【参赛】极简版555方波发生器暨交流内阻测量仪
本帖最后由 大道必成 于 2020-12-2 21:38 编辑该模块通过极简单的电路，配合万用表实现了可调频率方波发生器、交流毫欧表、电池内阻测量仪三种功能。
一、功能简介
1.方波发生器：占空比50%，频率130HZ——135KHZ可调。如果焊接更大阻值可调电阻，频率范围还有拓展空间。
2.交流毫欧表：配合万用表交流200mV档测量范围1mΩ——2Ω。使用交流2V档可拓展量程。
3.电池内阻测量：在交流毫欧表基础上，加一个电容，可以测量电池内阻，测量范围同交流毫欧表。
二、电路简介
该电路的核心部分据说出自《无线电》杂志（注），通过直流恒流源和555电路实现了交流毫欧电阻和电池内阻的测量。原版电路及原理解释如下：
（注：楼主没读过原版，图片来自网络，如果有哪位坛友有纸质版希望可以告知具体出处。）
该电路通过在面包板试验，发现毫欧级电阻测量精度非常高，测量范围也比较大，同时可以测量电池内阻，实用性比较强，所以决定做成电路板。因为日常调试电路有时候会用到方波发生器，所以对原设计略加改进，增加了可调频率方波发生器功能。改进后的电路图如下：
改进有两方面：（1）通过一个拨档开关实现了稳压和恒流供电切换，另一个拨档开关实现方波直接输出和隔直输出的切换；（2）555电路中原来的固定电阻改为可调电位器，实现了频率可调。该功能也可通过一个双刀双掷开关实现。
（版权声明：原电路版权属原作者及相关杂志社。电路改进比较少，如果原作者为本坛坛友，且本帖如果获得与本期大赛相关的任何物质类奖励，希望能归原作者所有。）
三、制作过程
1.电路简单，没规划PCB布线，直接洞洞板焊接
2.成品
3.电路板功能说明
四、方波发生器功能
1.最低频率波形
2.2KHZ左右波形
3.最高频率波形，上升沿有点凸起
五、交流毫欧表功能
1.使用该功能前先将频率调整到1KHZ，如下图：
2.将拨档开关调整至恒流供电、隔直输出。然后将万用表交流200mA档接入输出端，调节恒流电位器使电流读数为100mA，完成电流校准。
3.测量方法：将两个鳄鱼夹夹住待测电阻，注入交流恒流信号，然后用万用表交流200mV档测量电阻两端电压，读数值乘以10即为以毫欧为单位的电阻值。实测小电阻分辨率很精确，只是等待读数稳定稍慢。
0毫欧
1毫欧
2毫欧
直流毫欧表对比读数
10毫欧，读数为9，直流毫欧表读数10，比较例外
100毫欧
180毫欧
色环500毫欧
色环1.5欧姆
色环2欧姆
色环5欧姆
后三个欧姆级电阻的直流毫欧表读数
可以看出一致性非常高，而且测5欧电阻时，万用表量程切换到了交流2V档，精度超出意料。
六、电池内阻测量
方法与交流毫欧表相同，唯一区别是万用表表笔测电池两端交流电压时需要串联一个电容，使用的是630V 1uF CBB电容，见下图。
第一个电池，48毫欧
第二个电池，74毫欧
一个生产年代久远的电容式锂电池，1.252欧
测量结果与俄版电桥对比，基本一致，本表读数略大，具体哪个准无从定论，但可以看出来都还是有一定参考价值的。
另外通过先前试验发现本模块可能测不了内阻太低的电池，原因是表笔串联电容使万用表读数不能归零，可能30、40毫欧以上才行。当然这可能跟万用表有关，不同表也许有不同的结果。
总的来说，这么简单的电路能够带来这么强大的功能让人很意外，因此趁着大赛的因缘分享给大家，有兴趣的坛友也可以搭起来玩一玩，多一个实用的小工具。
补充内容 (2020-12-3 09:43):
补充毫欧表另外一个校准方法：接上一个已知阻值的电阻，调整恒流电位器，使万用表读数与已知电阻值相同。这种校准方法能避免万用表电流和电压档偏差带来的影响。
补充内容 (2020-12-3 09:45):
例如电流档偏小0.5%，电压档偏大0.5%，用电流校准的方式会偏小1%左右，用电阻校准能避免这种情况。
补充内容 (2021-11-20 12:18):
有好心的坛友图中LM317引脚有误，大家做的时候根据自己用的芯片调整一下，主贴编辑不了了，特此致歉
补充内容 (2021-11-21 18:41):
lhxtzlhxtz坛友：1μ630V的电容用47μ50V的音箱分频器无极电容代替即可使万用表归零，测更低内阻的电池了。还有两串的电解也可这样代。 补充一点：如果恒流用7805，供电电压12V不够，表现为测大点的电阻读数会偏小，15V左右就可以了。 本帖最后由 hujingdi 于 2020-12-3 05:59 编辑
不错！感谢您给大赛带来的作品！ 支持，帮顶......... 流弊，上次用电桥串联105 CBB电容尝试过测量电池内阻，60多m欧（串联的Rs-电容Rs）当时还以为有问题 楼主辛苦、谢谢分享 谢谢楼主分享。抽空仿个玩玩。 130hz频率高了，应该低频率到二十hz，高频到100khz， 又学一招测交流内阻方法，好！ 已有内阻表;P 能比较精准的测量电池内阻还是挺实用了，支持一下！:victory: 简单实用，为你加分！ 这样的好文章多多益善，相对简单又很实用。 投票了，6个投票只一
做法简洁，新颖:victory: 来学习学习