基于单片机的电感测量系统.doc

’* 年 第 % 期  仪 表 技 术 与 传 感 器 E45@27K94@ .98:4FW79 346 ?945;2 基于单片机的电感测量系统 蔺增金，夏善红，杨海钢，陈绍凤 （中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室，北京  %)）  ’* X;Y%  摘要：提出一种以 )#% 单片机为核心的电感测量系统，充分利用了单片机 )#% 的硬件资源，简洁 而高效运行的软件设计思想，实现电感参数的自动测量和显示。克服了传统的外加交流测量法电源波 动易引起偏差和文氏电桥测量法参数调节复杂等问题。系统结构紧凑、操作方便，且测量精度高、响应 快、测量范围宽。 关键词：+,-；,+-；电感测量；单片机 中图分类号：./#0 文献标识码：1 文章编号：%’ ( %)%（’*）% ( # ( ’  !#$%’%( )(’*$+(,( -.*(, /’*(# 0 -123(4%516 )1%+06+0%(**0+ 7!8 9(24:1，;! -5’4502，=8 ?’142’2，@?A8 -5’04B(2 （.234567892 .98:4;;= ?@3@9 A9 B3CD ，E45@F@7@9 ;G H98@2;4F85，-+?，19FIF4= %)，-:F43） C*+’%：+ 4;J9 F4678@3489 K935729K94@ 55@9K C3596 ;4 @:9 )#% 5F4=9L8:FM KF82;M2;8955;2 N35 M2;M;596，N:F8: :326N329 29L 5;72895 N929 G7 9OM;F@96D .:9 695F=4 ;G 5;G@N329 F5 5FKM9 346 :F=: 9GGF8F94@D .:9 F4678@3489 M323K9@92 N35 83FC23@96 346 6F5M396 37@;K3@F83 D .:9 55@9K ;J928;K95 @:9 @236F@F;43 5:;2@8;KF4=5 ;G 5;7289L57MM 2FMM9 F4 @:9 9O@92F;2 3@9243@F4= 872294@ 57MM K9@:;6 346 ;G 29=73@F4= 8;KM9OF@ F4 @:9 998@2F83 C2F6=9 K9@:;6D .:9 55@9K N35 8:3238@92FP96 C 5FKM9 5@278@729，935 29=73@F;4，:F=: K93L 5729K94@ M298F5F;4，23MF6 295M;459 346 CF= K935729K94@ 5839D D(. E0+#*：+,-；,+-；E4678@3489 Q935729K94@；?F4=9L8:FM QF82;M2;8955;2 F 引言 （ ! 5F4 !% U I!# 5F4 !%） （’） 提出的新型电感测量系统主要由硬件、软件两部 分构成，其中硬件包括正弦波测试信号的产生电路单 元、正弦波信号频率标定电路单元、电感测试单元和 )#%-/V 对 ’（ %）进行采样，采样点数为每正弦测 试信号周期 %) 点。 ’（ %）采样信号经快速傅里叶变 换（RR.），分离出实部、虚部，得： 电感值显示电路单元等。软件部分主要实现对采样 结果进行 RR. 变换，完成电感值的测量，控制 , S + 转  , T ( ’ $  T % ! ! ! （#） 换，实现两种不同频率的频率标定，以及电感值的 B-, 液晶驱动与显示。软件设计思想是围绕有限的硬件 资源，最大程度的优化其设计流程，使用最小容量的 存储单元，做到简洁而高效的运行，能实现与硬件的 紧密配合，实现电感自动测量和显示。 G 原理 以单片机为核心的电感测量与自动显示系统的 工作原理如下，图 % 为电感测量电路。 其中，因 $ 已知，而 ’ 由 + S , 转换得到，故 , 为 已知。可得： ,’ !’ T !’ U!’ #’ （） 运放的输入电阻 ! 已知，! 为正弦波测试信号的频 率，分别为 !%， （预先设定），对应于 !%， ’ 的测试 信号，有： ,’% !’ T !’ U!’% #’ （*） ,’’ !’ T !’ U!’’ #’ （0） 所以，得：  图 %  电感测量电路  # T ! ’ ’ （$） !% (!’ 其中式（$）即为被测电感的电感量的算式。其结 如图 % 所示，被测电感用 !、# 串联表示，输入 $ （ %）为正弦波测试信号（正弦波测量信号 $（ %）由单片 果经单片机算出并用 B-, 液晶显示，从而实现电感量 的测量。 机产生，其角频率分别为 !%， ’），可表