适合业余爱好者DIY的高精度数字电桥

快乐之星

等待出套件，有套件的联系我.我要一套.

xjw01

昨天，一位坛友装成了这块LCR表，他首先想测量电容ESR，并且询问精度如何，想与手上的ESR表对比结果。
说实在，我真不知如何回答。
我在此做个简单说明吧：
ESR指等效串联电阻，LCR数字电桥是测量ESR相对于简易的阻抗法测量，精度要高很多的。
我设计的这块LCR表，频率不高，只做到7.8kHz，所以测量ESR的适用范围较小。
如果仅仅是想知道10kHz左右时的ESR，电桥可以准确测定的。精度方面，则于电容材质、容量有关。
高Q的电容，即ESR非常小的电容，本表基本上无能为力，测不了，常常直接显示为0或-0。

那么可以测量那些电容呢？
测量Q值低于200的电容的ESR，另外还与X的绝对值有关。
设容抗为X，ESR的有效分辨力是“2毫欧+X/300”
大于200的，ESR测量不可靠的。举来说：
高压的CBB22电容，测不了，它的ESR太小了。
  例1：0.47uF/630V CBB22电容为例
我的LCR表测得结果是：容抗X=-43欧，R=-0.01欧（0与-0.01之间跳），Q = 43/0.01=4300。
显然，这个ESR测量结果是不正确的，甚至出现了负值。
本表测量这类电容的ESR，有效分辨力是容抗的1/300，也就是说，容抗43欧，只能分辨到43/300=0.14欧。做乐观的误差估计，它也难以分辨到0.14/2=0.07欧。这就造成它无法测量这个CBB电容了，因为该电容的ESR小于0.07欧
  例2：1uF/400V CL21电容
我的LCR表测得结果是：X=-22欧，R=0.22欧，Q=100
有效分辨是22/300=0.07欧，现在测得的ESR是0.22欧，比0.07欧大得多，因此这个测值是有效的。
精度做最坏估计：0.07/0.22=30%，当然，上面的分辨力估计有很大的余量，实际误差是小于30%的。
  例3：测量电解220uF电容
我的LCR表测得结果是：X=-96.7毫欧，R=101毫欧，Q=0.95
有效分辨是96.7/300+2=2.3毫欧，现在测得的ESR是101毫欧，比2.3毫欧大得多，因此这个测值是有效的，而且精度很好。
以上测试频率为7.8kHz，20欧档

ckks

xjw01  能把源程序发一份给我吗 54350688@qq.com 想用于一个测试工装上改一下用 谢谢。

changle

回复 140# ckks


    我也想要一份C语言源程序，由于现在手里的器件，有些与线路图上不符，例如我有许多数码管，但都是共阴的，石英晶体也有很多，偏偏没有32M的。还有我想把数码管加一位，去掉几只指示灯，有可能的话，还希望把数码管的安装位置移至顶端，以利于装修。

935482411

楼主相关帖子已全部收集，正在准备制作PDF文档中

xjw01

回复  ckks


    我也想要一份C语言源程序，由于现在手里的器件，有些与线路图上不符，例如我有许多数 ...
changle 发表于 2011-11-13 15:37

    晶振最好不要改，关系到定时器与PCA的关系问题。改了以后，有些指标会下降，甚可能无法测量。
   特别是那个DDS，换晶振直接影响到DDS的钟频，钟频改变，外部滤波器也得改。
   这个表要准确，依靠5个基准元件：4个下臂电阻、一个时间基准——晶振。时间基准改了，程序、电路参数相应的改动量就会很大，因为，LCR数字电桥的关键技术就是麻锁的“时间”量的控制，这是纯模拟技术不易办到的。

xjw01

源程序
程序.rar (33.63 KB, 下载次数: 661)

2011-11-13 16:00 上传

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xjw01

回复 142# 935482411


    我有一份设计手搞，包含了大部已发布上来的资料。
  认识这个表有个过程，当时写下的笔记，有不少错误，抽控改正再发上来吧。

changle

回复 144# xjw01


    非常感谢！

xaftp

谢谢楼主！自从看到你的帖子，就一直关注中。使我这个初学者收获不小。
元件都准备好了，准备制作一个自用，昨天才发现TOP3100编程器硬件版本低，无法给STC12C5A60S2写程序，明天寄回广州厂升级编程器硬件版本。
我不会改程序，很想把仪器的显示位数变成5位。

xt_aje

上来看看。
赶紧出个套件吧，
毕竟对电子实作能力不强的人来说，
自己焊接出来还是不易的，
对元件的选择和购买也较为不易，
出个套件可以让大家能较快上手电子实作。

快乐之星

要是有套件多好

worldly_guest

上来看看。
赶紧出个套件吧，
毕竟对电子实作能力不强的人来说，
自己焊接出来还是不易的，
对元件的选 ...
xt_aje 发表于 2011-11-14 14:01

    是啊，到电子市场买几个电阻或电容不易；加上像我只是个业余爱好，对选择元件更是搞不清楚，有人能帮助选择元件，多好！自己就折腾折腾焊接还行！

xjw01

新版本
程序.rar (170.37 KB, 下载次数: 602)

2011-11-15 20:39 上传

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xjw01

六、校准LCR表
菜单7为调校菜单，共10个参数，标识为M0、M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9，含意如下：
M0指第二可控增益运放的相位补偿。默认值是16，单位是“0.001度”。
M1指第一可控运放的相位补偿值。默认值是20，单位是“0.001弧度”。
M2指V/I变换器的相位补偿值。默认值是25，单位是“0.001弧度”。
M3是100Hz时的零点改正值。默认值是2.2，单位是“字”。
M4是1kHz时的零点改正值。默认值是2.2，单位是“字”。
M5是7.8kHz时的零点改正值。默认值是1.4，单位是“字”。
M6是20欧下臂电阻改正值。默认值是0，单位是百分之0.01。
M7是1k欧下臂电阻改正值。默认值是0，单位是百分之0.01。
M8是10k欧下臂电阻改正值。默认值是0，单位是百分之0.01。
M9是100k欧下臂电阻改正值。默认值是0，单位是百分之0.01。
如果参数设置乱了，可以连续按5次C键（清除键）恢复为默认值，再按L键保存。
（一）调校零点偏移（M3、M4、M5参数）
零点调校这是LCR表主参数准确的前提。建议做为调校的第一步，以免影响其它校准工作。用本电路指定的元件型号制作，成品的零点参数几乎相同，因此通常可以直接采用默认值。
零点调校参数是M3调校步骤：
1、频率置为100Hz，档位置为100k欧
2、接上1%精度的10欧电阻
3、在菜单1（启动后的默认菜单）中读取R值
用100k档测量10欧电阻，精度会比较差的，读值跳动10%是正常的，因此，读取平均值即可。
如果读值与10欧偏离超过5%，则应调整M3的值。每调大0.1字，读值减小0.5欧左右。如偏差大2欧，大约需要把M3调大0.4字。
调节M4、M5的方法与调整M3的方法相同，只须把频率设置为1kHz和7.8kHz即可。
（二）相位补偿参数（M0、M1、M2）
不进行相位补偿，高Q元件测量的精度很低。调校步骤：
1、先将M0、M1、M1置零并保存。准备好1/4W色环电阻510欧、100欧、2.7k欧，精度无特殊要求。
2、频率置为7.8kHz，量程置为1k欧档，进入菜单4（M+C）
3、接入510欧电阻，增益档位应显示为“1，0”说明启动了第二运放三倍档，若是其它值请更换电阻试试。M+X键切换到菜单1，记下此时的Q值，它就是M0要设定的值。
4、接入100欧电阻，增益档位应显示为“2，0”说明启动了第一运放十倍档，若是其它值请更换电阻试试。M+X键切换到菜单1，记下此时的Q值，它就是M1要设定的值。
5、两次Q值测出来后，比如测得0.016和0.020，那么只需将M0置为16，M1置为20即可，设置后要保存。两个Q值测出来后统一存中M0和M1，不能测一个存一个。
6、档位100k欧档，频率7.8kHz。
7、接入2.7k被测电阻，测得Q值，存入M3。比如测得0.025，须将M3置为25。
以上测量顺序不可颠倒。
如果觉得测量M0、M1、M3麻烦，可以直接采用16、20、25，但不保证适合所有的TL084
（三）下臂电阻改正值M6、M7、M8、M9
下臂电阻的真实值，最好在装进电路板之前测得。M6——M9保存这些电阻的误差万分数。
例如：实测得到
20欧电阻，实测20.04欧，误差万分之+20，则M6应存入+20
1k欧电阻，实测1002欧，误差万分之+20，则M7应存入+20
10k欧电阻，实测9.97k欧，误差万分之-30，则M8应存入-30
100k欧电阻，实测99.9k欧，误差万分之-10，则M9应存入-10
以100k档为例，因为程序计算时是采用100.0k，而上述电阻实为99.9k，程序不知道。M9置为-10，正是告知程序，该电阻比100k小了0.1%