电容电感测量仪课题报告.pdfVIP

不飞则已，一飞冲天；不鸣则已，一鸣惊人。——《韩非子》

量和小感量的器件，虽然专业测量仪很好，但不是每人都能配备，所以，如果能够

自己动手制作，那么既锻炼了动手能力，又解决了问题。国外有一个网站上出售使

用制作的电容电感测试议套件，可以测量电容量或电感量；后来又有人

介绍使用AT89C2051制作的同类测量仪。这里根据上述仪器的原理模仿制作了一个，

经试用效果不错，而且电路简单实用，测量范围较宽，测量结果也较准确，完全可

以满足一般电子爱好者的需要自制的电容电感测量仪。

二、调研分析

经过开题期间的文献查阅和实际情况调研，了解到电容器的参数很多，通常有：

电容量、耐压、漏电、等效电感、损耗、频率特性、温度稳定性、等效串联电阻（超

大容量电容器）等；电感器的参数有：电感量、漏感、等效电阻、损耗、频率特性、

饱和电流、最大功率等。在故障诊断以及电器维修中更换元器件时，需要对这些参

数予以全面考虑。但是一般条件下，元器件上只会标明电容量或电感量、电容器的

耐压值等，普通仪器也能测量到这些基本参数，其他的参数只能靠选用规定类型、

规格的电容器或电感器来保证。

不飞则已，一飞冲天；不鸣则已，一鸣惊人。——《韩非子》

化纸介电容、云母电容、瓷介电容、涤纶薄膜电容、聚本乙烯薄膜电容、钽电解电

容、铝电解电容、双电层电容等。大多数电容器没有正负极之分，容量一般都在

以下，一般适合在较高频率的场合使用；电解电容器的容量可以做到10^4uf，超大

容量的双电层电容器（EDLC）其容量以可做到法拉级，但都有级性，适合低频场合

使用，容量测量方法与无极性电容器不同。电感器一般有空心、磁心、铁心之分，

但电感的测量方法一般没有区别。有以下测量方法：1.经典测量方法经典测量方法

利用交流电桥的平衡原理，既可以测电容，也可以测量电感。交流电桥测量电容的

原理图如图1所示。当电桥平衡时，有Rx+1/(jwCx)=R4(R2+1/(jwC2))/R3由上式可

求得Cx=R3C2/R4,Rx=R4R2/R3。2.利用放电时间比率测电容将被测电容与基准电容

连接到同一电阻上，构成RC网络。通过测量两个电容放电时间的比率，即可求出被

测电容的电容值，测量范围从pF(10^-12F)到几十nF(10^-9F)。使用该方法可以排

除寄生电容对测量值的影响，而且温度稳定性也好。3.RC或LC振荡器频率测量法将

被测电容与电阻串联，构成RC网络，再用该RC网络组成一个振荡器，振荡器的周

期为T=A0*RC其中A0为常数。当R已知时，只要没出该振荡器的周期，电容值即

可通过公式算出。也可采用LC组成三点式振荡器，而将电子元件的参数C、L转换

成频率信号f。这样，先用单片机测量该振荡器的频率或周期，然后再根据公式

f=1/(2∏）计算L或C值。上式中C、L两个值中，若一个为已知，则测出频

率f后，另一个未知量即可通过公式算出。频率f是单片机很容易处理的数字量，

这种数字化的处理方法更便于实现测量仪表的智能化。

不飞则已，一飞冲天；不鸣则已，一鸣惊人。——《韩非子》

LC振荡电路的频率，间接实现对电容和电感量的测量，因此，

在研究其制作方法之前，有必要事先了解用单片机测量频率的方法。另外，仪器的

测量结果是用LCD（液晶显示器）显示的，所以还要先了解LCD的使用和编程方法。

电容器充电后，所带电量Q与两极板间电压U和电容C之间满足Q=CU的关系，

由公式C=Q/U即可求出电容器的电容值。U可由直流电压表测出。Q可由电容器放电

测量，测量方法是使电容器通过高电阻放电，之后放电电流随电容器两极板间的电

压下降而减小，测出不同时刻的放电电流值，直至I=0