相位差测量中高精度相位差测量仪的重要性

相位差，物理学概念。两个频率相同的交流电相位的差叫做相位差，或者叫做相差。这两个频率相同的交流电，可以是两个交流电流，可以是两个交流电压，可以是两个交流电动势，也可以是这三种量中的任何两个。一台高精度相位差测量仪对相位差的测量尤为重要。

相位差与相位的关系

（1）当j12>0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位越前（或超前）j12；

（2）当j12<0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位滞后（或落后）|j12|；

（3）当j12=0时，称第一个正弦量与第二个正弦量同相，如图7-1(a）所示；

（4）当j12=±π或±180°时，称第一个正弦量与第二个正弦量反相；

（5）当j12=±π/2或±90°时，称第一个正弦量与第二个正弦量正交。相位差示例

1.已知u= 311sin（314t- 30°） V，I= 5sin（314t+ 60°） A，则u与i 的相位差为jui= (-30°） - (+ 60°） = - 90°，即u比i滞后90°，或i 比u超前90°。

相位差的取值范围和初相一样，小于等于π（180°）.对于超出范围的，同样可以用加减2Nπ来解决.

2.研究交流电路的相位差.如果电路含有电感和电容，对于纯电容电路电压相位滞后于电流（电压滞后电流多少度也可以表述成电流超前电压多少度），纯电感电路电流相位滞后于电压，滞后的相位值都为π的一半，或者说90°.在计算电路电流有效值时，电容电流超前90，电感落后90，可用矢量正交分解加合.

加在晶体管放大器基极上的交流电压和从集电极输出的交流电压，这两者的相位差正好等于180°.这种情况叫做反相位，或者叫做反相.

正弦量正交（90°）和反相（180°）都是特殊的相位差.

目前，国内相位差测量仪生产厂家或研究单位明显存在着技术老化问题，其采用的器件、方法和技术与技术先进国家有较大的的差距。而最近发展的先进的

计算机技术、电子技术等却由技术、资金、管理等方面的原因未能应用于相位测量技术，因此国内相位测量的水平与国外水平有着相当大的差距。同时，随着国防和科教等领域的发展，迫切需要高精度高性能的相位测量系统，而且在一些特殊工程领域，还需要测量仪器具备其它特殊功能。由此可见，为缩小这些差距，对高精度相位测量算法的研究和相位测量系统的设计刻不容缓。

本文介绍的是一套较完整的高精度相位差测量仪，提高相位及频率参数的测量精度，并扩展测相系统功能，由移相网络模块、相位差测量模块及频率测量模块三大部分构成，其系统功能主要是进行相位差测量及频率和幅度测量。SYN5607型相位计是由西安同步电子科技有限公司精心设计、自主研发生生产的数字式高精度频率相位计。该设备是对对正弦/三角/梯形波/方波的相位差进行精密测量，具有高度集成，精度高；稳定性好，性能可靠，操作简便、使用方便、安全等特点，相控雷达阵、无线电导航系统、自动控制系统的测距和定位，电力系统中相电压的相位差测量等都有广泛应用。

该套高精度相位差测量仪的部分参数如下：

高精度相位差测量仪主要是由锁相环PLL（Phase Lock Loop）产生360倍频基准信号和移相网络的基准信号与待测信号进行异或后的信号作为显示器的闸门电路和控制信号。在电子系统非常广泛应用领域内，到处可见到处理离散信息的数字电路，在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。

现代相位测量技术的发展可分为三个阶段：第一个阶段是早期采用的诸如阻抗法、和/差法、三电压法、对比法和平衡法等，虽方法简单，但测量精度较低，第二阶段是利用数字专用电路，微处理器、FPGA/CPLD、DSP等构成测相系统，使测量精度得以大大提高，第三阶段是充分利用计算机及智能化虚拟测量技术，从而大大简化设计程序，增强功能，使得相应的产品精度更高，功能更全，同时各种新的算法也随之出现。

高精度相位差测量仪在工业领域中是经常用到的一款测量工具，比如在电力系统中电网并网合闸时，要求两电网电信号相同，这就要求精确测量两工频信号之间相位差。还有测量两列同频信号相位差在研究网络、系统频率特性中具有重要意义。

精密测量仪器项目年终总结报告

精密测量仪器项目年终总结报告一、精密测量仪器宏观环境分析二、2018年度经营情况总结三、存在的问题及改进措施四、2019主要经营目标五、重点工作安排六、总结及展望

尊敬的xxx有限公司领导：近年来，公司牢固树立“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，以提高发展质量和效益为中心，加快形成引领经济发展新常态的体制机制和发展方式，统筹推进企业可持续发展，全面推进开放内涵式发展，加快现代化、国际化进程，建设行业领先标杆。初步统计，2018年xxx有限公司实现营业收入5242.02万元，同比增长26.63%。其中，主营业业务精密测量仪器生产及销售收入为4414.13万元，占营业总收入的84.21%。一、精密测量仪器宏观环境分析（一）中国制造2025 党的十九大报告明确指出：“我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段。”这是党中央对当前经济发展大势的科学判断，也是直面新时代主要矛盾，主动适应经济发展新常态的必须选择和紧迫任务。进入新常态，我市面临着发展速度下降、供需矛盾突出、增长动力不足等问题。从表面看是受金融危机影响导致内外整体需求不足，但从更深层次原因考究，则是经济发展已由“量的积累”转向“质的

提升”，质量矛盾开始上升到主导位置。当前，我市亟需通过高质量发展来保持经济持续健康和长期稳定发展。（二）工业绿色发展规划改造存量，优化增量，加快传统制造业绿色改造升级，鼓励使用绿色低碳能源，提高资源利用效率，淘汰落后设备工艺，从源头减少污染物产生。积极引领新兴产业高起点绿色发展，强化绿色设计，加快开发绿色产品，大力发展节能环保产业。全面推进，重点突破。着力解决重点行业、企业和区域发展中的资源环境问题，充分发挥试点示范的带动作用。积极推进新兴产业和中小企业的绿色发展，加快工业绿色发展整体水平提升。（三）xxx十三五发展规划从提出培育发展战略性新兴产业战略的背景来看，国务院是在应对国际金融危机、促进产业振兴和经济增长的同时，为抓住新一轮科技和产业革命机遇，着力提高经济长远发展中增量的水平，带动整个产业结构的优化升级和经济发展方式转变而实施的重大部署。因此，培育发展战略性新兴产业从一开始就肩负着着眼长远为调结构提供新的增长点和立足当前为经济增长提供新动力的双重历史使命。从这几年的发展实践来看，战略性新兴产业也确实发挥了这样的作用。在当

数字式相位差测量仪说明书4

目录绪论 (1) 摘要 (2) 1 结构设计与方案选择 (3) 1.1 基于过零检测法的数字式相位差测量仪方法概述 (4) 1.1.1 相位－电压法 (4) 1.1.2 相位－时间法 (5) 1.2 方案的比较与选择 (6) 2 相位－时间法单元电路的原理分析与实现方法 (6) 2.1 前置电路设计与分析 (6) 2.1.1 放大整形电路的分析与实现 (6) 2.1.2 锁相倍频电路的分析与实现 (7) 2.2 计数器及数显部分的设计与分析 (9) 2.2.1 计数器部分的分析与实现 (9) 2.2.2 译码显示部分的分析与实现 (10) 3 结论 (12) 4 参考文献 (13) 附录1：元器件名细表 (14) 附录2：相位时间法总体电路原理图 (15) 附录3：相位时间法总体电路PCB板 (16) 附录4：相位时间法总体电路PCB板3D视图 (17)

随着科学技术突飞猛进的发展，电子技术广泛的应用于工业、农业、交通运输、航空航天、国防建设等国民经济的诸多领域中，而电子测量技术又是电子技术中进行信息检测的重要手段，在现代科学技术中占有举足轻重的作用和地位。数字相位差测试仪在工业领域中是经常用到的一般测量工具，比如在电力系统中电网并网合闸时，需要两电网的电信号相同，这就需要精确的测量两工频信号之间的相位差。更有测量两列同频信号的相位差在研究网络、系统的频率特性中具备重要意义。相位测量的方法很多，典型的传统方法是通过显示器观测，这种方法误差较大，读数不方便。为此，我们设计了一种数字相位差测量仪，实现了两列信号相位差的自动测量及数显。近年来，随着科学技术的迅速发展，很多测量仪逐渐向“智能仪器”和“自动测试系统”发展，这使得仪器的使用比较简单，功能越来越多。本低频数字相位测量仪主要是测量电压和电流的相位差，由整形放大电路、基本门电路、锁相倍频、计数译码等集成电路构成。测量的分辨率可达到0.1°，可测信号的频率范围为0Hz～250Hz，幅度为0.5Ⅴ，由于74HC4046的性能比较好，使得所制得的仪器精度相对较高，达到了任务书中所规定的要求。

第二章高精度测量仪器及其应用

培训要点本章重点介绍精密测量仪器地基本原理及其应用，通过学习本章，能够掌握合像水平仪、自准直光学量仪、经纬仪地应用，以及机械装配和维修中常见地精度测量. 常用精密测量仪器地基本原理合像水平仪合像水平仪与普通水平仪相比较，它具有测量读数范围大地优点.当被测工件地平面度误差较大、或因放置地倾斜度较大而又很难调整时，若使用框式水平仪就会因其水准气泡已偏移到极限位置而无法测量，而使用合像水平仪时，饮水平位置可以重新调整，所以能比较方便地进行测量，而且精度较高.个人收集整理勿做商业用途合像水平仪地水准器安装在杠杆上，转动调节旋钮可以调整其水平位置. 合像水平仪主要用于直线度、平面度地测量.我国产主要型号有,其刻度值为. 个人收集整理勿做商业用途二．自准直光学量仪自准直光学量仪是根据光学地自准直原理制造地测量仪器，有自准直仪、光学平直仪、测微准直望远镜及经纬仪等多种.个人收集整理勿做商业用途 .光学自准直原理光学自准仪原理可以通过图加以说明，也就是说在物镜焦平面上地物体，通过物镜及物镜后面反射镜地作用，仍可在物镜焦平面上形成物体地实像.个人收集整理勿做商业用途 .自准直仪自准直仪又称为自准直平行光管. 自准直仪可用于直线度、平面度、垂直度等误差地测量. .光学平直仪光学平直仪是由平直仪本体和反射镜组成. 光学平直仪是一种精密光学测量仪器，通过转动目镜，可以同时测出工件水平方向和水平垂直地方向地直线性，还可测出滑板运动地直线性.用标准角度量块进行比较，还可以测量角度.光学平直仪可以用于对较大尺寸、高精度地工件和机床导轨进行测量和调整，尤其适用于各种导轨地测量，具有测量精度高、操作简便地优点.个人收集整理勿做商业用途．测微准直望远镜测微准直望远镜是根据光学地自准直原理制造地测量仪器，主要用来提供一条测量用地光学基准线. .自准直光学量仪地使用和调整方法 .经纬仪（）经纬仪地结构和工作原理经纬仪地光学原理与测微准直望远镜地光学原理没有本质上地区别.它地特点是具有竖轴和横轴，可以使瞄准望远镜管在水平方向作°地方向转动，也可以在垂直面内作大角度地俯仰.其水平面和垂直面地转角大小分别由水平度盘和垂直度盘示出，并由测微尺细分，测角精度为″.个人收集整理勿做商业用途经纬仪是一种高精度地测量仪器，主要用于机床精度检查，如坐标镗床地水平转台、万能转台、以及精神滚齿机和齿轮磨床地精度地测量，它常与自准直光学量仪组成光学系统来被一起使用.个人收集整理勿做商业用途（）经纬仪地使用和调整方法三、激光干涉仪由于激光具有良好地方向性、单色性和能量集中、相干性强等优点，因而用激光作光源，以激光稳定地波长作基准，利用光波干涉计数地原理对大尺寸进行精密测量，已经得到广泛地应用.个人收集整理勿做商业用途、单频激光干涉仪

简易数字式电阻、电容和电感测量仪设计

简易数字式电阻、电容和电感测量仪设计报告摘要：本系统利用TI公司的16位超低功耗单片机MSP430F149和ICL8038精密函数发生器实现对电阻、电容和电感参数的测量。本系统以自制电源作为LRC数字电桥和各个主要控制芯片的输入电源，并采用ICL8038芯片产生高精度的正弦波信号流经待测的电阻、电容或者电感和标准电阻的串联电路，通过测量电阻、电容或者电感和标准电阻各自的电压，利用电压比例计算的方法推算出电阻值、电容值或者电感值。利用MSP430F149单片机控制测量和计算结果，运用自校准电路提高测量精度，同时用差压法，消除了电源波动对结果的影响。测量结果采用12864液晶模块实时显示。实验测试结果表明，本系统性能稳定，测量精度高。关键词：LRC 数字电桥、电压比例法、液晶模块、MSP430F149、电阻电容电感测量一、设计内容及功能 1.1设计内容设计并制作一台简易数字式电阻、电容和电感参数测量仪，由测量对象、测量仪、LCD 显示和自制电源组成，系统模块划分如下图所示：测量对象 LCD显示电阻/电容/电感简易的数字电阻、电容和电感测量仪自制电源 1.2 具体要求 1. 测量范围（1）基本测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。（2）发挥测量范围：电阻10Ω～10MΩ；电容50pF～10μF；电感50μH～1H。 2. 测量精度（1）基本测量精度：电阻±5% ；电容±10% ；电感±5% 。（2）发挥测量精度：电阻±2% ；电容±8% ；电感±8% 。 3. 利用128*64液晶显示器，显示测量数值、类型和单位。 4. 自制电源 5. 使用按键来设置测量的种类和单位 1.3系统功能 1. 基本完成以上具体要求 2. 使用三个按键分别控制R、C、L的测试 3. 采用液晶显示器显示测量结果二、系统方案设计与选择电阻、电容、电感测试仪的设计目前有多种方案可以实现，例如、使用可编程逻辑控制器(PLC)、振荡电路与单片机结合或CPLD与EDA相结合等等来实现。在设计前本文对各种方案进行了比较：

BY2571数字式接地电阻测试仪性能特点

BY2571数字式接地电阻测试仪性能特点 BY2571数字式接地电阻测试仪使用范围：适用于电力、邮电、铁路、通信、矿山等部门测量各种装置的接地电阻以及测量低电阻的导体电阻值；本表还可测量土壤电阻率及地电压。 BY2571数字式接地电阻测试仪性能特点： (1) 结构上采用高强度铝合金作为机壳，电路上为防止工频、射频干扰采用锁相环同步跟踪检波方式并配以开关电容滤波器，使仪表有较好的抗干扰能力。 (2)采用DC/AC变换技术将直流变为交流的低频恒定电流以便于测量。 (3) 允许辅助接地电阻在0～2KΩ（RC），0～40KΩ（RP）之间变化，不致于影响测量结果。 (4)本仪表不需人工调节平衡，3(1/2)位LCD显示，除测地电阻外，还可测低电阻导体电阻、土壤电阻率以及交流地电压。 (5)如若测试回路不通表头显示“1”代表溢出，符合常规测量习惯。 BY2571数字式接地电阻测试仪技术参数：使用条件环境温度：0℃~+45℃ 相对湿度：≤85%RH 测量范围电阻：0~2Ω（10mA），2~20Ω(10mA)，20~200Ω(1mA) 电压：AC 0~20V 精度及分辨率精度：0~0.2Ω≤±3%±1d 0.2Ω~200Ω≤±1.5%±1d 1~20V≤±3%±1d 分辨率：0.001Ω、0.01Ω、0.1Ω、0.01V 测量误差 ·允许辅助接地电阻RC（C1与C2之间）<1.8KΩ； RP（P1与P2之间）<40KΩ误差≤±5% ·允许地电压≤5V（工频有效值）误差≤±5% 电源及功耗 zui大功率损耗≤2W 电源：6.8V~9V（6节5#镉镍可充电电池），外接220V交流电源进行充电。体积：220mm×200mm×105mm

低频数字式相位测量仪(缪学进)

低频数字式相位测量仪该系统由相位测量仪、数字式移相信号发生器和移相网络三个模块构成,分别由两块单片机独立地实现控制与显示功能。采用ＤDS技术生成两路正弦波信号，并通过改变存储器中数据读取的起始地址来实现数字移相的功能,用Ф-T变换技术来实现相位差的测量,使得显示分辨率精确到0.０１o，测得的频率与相位差值送入LCＤ进行显示,加入红外键盘以及语音播报的功能，使得系统具有智能化、人性化的特色。关键词:相位测量频率测量数字移相DDS语音播报一方案论证与设计 1 相位测量方案方案一：采用脉冲填充计数法。将正弦波信号整成方波信号，对两路方波信号进行异或操作之后输出脉冲序列的脉宽可以反映两列信号的相位差,以输入信号所整成的方波信号作为基频，经锁相环倍频得到的高频脉冲作为闸门电路的计数脉冲，由单片机对获取的计数值进行处理得到两路信号的相位差。方案二:鉴相部分同方案一,将两路方波信号异或后与晶振的基准频率进行与操作，得到一系列的高频窄脉冲序列。通过两片计数器同时对该脉冲序列以及基准源脉冲序列进行计数,一路方波信号送入单片机外部中断口，作为控制信号控制两片计数器。得到的两路计数值送入单片机进行处理得相位差值。对以上方案进行比较，方案一在所测频率较高时,受锁相环工作频率等参数的影响会造成相位差测量的误差，采用方案二由高精度的晶振产生稳定的基准频率,可以满足系统高精度、高稳定度的要求。２频率测量方案方案一：用专用频率计模块来测量频率,如ＩＣM7216芯片,其内部带放大整形电路，可以直接输入正弦信号，外部振荡部分选用一块高精度晶振和两个低温度系数电容构成1０MHｚ振荡电路，其转换开关具有０.01s,0.1s，1s,10s四种闸门时间,量程可以自动切换，待计数过程结束时显示测频结果。该方案外围硬件电路较为复杂。方案二:利用可编程计数器来实现频率的测量，将被测信号转换为方波信号输入可编程计数器825４的某一路Clｋ端口，并将Gate端置为高电平，利用单

高精度失真度测试仪

高精度失真度测试仪摘要：设计并制作了一个高精度失真度测试仪，用于测量正弦波、方波以及三角波等等信号波的失真度。该测试仪硬件系统基于AT89S52单片机，控制包括过零比较整形电路，倍频锁相环，加法器，A/D信号采集和系统显示板五部分组成；软件基于离散型傅立叶变换，应用准同步技术的失真度测量方法。由于锁相环的作用，使得采样周期与信号周期严格同步，有效地克服了传统的基于DFT的失真度测量方法中非整周期采样引起的频谱泄漏对测量结果的影响，实验结果表明，该方法的采用使失真度测量的准确度提高了一个数量级，测量误差在百分之一以下。关键字：倍频锁相环，A/D信号采集，离散型傅立叶变换

目录 1. 系统设计 (3) 1.1 设计要求 (3) 1.1.1 设计任务 (3) 1.1.2 技术要求 (3) 1.2 总体方案 (3) 1.2.1 总体设计思路 (3) 1.2.2 总体设计方案 (4) 1.3单元电路设计 (4) 1.3.1 过零比较整形 (4) 1.3.2 加法器 (4) 1.3.3 锁相环 (5) 1.3.4 数据采集 (7) 1.3.5 结果显示 (7) 2. 数据处理 (7) 2.1 准同步采样原理 (7) 2.2利用准同步技术实现失真度的高精度测量 (9) 2.2.1 失真度的定义 (9) 2.2.2 周期信号基波和谐波幅值的测量 (9) 2.2.3 基于准同步算法的失真度计算 (10) 3. 软件设计 (10) 3.1 开发软件及编程语言的简介 (10) 3.2 总体程序流程 (10) 4 系统测试 (12) 4.1 测试仪器与设备 (12) 4.2 指标测试 (12) 参考文献 (12) 附录：c51程序： (13)

数字式接地电阻测试仪使用说明书

、管路敷设技术置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。、电气设备调试高中资料试卷技术料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

高精度测绘仪器检校台W420说明书

高精度测绘仪器检校台说明书 W420-3型常州大地测绘科技有限公司

大地高精度测绘仪器检校台是检校各类进口、国产经纬仪、水准仪、平板仪、电子经纬仪及全站仪的主要设备，是测绘销售部门、仪器修理行业、大专院校工民建专业及计量室不可缺少的主要检测设备。检校台加工精密、精度稳定、光学件质量高、保证了测绘仪器的测量精度，如照准差、指标差、i角、视距、度盘偏心差及光学对点等都能达到国家规定的各项技术指标。光管的照明采用了最新的冷光源，不但提高了照明灯泡的使用寿命，而且照明亮度也可以调节，根据测量人员的视力情况可随时调整亮度，调高了工作的舒适度。检校台体积小，安装方便，可以移动，深受到广大用户的喜爱。 W420-3型桌面式检校台，采用仰角光管、水平光管和俯角光管三种光管，水平角光管也是准直光管，装有10″水平气泡，提高了检测经纬仪的横轴与竖轴的垂直度（即i角的精确度），准直光管带有微动装置，提高了调校及安装的工作效率。一、主要技术指标及特点：平行光管精度稳定、光学件质量高、加工精密，保证了测绘仪器的测量精度，如照准差、指标差、i角、视距、度盘偏心差及光学对点等都能达到国家规定的各项技术指标。二、基本操作 1.升降台的使用检测仪器固定在升降台上，通过把手旋转螺母使丝杠做竖直运动，达到调整位置的高度。调整好后用螺钉锁紧。

图一 2.平行光管的调整出厂前检校台已经调整好，基本不用客户调整。若使用过程中存在不理想状态，可以通过水平调整螺钉和垂直调整螺钉进行微调。水平方向调整好后，用锁紧螺钉锁紧。 3.机座的调整检校台安放好后，可以通过调整螺钉找到水平。 4.水泡装置的作用

数字式相位差测量仪

专业方向课程设计报告课题名称：数字式相位差测试仪姓名：学号：班级：专业：归口系部：起迄日期: 指导教师: 提交报告日期: 2015年12月18日

数字式相位差测试仪目录一、设计任务和目的 _________________________________ - 1 - （一）设计任务 ___________________________________ - 1 - （二）设计目的 ___________________________________ - 1 - 二、设计要求 ________________________________________ - 1 - 三、工作原理 _______________________________________ - 1 - 四、设计框图 _______________________________________ - 2 - 五、主要参考器件（软件仿真，用Proteus） ____________ - 2 - 六、各模块电路分析 _________________________________ - 3 - （一）移相电路部分_______________________________ - 3 - （二）放大整形电路部分___________________________ - 3 - （三）锁相倍频电路部分___________________________ - 4 - （四）计数器及数字显示部分_______________________ - 5 - （五）相位超前于滞后显示部分_____________________ - 6 - 六、仿真___________________________________________ - 7 - 七、心得体会 _______________________________________ - 8 - 八、参考文献 _______________________________________ - 8 - 附：数字式相位差总电路图_____________________________ - 9 -

高精度LCR测量仪说明

高精度LCR测量仪V1.0说明一、概述：很多电子制作需要知道元件的参数。由于元件没有标称技术参数。比如，需要知道谐振器件、检波器件、天线、耳机、变压器等器件的电抗特性。其中，高频参数可以使用Q表解决问题，而低频参数Q表难以测定。为了解决这个问题，只有LCR测量仪能够胜任。 2设计目标： 1、能够准确测量电抗器的L、C、R，精度优于0.5%，如果进行人工逐档校准，精度优于0.3% 2、取材容易，电路简洁，易于制作，成本应适当控制。使之具有更强的业余DIY价值及研究价值，并通过设计、DIY学习到LCR电桥的相关细节、原理。 2本LCR表的基本特性 AD转换器的字数：约1000字，采用了过采样技术，有效分辨力约为2000字测量方法：准桥式测定，测量原理类似于比例法测电阻。主要测量范围：1欧至0.5兆欧，精度0.5%（理论），阻抗实测比对，均未超过0.3% 有效测量范围：2毫欧至10兆欧，最小分辨力1毫欧串联残余误差：2毫欧，低阻测量时此误差不可忽略并联残余误差：50M欧，高阻测量时此误差不可忽略 Q值误差：±0.003（Q<0.5），Q/300（Q>2，相对误差，简易算法），其它按0.5%左右估算D值误差：±0.003（D<0.5），D/300（D>2，相对误差，简易算法），其它按0.5%左右估算注意：Q = 1/D 测试信号幅度：峰值200mV（100Hz），180mV（1kHz），140mV（7.8kHz）电感：0.02uH分辨力，测量范围0.1uH至500H，超出500H未测试（因为我没有更大的电感器）。电容：分辨力与夹具有关。夹具好的话，分辨0.1pF或0.05pF，不屏蔽只能分辨到0.2pF，甚至只有1pF。上限测量，没有测试，只测过10000uF电容，手上没有更大的电容。实测误差，比上述精度指标好许多。本表基准源：分别为4个基准电阻，一个时间基准。电阻基准就是电桥的4个下臂电阻，要求精度达到0.1%，对1%精度的金属膜电阻筛选即可。时间基准用32MHz石英晶振得到，精度可以满足电桥要求的。如果电阻达不到要求，可以使用软件校准。频率精度：实际频率为99.18Hz、999.45Hz、7812.5Hz，简写为(100Hz、1kHz、7.8kHz)。由于DDS的频率分辨力有限，所以不采用整数频率。频率精度约为0.02%（由石英晶振决定）。

数字电容测试仪

数字式电容测量仪的设计一、总体方案的选择数字式电容测量仪的设计可以有占空比可调的方波发生器产生基准方波信号，频率为10KHz，再通过555定时器构成单稳态电路。通过计数器计数显示电路显示当前电容容量。所设计的电容测量范围（1uF~999uF）。误差2%左右。 1.拟定系统方案框图（1）方案一：纯硬件电路图1纯硬件构成系统框图（2）方案二：运用单片机程序编程设计电路图2含单片机程序设计电路 2．方案的分析和比较基于方案一较方案2只用到简单硬件，不需要编程，且大部分设计知识已经掌握，所需的有设计到出图的时间比较少。所以选择方案一，简单，易行，节省时间。二、单元电路的设计 1.时基电路时基电路是由占空比可调的555定时器构成的多谐振荡器，其基本工作原理如下：由于电路中二极管D1，D2的单向导电性，使电容器的充放电分开，改变电阻大小，就可调节多谐振荡器的占空比。图中Vcc通过R4、D2向电容C3充电，充电时间为 t ph 0.7R 4 C3 式（1）方波发生电路与门电路计数电路译码显示电路单稳态电路

电容器 C3通过D1，R5及555中的三极管T 放电，放电时间为 t pl ≈0.7R 5C 式（2）因而，振荡频率为 3 )54(43 .11C R R t t f pl ph +≈+= 式（3）电路输出的占空比为 %1005 44 (%)?+= R R R q 式（4） VCC 5V A2 555_VIRTUAL GND DIS OUT RST VCC THR CON TRI R43.2kΩ R510kΩ D11BH62 D21BH62 C30.01μF C4 0.01μF 图3占空比可调的方波发生器图4方波发生器的工作波形本次试验需要产生8.9KHz 的频率，通过公式计算R4=3.2K Ω,R5=10K Ω,C3=0.01uf 此时f=10.8KHz,通过模拟产生的基准频率为8.9KHz,满足误差要求。用555定时器构成的单稳态触发器如图5所示。

精密尺寸测量仪器知识介绍

精密尺寸测量仪器知识介绍一、精密尺寸测量仪器概念所谓的精密测量就是以微米为计量单位的测量技术，它是随着高标准的工业设计对加工制造行业提出越来越高的技术要求而形成的。所谓的尺寸就是以几何元素点、直线、线段、圆、圆弧、角、面、球体等为基本要素的几何关系。所以精密尺寸测量仪器就是以满足精益求精的设计及加工制造的要求而形成的计量分析管控这种几何关系的仪器。二、精密尺寸测量仪器分类精密尺寸测量仪器种类很多，但大致可以分成接触式精以测量仪器和非接触式精密测量仪器。接触式精密测量仪器以三坐标为主，并衍生出一维高度计和二维高度计。非接触式精密测量仪器早期以投影测量仪为代表，但是随着计算机软件技术和高像素光感传感器的飞速发展，投影测量仪逐渐被淘汰，从而形成新的代表仪器——二次元影像测量仪。三、仪器原理 1、三坐标测量机原理三坐标测量机是由三个互相垂直的运动轴X,Y,Z建立起的一个直角坐标系，测头的一切运动都在这个坐标系中进行，测头的运动轨迹由测球中心来表示。测量时，把被测零件放在工作台上，测头与零件表面接触，三坐标测量机的检测系统可以随时给出测球中心点在坐标系中的精确位置。当测球沿着工件的几何型面移动时，就可以得出被测几何面上各点的坐标值。将这些数据送入计算机，通过相应的软件进行处理，就可以精确地计算出被测工件的几何尺寸，现状和位置公差等。

三坐标结构图测量侧头结构图 2、二次元影像测量仪原理二次元影像仪通过的CCD光学传感器将光信号转化为数字信号记录影像和光栅尺记录位移参数,再利用视频采集处理器和数据采集处理器将数字型号传输至电脑，之后经过影像测量仪软件在电脑上由操作人员逆向绘图并测量。影像仪之所以被称之为二次元是因为它实际绘制测量出来的只是当时产品放在仪器工作台上的俯视图，只能完成x和y方向上的二维尺寸测量或z方向上的高度测量。二次元影像测量仪结构图工作台结构图

数字相位差测量仪的设计

目录 1.设计任务书。 2.设计方案概述。 3.V/f变换测量相位差角的工作原理。 4.电路的组成及参数选择。 4.1整形电路及信号C的形成。 4.2滤波电路的参任务计划书。 4.3V/f变换电路的设计。 4.4 89C52内部资源的利用。 5.应用实例。 6.结论。 7.总结。一、设计任务书（一）任务设计仿真一数字相位计（二）主要技术指标与要求：（1）输入信号频率为0HZ～250HZ可调（2）输入信号的幅度为0.5V （3）采用数码管显示结果，相位精确到0.1° （4）采用外部5V直流电源供电（三）对课程设计的成果的要求（包括图表）设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书。要求图纸布局合理，符合工程要求，所有的器件的选择要有计算依据。二、设计方案概述根椐设计任务书的要求，我们参考了一些相关资料书，经过小组的讨论分析，提出了一种用v/f变换测量交流电的相位差的新方法：首先产生出其幅度正比与相位差大小的直流电，再有v/f变换器转换成反映相位差大小的频率信号，在单片机的配合下，最终得到相位差。这种方法具有分辨率高，适应与大范围的各种输入频率等优点。正弦交流电电信号相位差的测量可以用多种方法实现。比较直接的数字式测量方法是在已知信号周期的前提下用定时的方法测得相位差角对应的时间，然后根据已知的周期将其换算成相位差角度。但

是，这种方法的测量精度依赖于定时器的精度和分辨率。在信号频率较高或频率虽不高但相位差较小时，都可以出现较大的误差。另外，由于直接测量得到的是时间，相位差角要由这一中间结果与信号的周期运算后才能得到，所以周期的测量不可缺少，其测量的精度也将影响相位差的精度。在此用一种新的思路进行相位差的测量，用v/f变换器把相位差转换成一个其频率与之成正比的脉冲列，通过计算在一定时间内的脉冲个数测量相位差角。这种测量方法与信号的周期无关，可以得到较高的精度。题达到了0.1的测量精度，与此同时工业运行控制中现场操作，修改和设置等问题也得到了很好的解决，以上这些都在工业运行中得到了厂方的认可。存在的问题主要是本仪器通用性很不强，很难在更大的范围应用和推广，只能运用与某些特定的企业。今后的工作主要硬件和软件的改进上，列入增加一些通用行很强的功能模块。 3.V/f变换测量相位差角的工作原理首先将输入的两个同频率但存在着相位差的信号进行整形，使之变成方波。如图1示A和B 再对A,B进行异或处理, 异或输出信号C 的脉冲宽度则反映相位差角.C 的脉宽T1对应的电角度是相位差角,C 的周期T2 是信号周期T 的1/2.如果信号角频率为w 则T1= /w. C为幅值为U 的方波其平均值Ud=UT1/T2=U 由此可见,C 的平均值( 亦即直流分量)仅与相位差角和脉冲幅度有关与信号周期无关

数字电路课程设计报告_简易数字电容测试仪(原创)

数电课程设计报告题目简易数字式电容测试仪简易数字电容C测量仪前言电子制作中需要用到各种各样的电容器，它们在电路中分别起着不同的作用。与电阻器相似，通常简称其为电容，用字母C表示。顾名思义，电容器就是“储存电荷的容器”。尽管电容器品种繁多，但它们的基本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中间被某物质（固体、气体或液体）所隔开，就构成了电容器。两片金属称为的极板，中间的物质叫做介质。电容器也分为容量固定的与容量可变的。但常见的是固定容量的电容，最多见的是电解电容和瓷片电容。不同的电容器储存电荷的能力也不相同。规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。电容的基本单位为法拉（F）。但实际上，法拉是一个很不常用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用微法（μF）、纳法（nF）、皮法（pF）（皮法又称微微法）等，它们的关系是：1法拉（F）= 1000000微法（μF）1微法（μF）= 1000纳法（nF）= 1000000皮法（pF）。电容器在电子线路中得到广泛的应用，它的容量大小对电路的性能有重要的影响，本课题就是用数字显示方式对电容进行测量。本设计报告共分三章。第一章介绍系统设计；第二章介绍主要电路及其分析；第三章为总结部分。摘要：由于单稳态触发器的输出脉宽t 与电容C成正比，把电容C转换成宽度为t W的矩 W 形脉冲，然后将其作为闸门信号控制计数器计标准频率脉冲的个数，并送锁存--译码--显示系统就可以得到电容量的数据。关键词：闸门信号标准频率脉冲

目录第一章系统设计 (2) 一、设计目的 (2) 二、设计内容要求 (2) 三、设计技术指标 (2) 四、方案比较 (2) 五、方案论证 (3) 1、总体思路 (3) 2、设计方案 (3) 第二章主要电路设计与说明 (4) 一、芯片简介 (4) 1、555定时器 (4) 2、单稳态触发器74121 (4) 3、4位二进制加法计数器47161 (5) 4、4位集成寄存器74 LSl75芯片 (6) 5、七段译码器74LS47-BCD 芯片 (7) 二、总电路图及分析 (7) 1、总图 (7) 2、参数选择及仪表调试 (9) 3、产品使用说明 (9) 4、以测待测电容Cx的电容量为例说明电路工作过程及测容原理 (9) 三、各单元电路的设计与分析 (9) 1、基准脉冲发生器 (9) 2、启动脉冲发生器 (10) 3、Cx转化为Tw宽度的矩形脉冲 (10) 4、计数器 (10) 5、寄存—译码—显示系统 (10) 第三章总结 (11) 参考文献 (11) 附录 (11) 附录1 元器件清单 (11) 附录2 用集成元件代分立元件电路 (12) 评语 (13)

NTC热敏电阻器在高精度温度测量中的应用

NTC热敏电阻器在高精度温度测量中的应用于丽丽1,王剑华2,殳伟群2 (1.同济大学电子信息学院,上海200092;2.同济大学中德学院,上海200092) 摘　要:介绍了用NT C热敏电阻器进行高精度温度测量的几点考虑。分析了影响测量精度的各种因素,并提出了一些解决方法,主要的措施有:直流恒流源微安级电流;四线制测量电路;高分辨力(24位)ADC;数字滤波;仪器自校准等。实际测量表明:使用恰当的热敏电阻器在较窄的范围内(0～60℃)测量精度可达±0.001℃。关键词:热敏电阻器;高精度温度测量;校准中图分类号:TP223 文献标识码:A 文章编号:1000-9787(2004)12-0075-03 Application of NTC thermistor in high accurate temperature measurement Y U Li2li1,W ANGJian2hua2,SH U Wei2qun2 (1.Dept of E lct I nfo,Tongji U niversity,Sh angh ai200092,China; 2.Dept of China2G erm any,Tongji U niversity,Sh angh ai200092,China) Abstract:A few res olvents of the problems in high accurate tem perature measurement using NT C thermistors are intro2 duced.The various factors affected measurement accuracy are analyzed,and a few res olvents are advanced.S ome mea2 sures are used:constant current s ource offering microam pere current,4wire tem perature measuring circuit,ADC with ex2 cellent res olution,digital filter,instrument recalibration itself,etc.I t is indicated that high accuracy of0.001℃in a nar2 row range of tem perature(0～60℃)can be achieved by using fit thermistors. K ey w ords:thermistor;high2accurate tem perature measurement;calibration 0　引　言 NT C热敏电阻器除具有体积小、响应快、耐振动等优点外,还有阻值高、温度特性曲线的斜率大等特点。由于阻值高,往往可以忽略引线电阻的影响,即允许采用二线制接法。由于阻值随温度变化大,相应输出较大,对二次仪表的要求相对较低。缺点是量程窄、互换性差。针对本文涉及研制项目温度测量量程窄、测量精度要求高(22℃±0.01℃)等特点,选用了经反复老化、长期稳定性指标优于0.002℃/a的热敏电阻器。尽管其阻值很高,仍然采用四线制的接法,以消除很小一点的引线电阻影响。对单支传感器进行了量程范围内多个温度点的严格标定。将其与采用特殊结构的61 2 电阻测量仪表相配合,最后,得到了期待的精度[1]。 1　高精度温度测量系统的研究 1.1　数学模型热敏电阻与温度的关系是严重非线性。为了对这种非线性进行尽可能准确的描述,采用了如下的S teinhart2Hart 方程收稿日期:2004-06-27 R=exp(A+ B T +C T2 +D T3 ),(1)式中　T为绝对温度值,K;R为热敏电阻器在温度为T时的电阻值,Ω。A,B,C,D则为4个特定的参数。一般需要采用多个温度点(至少4点)的标定获得热敏电阻器在已知温度点的阻值,然后,经过拟合获得模型的参数。这是一个从T和R出发推算A,B,C,D的过程,即校准或建模的过程。而测量时,则是在已知A,B,C,D的前提下,根据测出的R和数学模型推算出T的过程,这实际上是个内插的过程。 1.2　影响测量精度的因素为了用热敏电阻器进行高精度的温度测量,必须研究各种影响因素,并采取相应的对策。在不考虑热敏电阻器的长期稳定性的前提下,尚有如下因素应当考虑: (1)热敏电阻器的标定:从第1.1节的表述可以看出:高精度的测量实际是一个高精度的内插问题。而要进行高精度的内插,需要事先进行高精度的建模。而高精度的建 57 　2004年第23卷第12期传感器技术(Journal of T ransducer T echnology)

电阻电感电容测量仪高精度

电赛设计报告题目：电阻、电容、电感测量仪指导教师：陈军波年级：2010 学院：生物医学工程专业：生物医学工程学生姓名： 2012年4月9日

简易电阻、电容和电感测试仪一、任务设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪。二、要求 1．基本要求（1）测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。（2）测量精度：±5%（三年级），±10（二年级）。（3）具有四位数字显示功能。 2．发挥部分（1）扩大电阻、电容或电感的其中任何一种的测量范围：测量上限或者下限扩展10倍（二年级）。扩大电阻、电容或电感的每一种的测量范围：测量上限或者下限扩展10倍（三年级）。（2）提高测量精度，电阻、电容或者电感其中一种的测量精度提高到1%（三年级），5%（二年级）。（3）测量量程自动转换。三、评分意见

一、系统方案论证 1 平衡电桥法测量原理桥电路由未知阻抗z ，已知标准电阻S R 和具有总电阻P R 的电阻性电位计组成，电桥各元素分别是Z 、s R 、()P R x -1、P xR 。其中x 代表电位计变换的位置。电桥由正弦交流电源0u 供电，频率为d U ο 0ω为桥路输出电压。当改变电位计x 的位置时，就可得到半平衡电桥。真正的半平衡状态是d U ο 与一个特定的桥路电压相差900。可用相敏检测仪检测出来。这种方案的优点是测量的精度很高，同时可以测量电容和电阻的大小，但其电路电路复杂,调节起来麻烦，实现起来较为困难。 2.伏安法：最经典的方法，它的测量原理来源于阻抗的定义。即若已知流经被测阻抗的电流相量并测得被测阻抗两端的电压，则通过比率便可得到被测阻抗的相量。显然，要实现这种方法，仪器必须能进行相量测量及除法运算.，而且需要精确的信号发生电路，整个电路的复杂程度就大大的提高了，软件的设计和芯片的获得也是问题，所以放弃了此方案。 2．谐振法谐振法：利用RC 和LC 震荡的原理，把L 和C 的数值转换成单片机容易测量的数字频率信号，再利用频率和R 和C 或L 和C 的关系，利用单片机算出C 和L 的数值。此方法软件容易设计，芯片容易得到，测量结果容易调试，所以采用此方法。频率测量

数字电容测量仪课程设计

数字电子技术课程设计报告书课题名称数字电容测量仪的设计姓名吴亚香学号 1212501-35 学院通信与电子工程学院专业电子科学与技术指导教师张学军 2014年 6月 10 日 ※※※※※※※※ ※ ※※ ※※ ※ ※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2012级电子科学与技术专业数字电子技术课程设计

数字电容测量仪的设计 1设计目的（1）掌握multisim12仿真软件的应用技巧。（2）掌握电容数字测量仪的设计组装与调试方法。（3）熟悉相应的中大规模集成电路的使用方法，并掌握其工作原理。 2设计思路本设计中用555振荡器产生一定周期的矩形脉冲作为计数器的CP脉冲也就是标准频率。同时把待测电容C转换成宽度为tw的矩形脉冲，转换的原理是单稳态触发器的输出脉宽tw与电容C成正比。把此脉冲作为闸门时间和标准频率脉冲相“与”，得到计数脉冲，该计数脉冲送计数—译码显示系统就可以得到电容量的数据。外部旋钮控制量程的选择。用计数器控制电路控制总量程。。 3设计过程 3.1设计框图图1 数字电容测量仪原理图 3.2多谐振荡器电路的设计振荡器是数字电容测量仪的核心，振荡器的稳定度以及其所产生的基准频率的稳定度决定了数字电容测量仪的准确度，通常选用石英晶振构成振荡电路。在要求不高的情况下可以选用555构成的多谐振荡器如果图2所示。

555组成多谐振荡器的工作原理如下：接通电源Vcc后，Vcc经电阻R 1和R 2 对电容C充电，其电压U C 由0按指数规律上升。当U C ≥2/3V CC 时，电压比较器C 1 和C 2 的输出分别为U C1 =0、U C2 =1，基本RS触发器被置0，Q=0、Q’=1,输出U 0跃到低点平U oL 。与此同时，放电管V 导通，电容C经电阻R2和放电管V放电，电路进入暂稳态。随着电容C放电， Uc下降到Uc≤1/3Vcc时，则电压比较器C 1和C 2 的输出为U c1 =1、U c2 =0，基本RS 触发器被置1，Q=1，Q’=0，输出U 0由低点平U oL 跃到高电平Uo H 。同时，因Q’=0，放电管V截止，电源Vcc又经过电阻R 1和R 2 对电容C充电。电路又返回前一个暂稳态。因此，电容C上的电压Uc将在2/3Vcc和1/3Vcc之间来回充电和放电，从而使电路产生了振荡，输出矩形脉冲，作为基准信号频率。555组成多谐振荡器输出波形如图3。 VCC 图2 555组成多谐振荡器

数字式电阻测试仪

目录摘要 (2) 1 数字式电阻测试仪系统的概述 (3) 1.1设计思路 (3) 1.2设计方案的分析与选择 (3) 1.2.1 利用555单稳态触发器和A/D转换实现 (3) 1.2.2 利用555单稳态触发器和74CD192实现 (4) 1.3系统框图及工作原理 (4) 1.3.1 系统框图 (4) 1.3.2 工作原理 (5) 2单元电路设计与分析 (5) 2.1 555单脉冲的产生 (5) 2.2 晶振多频震荡的产生 (7) 2.3 单频和多频相与 (8) 2.4 74CD192计数器计数 (9) 2.5 数码管显示 (12) 3 系统综述、总体电路图 (13) 3.1整体电路图 (13) 3.2 系统综述 (14) 4 结束语 (16) 4.1 收获和体会 (16) 4.2 缺点和改进 (16) 致谢 (15) 参考文献 (18) 元器件明细表 (18)

摘要：数字化测量仪器较模拟仪器具有使用方便，测量精确等优点。本次课程设计是针对数字式电阻测试仪的设计，介绍了数字式电阻测试仪的设计方案及其基本原理，并着重介绍了数字式电阻测试仪各单元电路的设计思路，原理及整体电路的的工作原理，控制器件的工作情况。设计共有三大组成部分：一是系统概述，本部分概括讲解了电路的设计思想和各部分功能；二是各单元所用器件、其性能和在电路中的功能；三是设计小结，这部分包括设计的完成情况，并提出本系统需要改进的地方及遇到的困难。关键字：电阻转化电压555单稳态触发器74CD192 数码显示。

1数字式电阻测试仪系统概述 1.1设计思路数字式电阻测试仪的基本原理是将待测的数字信号转化为模拟信号，再通过计数、译码，由数码管直接显示出阻值。由555触发器产生单脉冲，由晶振经过分频产生多频脉冲。再利用74CD192计数器对单脉冲个数进行计数，然后再通过译码显示，将阻值直接显示在数码管上。 1.2设计方案的分析与选择想要实现待测电阻的数字式测量，最主要的是将待测电阻相关的模拟信号转换为数字信号。我们利用的是555单稳态触发器来实现这点。知道555单稳态触发器能实现数模转换后，最关键的就是将待测电阻阻值的模拟信号以何种方式输入到555单稳态触发器中。根据测量原理的不同，其输入方法有很多，如直接法、电桥法和充放电法。各种办法都有相应的优缺点，例如充放电法及直接法均需求得被测样两端的电压与通过被测样的电流，利用欧姆定律从而得出被样的电阻，电桥法则是利用电桥两端电位的平衡来得出被测样的电阻。其中利用直接法测得的电阻（如“摇表”）存在读数不精确等明显的人为因素忧，在读数较大的情况下尤其如此；利用充放电法测得的电阻阻值偏大；而利用电桥法测量，则存在电桥调节费时费力等不利因素。下面列出两种方案进行分析： 1.2.1 利用555单稳态触发器和A/D转换器实现利用单稳或电容充放电规律等，可以把被测电阻量的大小转换成脉冲的宽窄，即脉冲的宽度Tx与Rx成正比。只要把此脉冲和频率固定不变的方（以下称为时钟脉冲）相与，便可以得到计数脉冲，将它送给数字显示器。如果时钟脉冲的频率等参数合适，便可实现测量电阻。其电路基本原理如图所示