型为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种实用、精度高、具有记忆功能、智能性强的多功能测试仪。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种多功能测试仪，其特征是：包括单片机系统，所述单片机系统的555振荡器与待测电阻或电容组成555振荡电路，所述单片机系统与第一电阻、第二电阻、集成块4069的第一反向器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第一电容、第二电容和待测电感组成多谐振荡回路，其中第一反相器A、第二反相器B、第三反相器C组成串联电路一，待测电感与第二电阻串联组成串联电路二，串联电路一、串联电路二和第一电阻并联后与与第四反相器D和单片机系统依次串联，待测电感两端分别通过第一电容和第二电容接地，所述555振荡电路和多谐振荡回路共用一个双向开关，所述单片机系统连接LCD显示器，所述单片机系统上设有按键。

所述单片机系统的主控芯片为AT89S52单片机。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型把较难测量的物理量转化为精度较高且较容易测量的物理量，再加上单片机的记忆功能及对频率信号处理的方便性，可以先把电子元件的集中参数R、C、L转换为频率信号f，然后再利用单片机对被测量进行运算求出R、C、L，最后用LCD显示出来的电阻、电容、电感测试仪。它操作简单、具有记忆功能的智能化电阻电容电感测试仪。操作步骤简便，智能性强，精度高，实时性强并且具有记忆功能，数据显示一目了然。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的连接结构示意图；

图2为多谐振荡回路的电路原理图；

图3为单片机系统的工作流程图。

图中，1 单片机系统，2 LCD显示器，3按键，4双向开关，5 555振荡电路，6多谐振荡电路，7待测电阻或电容，8待测电感,A第一反相器，B第二反相器，C第三反相器，D第四反相器，R1第一电阻，R2第二电阻，C1第一电容，C2第二电容。

具体实施方式

附图为本实用新型的具体实施例。如图1至3所示，该种多功能测试仪，包括单片机系统1，单片机系统1的主控芯片为AT89S52单片机，单片机系统1上设置按键3，单片机系统的555振荡器与待测电阻或电容7组成555振荡电路5，可以用来测试电阻或电容，单片机系统1与第一电阻R1、第二电阻R2、集成块4069的第一反向器A、第二反相器B、第三反相器C、第四反相器D、第一电容C1、第二电容C2和待测电感8组成多谐振荡回路6，用来测试电感，其中第一反相器A、第二反相器B、第三反相器C组成串联电路一，待测电感8与第二电阻R2串联组成串联电路二，串联电路一、串联电路二和第一电阻R1并联后与第四反相器D和单片机系统1依次串联，待测电感8两端分别通过第一电容C1和第二电容C2接地，单片机系统1也接地，555振荡电路5和多谐振荡回路6共用一个双向开关4，单片机系统1连接LCD显示器2。

单片机系统采用ATMEL公司的AT89S52单片机为主控芯片，AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。

LCD显示器采用市场上常见的1602液晶显示器，它能够同时显示16x02即32个字符。1602液晶显示模块可以和单片机AT89S52直接接口。

电阻的测量：

利用555定时器和待测电阻器或者待测电容器构成555振荡电路，再利用单片机的定时器测量振荡电路的振荡周期，根据振荡周期的公式测得待测电阻。利用单片机的P3.2引脚接到555定时器上，将555振荡电路的频率信号f送到到单片机，然后单片机的定时器测量振荡电路的振荡周期，再求电阻的值。

电容器的充电时间t₁和放电时间t₂分别为：充电时间t₁=0.7RC；放电时间t₂=0.7RC。 所以555振荡电路的周期T为：T= t₁+ t₂=1.4RC， 。

由于单片机的定时器的最大时间为65536us，因此我们选择电容C为0.1μF。

电容的测量：测量电容采用的RC振荡电路与测电阻的振荡电路完全一样。 误差分析：有|△Cx/ Cx |= |△f /f |+|△C/C| 。已知|△f /f |能满足1%以下的精度，而精密的金属膜电阻，其阻值的变化率|△R1/R1|亦满足1%左右的精度。这样电容的测量精度也可以做的比较高。

电感的测量模块

在测量电感电容值时，传统的测量大都采用交流电桥法和谐振法。然而这些方法通常采用刻度读数，读数不够直观。着眼于对传统测量方式的改进，基于LC振荡电路原理，结合以AT89S52单片机为核心的频率测量电路，测量电感。

利用普通的CMOS反相器构成一个皮尔兹CMOS缓冲振荡器，通过测量频率来间接测量电感，并且测量值与电感的内阻基本无关。本电路设计简单，无需调试即可正常工作。其原理图如图3所示。误差分析：因为所以|△L/ L |= |2△f/f|+|△C/C|，由此可见，因为|2△f/f|相当小，|△L/ L |的精度主要取决于电容值的稳定性，从理论上讲，只要|△C/C|小于1%，|△L/ L |也就能达到相应的水平。一般而言，电容的稳定性，特别是像独石电容一类性能比较好的电容，|△C/C|都可以满足小于5%的要求，这样误差精度就能保持在-5%～+5%以内。

AT89S52有两个定时器/计数器T0和T1。初始化程序将T0设置为计数器，T1设置为定时器。T0是工作在计数状态下，对输入的信号进行计数，但对工作在计数状态下的T0，最大计数值为fOSC/24，由于fOSC＝12MHz，因此，T0的最大计数频率为500KHz。T1工作在定时状态下，最大定时时间为65ms，达不到1秒的定时，所以采用定时50ms，共定时20次，即可完成1秒 的定时功能。频率计开始工作或者完成一次频率或周期的测量，程序都进行测量初始化。测量初始化模块是用来设置1602液晶显示、工作寄存器、中断控制和定时／计数器的工作方式的。AT89S52的工作流程图如图3所示。

系统软件设计采用模块化设计方法。整个程序由初始化模块、测量电感模块、测量电容模块、测量电阻模块、测量实时时钟模块、测量电感品质因数模块、测量频率模块、记录并保存数据模块等各种功能模块组成。上电后，进入系统初始化模块，系统软件开始运行。在执行过程中，根据选择分别调用各个功能模块完成对应的物理量测量。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。