LCR表设计成功了！

xjw01

可以的。继电器的功耗比较大，要求变压器功率加大。弄不好7805还得加散热片。
用20欧指示灯上的信号，加三极管放大后就可以驱动继电器了。
我现在用的那个变压器，功率非常小，3元买的。我估计就一两瓦的样子。
现在这个电路，耗电量很小。用了9V变压器，7805也只有轻微发热。

xjw01

现在加了20欧档，该表的测量范围增加了4倍。
1uH以下电感或几万uF电容的也可以有效测量了。
我对这块LCR表已经比较满意了。精度良好，抗干扰能力也很强。所以也不大再乎那个机械开关带来操作上的一些小麻烦。
明天PCB板就会收到，下星期装机调试一下。本周末要去参加一个培训，没空装机了。

xjw01

数字电桥的原理：
  测定电抗元件Zx中电压U1与电流I，就可以得到Zx=U1/I。
  当Zx串联了已知电阻R，那么测定了R上压降U2，就可得到I，最后Zx = U1/I = U1/(U2/R) = R*U1/U2，可见，无需测量I的具体值就可以得到Zx，这是电桥的一般特征。
  为了得到Zx在x轴与y轴上的两个分量，以上计算须采用复数计算。
  设U1 = a+jb，U2=c+jd
  那么Zx = R*(a+jb)/(c+jd) = [ac+bd + j(bc-ad)] / (c*c+d*d)
  U1与U2要采用同一个坐标系来测量得到。
  借助相敏检波器，可以分离出a、b、c、d，相敏检波过程，需要一个稳定的0度与90度的正交坐标轴，测量期间，U1、U2向量也必须在这个坐标系中保持稳定，不能乱转。

worldly_guest

数字电桥的原理：
  测定电抗元件Zx中电压U1与电流I，就可以得到Zx=U1/I。
  当Zx串联了已知电阻R，那么测 ...
xjw01 发表于 2011-10-20 21:36

学习兼顶贴！

xjw01

再进改进了零点处理电路。
在OP07的负输入臂上加上偏置电压，便得输出电压总是大于20mV，这样就可以避开STC单片机AD转换的零点非线性区，小阻值测量的性能得到明显提升。

被测电阻	档位	100Hz	1kHz	7.8kHz
2.5mΩ	20欧	2.2 mΩ	3.1mΩ	2.2 mΩ
7mΩ	20欧	7 mΩ	7 mΩ	7 mΩ
14mΩ	20欧	14 mΩ	13 mΩ	13 mΩ
223 mΩ	20欧	222 mΩ	222 mΩ	222 mΩ
3.129Ω	20欧	3.13	3.13	3.12
50.46	20欧	50.70	50.48	50.65
50.46	1k欧	50.50	50.35	50.56
100.45	1k欧	100.4	100.2	100.3
301.3	1k欧	301.5	301.6	302.3
100.3k	100k	100.2k	100.2k	100.3k
2.210M	100k并	2.213M	2.205M	2.187M
4.436M	100k并	4.46M	4.42M	4.30M

Zx开路时，100k档并联残余电阻是2.4GΩ(100Hz)，2GΩ(1kHz)，127MΩ(7.8kHz)，使用并联法测量电阻，所得阻值实际上是残余电阻与被测电阻的并联值。

上表2.21M欧7.8kHz测量，并联值是2.21//127 = 2.17M欧，实际显示为2.19M

上表4.44M欧7.8kHz测量，并联值是4.44//127 = 4.30M欧，实际显示为4.30M

串联法测量高阻值电阻，在7.8kHz档，受残余导抗影响，测值误差很大。因此，测量高阻值电阻，建议使用1kHz频率并联法测量，而不应使用串联法，也不要使用7.8kHz。

sdgd

XJW01老师>能把最新的PCB文件及PCB要求发上来吗?我打算尽快找厂家做板。元件除单片机都到位了。就想早点装出来。谢谢!我QQ505833807

xjw01

我现在还在修改电路啊。
这个表的目标是主参数0.5%精度。
我今天又测试了很多电阻，发现个别误差达到1%，所以又改了电路参数。
现在可靠性增加。又测了十几个电阻，精度达到0.5%
我自已的PCB板还没有拿到，拿到后，我调试一遍，确认没问题，然后把最近更改的参数一并写到新版的PCB板中。
这个电路的AD分辨率只有1000字，要达到0.5%的精度比较难，所以电路得精心设计，充分表头分辨率。

xjw01

我希望达到这种效果：随便装机，达到1%精度，精心安装，达到0.5%左右的精度。

xjw01

LCR表速度慢，而单片机内部的AD速度又非常快，显得不大匹配。所以再次改动程序，对电压值10倍过采样，使得AD的分辨力提升一倍，这样可以分辨到1毫欧以下。

xjw01

yanjcai

回复 144# xjw01


    可不可以在你电路的基础上，用7135做AD？单片机本身带的AD差了些，而且STC的无法用外部基准。我对楼主的钻研精神很是钦佩，7135数据的读取不是很复杂，而且楼主也玩过7135，如果有时间，是否可以实验下？增加的成本不多，精度高了很多。当然，目前的精度已经非常好了，我早在心里就预定了一套，哈哈。

worldly_guest

LCR表速度慢，而单片机内部的AD速度又非常快，显得不大匹配。所以再次改动程序，对电压值10倍过采样，使得A ...
xjw01 发表于 2011-10-22 11:22

    更期待了，继续关注，等套件或成品！

xjw01

回复  xjw01


    可不可以在你电路的基础上，用7135做AD？单片机本身带的AD差了些，而且STC的无法用外 ...
yanjcai 发表于 2011-10-22 20:31

    我玩过7135，十分痛恨7135，那个积分电容，浪费我1个月时间，还有4字误差。

yanjcai

呵呵，4个字的误差也差不多了，精度至少比10位AD的好，

xjw01

双斜积分器，可以自行塔建，在单片机控制下运行，精度不会很差。
也可以创建多斜积分器，分辨力会超过7135。自建积分器，电路比7135复杂一些。
更简单的方法，就时使用sigma-delta芯片。或者使用更高精度自带AD的单片机。
使用单片机也可以进行软件型sigma-delta型A/D转换，但精度是多少，我没有试过。
综合上述因素，使用7135，显得很捌扭。
7135天生就不是与单片机相结合的，而是与数字万用表结合的。sigma-delta芯片，就是为单片机而设计的。
与7135精度相当的sigma-deltat，综合成本不会比7135高多少。即使是LTC2400，24bit分辨力，现在一片也只有20元左右，而且电路塔建比7135容易，线性度直接达到10ppm以内。如果有心修正，可以达到1ppm的非线性误差，这是7135达不到精度。

总之，现在的AD转换方法比较多样，用7135比较古老一些。而使用STC话，它 是10bit的，精度差一些。

本表的主参数精度并不很低，高Q时，副参数精度低。
如果要大幅提高分辨力，我还是会选择sigma-delta
如果只是想提高副参数精度，我会考虑再加一级op07进行直流放大。