专利名称：数字电容电感测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量电容和电感的仪器，更具体地说，涉及一种适合于测量小电容小电感的高精度数字电容电感测量仪。
背景技术：
目前，采用的电容测量仪器，主要分两类，一种是利用电容的充电原理，对电容进行测量，象普通的万用电表和老式的专门的电容测量仪等，这种方法测量精度不高，尤其是对小电容，误差很大，而对大电容的测量耗电量很大，这对采用电池供电的便携式仪器是很不方便的。另一种电容测量仪器则是采用电桥电路的方法进行测量。对电感的检测，特别是很小电感的精确检测，一般也可采用电桥电路的方法。采用电桥电路测量电容或电感，测量精度较好，但如果测量范围较大，其体积较大，特别是电容仪同电感仪合做在一起时，不仅体积大重量大，不适宜便携，且价格较贵。

发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的电容电感测量仪不适合于测量小电容和小电感、体积大不适合便携的缺点，提供一种高精度且易于便携的数字电容电感测量仪。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种数字电容电感测量仪，包括并联的第一和第二LC振荡电路，所述第一LC振荡电路包括一已知电容和一待测电感，所述所述第二LC振荡电路包括一已知电感和一待测电容；所述第一和第二LC振荡电路的输出信号馈送至一单片机；第一LC振荡电路与单片机之间设有第一开关，该开关在测量电感时接通；第二LC振荡电路与单片机之间设有第二开关，该开关在测量电容时接通。
所述单片机包括一测量模块，用于测量来自第一或第二LC振荡电路的信号的频率；所述单片机包括一计算模块，用于根据其测量模块测得的来自第一或第二LC振荡电路的信号的频率计算待测电感或待测电容的值；所述单片机包括一输出模块，用于将计算模块计算得到的电感或待测电容的值输出到一显示装置。
本实用新型的数字电容电感测量仪进一步包括校准用的第三LC振荡电路；所述第三LC振荡电路与第一和第二LC振荡电路并联，且包括一标准电容和一标准电感；所述第三LC振荡电路的输出信号馈送至一单片机；第三LC振荡电路与单片机之间设有第三开关，该开关在校准时接通；所述单片机的测量模块还测量来自第三LC振荡电路的信号频率；所述单片机还包括一校准模块，用于根据所述测量模块测得的第三LC振荡电路的信号频率对测量仪进行校准。
所述单片机与所述LC振荡电路之间设有一运算放大器。
本实用新型的数字电容电感测量仪进一步包括一壳体，并且所述壳体上设有键盘，键盘的按键与所述开关成联动状态；所述显示装置设置在该壳体上。
本实用新型的数字电容电感测量仪检测范围较宽，测量精度较高，特别适宜于小电容电感的测量，而且体积很小重量轻，适于便携，耗电省，制作成本相对低很多，同时本仪器还有自校准功能。


图1是本实用新型的数字电容电感测量仪的电路原理图；图2是本实用新型的数字电容电感测量仪的封装示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述。
图1中L1和C1组成校准回路，经开关K0，通过C2，输入到线性运放A的正向端，再由线性运放A输出给单片机，同样由L0和待测电容Cx组成的电容测试回路，经开关K1，以及由待测电感Lx和C0组成的电感测试回路，经开关K2，也通过C2，输入到线性运放A的正向端，再由线性运放A输出信号给单片机。
单片机中存储有程序来完成电容或电感的测量，以及测量仪的校准。单片机中的测量模块采样来自线性运放A的信号，并获得信号的频率；单片机中的计算模块根据信号的频率完成待测电容Cx或者待测电感Lx数值的计算，这种计算是本领域的技术人员所熟知的；单片机中的输出模块将计算模块计算的结果以数字的形式输出给显示器。
图1中，C3通过R1充电，使线性运放A的反向输入端的电位达到2.5V，以保证引发振荡，通过由R和C2组成的反馈回路维持振荡。K3是整个系统的电源开关。
电路中各部件的典型数值为，L1＝10uhy，C1＝100pf，L0＝10uhy，C0＝100pf，C2＝10uf，C3＝10uf，R＝100KΩ，R1＝50KΩ，R2＝1KΩ。图1中的电路封装在如图2所示的壳体1内，壳体1上设有由按键组成的键盘2，图1中的开关K1，K2和K3与键盘2是联动开关。显示器3用于显示测量数值。测试端口4在使用时与待测的电容Cx或电感Lx连接。
使用时，首先闭合电池电源开关K3，系统自检，等待来自键盘的命令，以确定是进入电容测试状态，还是电感测试状态。无论哪种状态，测试前，首先应校零，以提高测试精度。校准过程的原理当系统处于校准状态时，线性运放A的输出是一特定频率的方波，单片机通过检测该方波的频率，刷新电路的校准因子，在以后的测试中，将根据新的因子，计算出待测电容和电感的真实值。
权利要求1.一种数字电容电感测量仪，其特征在于，包括并联的第一和第二LC振荡电路，所述第一LC振荡电路包括一已知电容和一待测电感，所述第二LC振荡电路包括一已知电感和一待测电容；所述第一和第二LC振荡电路的输出信号馈送至一单片机；第一LC振荡电路与单片机之间设有第一开关，该开关在测量电感时接通；第二LC振荡电路与单片机之间设有第二开关，该开关在测量电容时接通；所述单片机包括一测量模块，用于测量来自第一或第二LC振荡电路的信号的频率；所述单片机包括一计算模块，用于根据其测量模块测得的来自第一或第二LC振荡电路的信号的频率计算待测电感或待测电容的值；所述单片机包括一输出模块，用于将计算模块计算得到的电感或待测电容的值输出到一显示装置。
2.根据权利要求1所述的数字电容电感测量仪，其特征在于，进一步包括校准用的第三LC振荡电路；所述第三LC振荡电路与第一和第二LC振荡电路并联，且包括一标准电容和一标准电感；所述第三LC振荡电路的输出信号馈送至一单片机；第三LC振荡电路与单片机之间设有第三开关，该开关在校准时接通；所述单片机的测量模块还测量来自第三LC振荡电路的信号频率；所述单片机还包括一校准模块，用于根据所述测量模块测得的第三LC振荡电路的信号频率对测量仪进行校准。
3.根据权利要求1或2所述的数字电容电感测量仪，其特征在于，所述单片机与所述LC振荡电路之间设有一运算放大器。
4.根据权利要求3所述的数字电容电感测量仪，其特征在于，进一步包括一壳体，并且所述壳体上设有键盘，键盘的按键与所述开关成联动状态；所述显示装置设置在该壳体上。
专利摘要本实用新型公开了一种数字电容电感测量仪，包括并联的第一和第二LC振荡电路，第一LC振荡电路包括一已知电容和一待测电感，所述第二LC振荡电路包括一已知电感和一待测电容。第一和第二LC振荡电路的输出信号馈送至一单片机，单片机包括一测量模块，用于测量来自第一或第二LC振荡电路的信号的频率，单片机包括一计算模块，用于根据其测量模块测得的信号的频率计算待测电感或待测电容的值，单片机包括一输出模块，用于将计算模块计算得到的电感或待测电容的值输出到显示装置。本测量仪检测范围较宽，测量精度较高，特别适宜于小电容电感的测量，而且体积很小重量轻适于便携，耗电省，制作成本相对低很多，同时本仪器还有自校准功能。
文档编号G01R27/26GK2687684SQ200320121770
公开日2005年3月23日 申请日期2003年11月24日 优先权日2003年11月24日
发明者梁学锦, 陈东敏, 薛其坤 申请人:中国科学院物理研究所