專(zhuān)利名稱(chēng)：智能化電容表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能化電容表，是從事電子、電工等科研與實(shí)驗(yàn)以及儀器儀表和家用電器維修等工作的技術(shù)人員必備的通用性?xún)x表。
目前，市場(chǎng)上所銷(xiāo)售的全部都是數(shù)字式電容表，其原理是以IC7106為核心的數(shù)字模擬混合系統(tǒng)。這種系統(tǒng)一旦設(shè)計(jì)確定，其功能擴(kuò)展十分困難，加之又不得不設(shè)置若干個(gè)量程檔，給實(shí)際測(cè)量帶來(lái)了不少麻煩，對(duì)于一個(gè)事先未知的電容，理論上講最多的測(cè)量次數(shù)等于其量程檔數(shù)，這對(duì)于批量測(cè)量來(lái)說(shuō)確實(shí)苦不堪言。再有，傳統(tǒng)的電容表，其測(cè)量原理是首先在固定時(shí)間里向被測(cè)電容充電，繼而將該電壓值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，最后再送往液晶顯示器進(jìn)行顯示。其精度受電源電壓變動(dòng)的影響，特別是在干電池供電時(shí)更是如此。
本實(shí)用新型利用單片機(jī)技術(shù)，使電容表智能化，其所具有的寬量程、高分辨、自校準(zhǔn)的良好性能是現(xiàn)有技術(shù)元法實(shí)現(xiàn)的。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案在寬量程、高分辨、自校準(zhǔn)智能化電容表中，外部被測(cè)電容與表的內(nèi)部電路組成振蕩電路，于是上電后振蕩電路便輸出一個(gè)頻率與外部被測(cè)電容大小相關(guān)的脈沖信號(hào)。不難想象系統(tǒng)是以89C51單片機(jī)為核心再配上振蕩電路和液晶顯示器所組成的，具體的電路連接關(guān)系是被測(cè)電容Cx與兩只反同器一起組成一個(gè)多諧振蕩器，兩只反向器可取自74HC04，電阻R4的一端與電阻R3和被測(cè)電容Cx的一端相連，電阻R4的另一端與六反向器74HC04的第(1)引腳相連，六反向器的第(2)引腳與其第(3)腳相連，同時(shí)與電阻R3的另一端相連。六反向器的第(4)腳與被測(cè)電容的另一端相連，該端同時(shí)是多諧振蕩器的輸出端。多諧振蕩器的輸出端與單片計(jì)算機(jī)89C51的定時(shí)計(jì)數(shù)口T1引腳直接相連，單片計(jì)算機(jī)89C51對(duì)該引腳輸入的信號(hào)進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，得到被測(cè)電容Cx的具體數(shù)值，該值由單片機(jī)89C51的P0口輸出送顯。89C51P0口的八個(gè)引腳分別與三片液晶驅(qū)動(dòng)器CD4543和一片異或門(mén)CD4030的輸入引腳相連，具體的連接關(guān)系是單片機(jī)89C51P0口的P00、P01、P02、P03分別與個(gè)位、百位液晶驅(qū)動(dòng)器CD 4543的輸入引腳A、B、C、D引腳連接，而P04、P05、P06、P07則分別與十位的液晶驅(qū)動(dòng)器CD4543的輸入引腳A、B、C、D連接，以便正常顯示測(cè)量的個(gè)位、十位、百位。測(cè)量結(jié)果的千位“1”及小數(shù)點(diǎn)由異或門(mén)CD4030控制。CD4030的三個(gè)輸入引腳，即第(8)、(5)和(1)引腳分別與單片機(jī)89C51P1口的P10、P11、P12連接，以便從CD4030三個(gè)相應(yīng)的輸出端即第(3)、(4)、(10)引腳獲得測(cè)量結(jié)果中的千位數(shù)值和小數(shù)點(diǎn)，這樣在控制信號(hào)作用下，便可將被測(cè)結(jié)果完整的顯示出來(lái)。控制信號(hào)由單片機(jī)89C51的寫(xiě)信號(hào)WR與地址總線(xiàn)信號(hào)P2口的P26、P27一起組合而成，具體的連接關(guān)系是單片機(jī)89C51的P26引腳連往與門(mén)74HC08的輸入引腳(1)相連，P27與74HC08的輸入引腳(5)相連，單片機(jī)89C51的寫(xiě)信號(hào)WR引腳則與六反向器74HC04的輸入引腳(5)連接，輸出引腳(6)則分別與上述的兩個(gè)與門(mén)的另外輸入引腳(2)及引腳(3)相連，兩個(gè)與門(mén)的輸出引腳(3)及引腳(6)則分別與三片液晶驅(qū)動(dòng)器CD 4543的控制引腳(1)連接。74HC04的另外兩只反向器與電阻R1、R2電容C0一起組成另一個(gè)多諧振蕩器，為液晶驅(qū)動(dòng)器提供顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)，電路原理與上相同。
被測(cè)電容的范圍為0.00PF-1999VF，共分為九個(gè)量程段0.00PF-19.99PF19.9PF-199.9PF199PF-1999PF1.99NF-19.99NF19.9NF-199.9NF199NF-1999NF1.99VF-19.99VF19.9VF-199.9VF199VF-1999VF本系統(tǒng)可根據(jù)被測(cè)電容的大小，在測(cè)量過(guò)程中自動(dòng)改換量程。測(cè)量方法是系統(tǒng)上電后，自動(dòng)地進(jìn)行校零，以克服系統(tǒng)布線(xiàn)電容對(duì)測(cè)量精度的影響，待到顯示0.00時(shí)，可進(jìn)行正常測(cè)量。正常測(cè)量，只需將表筆夾在被測(cè)電容Cx的兩端，系統(tǒng)便可進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量與顯示。
本實(shí)用新型由于采用了智能化技術(shù)，其特點(diǎn)在于1、寬量程，測(cè)量范圍0.01PF-1999VF。2、整個(gè)測(cè)量過(guò)程無(wú)須人工干預(yù)，而是在單片機(jī)控制下自動(dòng)地改換量程檔。3、上電后可自動(dòng)校零，以克服儀表本身的分布電容對(duì)被測(cè)電容產(chǎn)生測(cè)量誤差。4、電源電壓3.6伏-8.0伏之間變化，而測(cè)量精度幾乎不受影響。
下面將結(jié)合具體實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2是本實(shí)用新型的電原理圖。
圖3是本實(shí)用新型殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。
參照?qǐng)D1、2，系統(tǒng)是以89C51單片機(jī)為核心再配上振蕩電路和液晶顯示器所組成的，具體的電路連接關(guān)系是被測(cè)電容Cx與兩只反向器一起組成一個(gè)多諧振蕩器，兩只反向器可取自于74HC04，電阻R4的一端與電阻R3和被測(cè)電容Cx的一端相連，電阻R4另一端與六反向器74HC04的第1引腳相連，六反向器的第2引腳與其第3腳相連，同時(shí)與電阻R3的另一端相連。六反向器的第4腳與被測(cè)電容的另一端相連，該端同時(shí)是多諧振蕩器的輸出端。多諧振蕩器的輸出端與單片計(jì)算機(jī)89C51的定時(shí)計(jì)數(shù)口T1引腳直接相連，單片計(jì)算機(jī)89C51對(duì)該引腳輸入的信號(hào)進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，得到被測(cè)電容Cx的具體數(shù)值，該值由單片機(jī)89C51的P0口輸出送顯。單片計(jì)算機(jī)89C51P0口的八個(gè)引腳分別與三片液晶驅(qū)動(dòng)器CD4543和一片異或門(mén)CD4030的輸入引腳相連，具體的連接關(guān)系是單片機(jī)89C51P0口的P00、P01、P02、P03分別與個(gè)位、百位液晶驅(qū)動(dòng)器CD4543的輸入引腳A、B、C、D引腳連接，而P04、P05、P06、P07則分別與十位的液晶驅(qū)動(dòng)器CD4543的輸入引腳A、B、C、D連接，以便正常顯示測(cè)量的個(gè)位、十位、百位。測(cè)量結(jié)果的千位“1”及小數(shù)點(diǎn)由異或門(mén)CD4030控制。CD4030的三個(gè)輸入引腳，即第8、5和1引腳分別與單片機(jī)89C51P1口的P10、P11、P12連接，以便從CD4030三個(gè)相應(yīng)的輸出端即第3、4、10引腳獲得測(cè)量結(jié)果中的千位數(shù)值和小數(shù)點(diǎn)。這樣在控制信號(hào)作用下，一片CD4543便可將被測(cè)結(jié)果完整的顯示出來(lái)?？刂菩盘?hào)由單片機(jī)89C51的寫(xiě)信號(hào)WR與地址總線(xiàn)信號(hào)P2口的P26、P27一起組合而成，具體的連接關(guān)系是單片機(jī)89C51的P26引腳連往與門(mén)74HC08的輸入引腳1，P27與74HC08的輸入引腳5相連，單片機(jī)89C51的寫(xiě)信號(hào)WR引腳則與六反向器74HC04的輸入引腳5連接，輸出引腳6則分別與上述的兩個(gè)與門(mén)的另外輸入引腳2及引腳3相連，兩個(gè)與門(mén)的輸出引腳3及引腳6則分別與三片液晶驅(qū)動(dòng)器CD4543的控制引腳1連接。74HC04的另外兩只反向器與電阻R1、R2電容C0一起組成另一個(gè)多諧振蕩器，為液晶驅(qū)動(dòng)器提供顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)，電路原理與上相同。
參照?qǐng)D3，在殼體5的上部設(shè)有液晶顯示屏4；左側(cè)設(shè)電源按鈕3；下部設(shè)測(cè)試插孔1，被測(cè)電容Cx2插入測(cè)試插孔1上，電路板由螺釘固定在殼體5內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種智能化電容表，是以89C51單片機(jī)為核心再配上振蕩電路和液晶顯示器所組成的，其特征在于被測(cè)電容Cx與兩只反向器一起組成一個(gè)多諧振蕩器，兩只反向器可取自于74HC04，電阻R4的一端與電阻R3和被測(cè)電容Cx的一端相連，電阻R4的另一端與六反向器74HC04的第(1)引腳相連，六反向器的第(2)引腳與其第(3)腳相連，同時(shí)與電阻R3的另一端相連，六反向器的第(4)腳與被測(cè)電容的另一端相連，該端同時(shí)是多諧振蕩器的輸出端，多諧振蕩器的輸出端與單片計(jì)算機(jī)89C51的定時(shí)計(jì)數(shù)口T1引腳直接相連，單片計(jì)算機(jī)89C51的P0的八個(gè)引腳分別與三片液晶驅(qū)動(dòng)器CD4543和一片異或門(mén)CD4030的輸入引腳相連，單片機(jī)89C51P0口的P00、P01、P02、P03分別與個(gè)位、百位液晶驅(qū)動(dòng)器CD4543的輸入引腳A、B、C、D引腳連接，而P04、P05、P06、P07則分別與十位的液晶驅(qū)動(dòng)器CD 4543的輸入引腳A、B、C、D連接，CD4030的三個(gè)輸入引腳，即第(8)、(5)和(1)引腳分別與單片機(jī)89C51P1口的P10、P11、P12連接，控制信號(hào)由單片機(jī)89C51的寫(xiě)信號(hào)WR與地址總線(xiàn)信號(hào)P2口的P26、P27一起組合而成，單片機(jī)89C51的P26引腳連往與門(mén)74HC08的輸入引腳(1)，P27與74HC08的輸入引腳(5)相連，單片機(jī)89C51的寫(xiě)信號(hào)WR引腳則與六反向器74HC04的輸入引腳(5)連接，輸出引腳(6)則分別與上述的兩個(gè)與門(mén)的另外輸入引腳(2)及引腳(3)相連，兩個(gè)與門(mén)的輸出引腳(3)及引腳(6)則分別與三片液晶驅(qū)動(dòng)器CD4543的控制引腳(1)連接。74HC04的另外兩只反向器與電阻R1、R2電容Cp一起組成另一個(gè)多諧振蕩器，在殼體(5)的上部設(shè)有液晶顯示屏(4)；左側(cè)設(shè)電源按鈕(3)；下部設(shè)測(cè)試插孔(1)，被測(cè)電容Cx(2)插入測(cè)試插孔(1)上，電路板由螺釘固定在殼體(5)內(nèi)。
專(zhuān)利摘要智能化電容表,是從事電子、電工或家用電器維修等工作所必備的通用性?xún)x表。它是以89C51單片機(jī)為核心再配上液晶顯示器所組成的,將被測(cè)電容Cx與兩只反向器一起組成一個(gè)多諧振蕩器。多諧振蕩器的輸出端與單片計(jì)算機(jī)89C51的定時(shí)計(jì)數(shù)口T
文檔編號(hào)G01R27/26GK2398638SQ9922518
公開(kāi)日2000年9月27日 申請(qǐng)日期1999年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月9日
發(fā)明者趙文成 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院