一種基于矢量三角形的電容電感參數測量電路及其測量方法技術

本發明專利技術公開了一種基于矢量三角形的電容電感參數測量電路及其測量方法。其旨在針對現有測量方法中使用的硬件設備成本高，同時精度存在瓶頸等問題。本發明專利技術通過對三個電壓信號的采集，在不直接測量信號相位的情況下能測量出元件的阻抗、品質因數、損耗系數三個參數。將所測元件與一個已知基準電阻組成串聯電路，為便于計算，該處基準電阻使用純電阻，通過一個正弦信號作為該串聯電路激勵。該系統中，基準電阻已知，同時，測量激勵信號、被測元件兩端信號、基準電阻兩端信號、三個信號的有效值，通過該方法就能測量出被測元件的阻抗，品質因數以及損耗系數。

【技術實現步驟摘要】
—種基于矢量三角形的電容電感參數測量電路及其測量方法
本專利技術屬于測控
，具體涉及。
技術介紹
在電子電氣工程的很多領域，對電感、電容元件的參數測量，如阻抗、品質因數、損耗系數有著至關重要的意義。非理想電感和電容的測量顯得尤為重要，這對通信等領域的器件選型起著非常重大的作用。目前數字電橋常用的技術是正交法測電容電感的參數。正交法的原理如下: 產生一個固定頻率的正弦激勵信號Vr，通過一個串聯網絡，如附圖說明圖1所示，由圖1有:UX=I*Rx，US=-1*Rs，被測阻抗 Rx 為:權利要求1.一種基于矢量三角形的電容電感參數測量電路，其特征在于，其組成包括MCU，與MCU連接的有源低通濾波器、與源帶通濾波器連接的由待測元件Rz和基準電阻Rs串聯組成的半橋、與半橋連接的差分放大器，與半橋和差分放大器連接的單刀三擲開關、與單刀三擲開關連接的全差動運放器、與全差動運放器連接的A/D轉換器，所述A/D轉換器與MCU連接，還包括與MUC連接的液晶顯示器； 所述MCU產生一個正弦信號，送給有源帶通濾波器濾波后得到已知頻率的正弦信號，正弦信號加載給待測元件Rz和基準電阻Rs串聯成為的半橋兩端，差分放大器的異相輸入端連接待測元件Rz和基準電阻Rs間，同相輸入端接待測元件Rz的另一端，所述單刀三擲開關一端選擇連通差分放大器的輸出端獲得待測原件G兩端的信號匕，單刀三擲開關一端選擇連通差分放大器的通向輸入端時獲得激勵信號rs，單刀三擲開關一端選擇連通差分放大器異相輸入端時獲得基準電阻Rs兩端信號，單刀三擲開關另一端接全差動運放器，通過控制單刀三擲開關將Fs ’ Vz ’ Vlt中任一信號送給全差動運放器轉換成差分信號，經過A/D轉換器進行數模轉換將信號通過SPI接口送給MCU，MCU通過具體的算法處理后得到待測原件的參數并顯示在IXD液晶顯示單元上。2.一種基于矢量三角形的電感參數測量方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、將基準電阻Rs與待測元件Rz串聯成為的半橋，在半橋兩端連接能夠提供任意指定頻率的正弦信號的正弦信號激勵；(2)、通過差分信號提取單元提取待測元件Rz兩端信號矢量信號z基準電阻Rs兩端信號矢量&和半橋兩端的激勵源矢量信號Fs，然后經效值測量單元測量出三路信號的有效值，Vs ^ Vt, Vm ； (3)、由余弦定理得:3.一種基于矢量三角形的電容參數測量方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、將參考電阻R與待測元件Rz串聯成為的半橋，在半橋兩端連接能夠提供任意指定頻率的正弦信號的正弦信號激勵； (2)、通過差分信號提取單元提取待測元件Rz兩端信號矢量信號G，基準電阻Rs兩端信號矢量Fjt和半橋兩端的激勵源矢量信號& ,然后經效值測量單元測量出三路信號的有效值，Vs , F2 , Vx ； (3)、由余弦定全文摘要本專利技術公開了。其旨在針對現有測量方法中使用的硬件設備成本高，同時精度存在瓶頸等問題。本專利技術通過對三個電壓信號的采集，在不直接測量信號相位的情況下能測量出元件的阻抗、品質因數、損耗系數三個參數。將所測元件與一個已知基準電阻組成串聯電路，為便于計算，該處基準電阻使用純電阻，通過一個正弦信號作為該串聯電路激勵。該系統中，基準電阻已知，同時，測量激勵信號、被測元件兩端信號、基準電阻兩端信號、三個信號的有效值，通過該方法就能測量出被測元件的阻抗，品質因數以及損耗系數。文檔編號G01R27/26GK103197153SQ20121000026公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月4日 優先權日2012年1月4日專利技術者廖強, 丁小明, 汪肖陽 申請人:電子科技大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于矢量三角形的電容電感參數測量電路，其特征在于，其組成包括MCU，與MCU連接的有源低通濾波器、與源帶通濾波器連接的由待測元件Rz和基準電阻Rs串聯組成的半橋、與半橋連接的差分放大器，與半橋和差分放大器連接的單刀三擲開關、與單刀三擲開關連接的全差動運放器、與全差動運放器連接的A/D轉換器，所述A/D轉換器與MCU連接，還包括與MUC連接的液晶顯示器；所述MCU產生一個正弦信號，送給有源帶通濾波器濾波后得到已知頻率的正弦信號，正弦信號加載給待測元件Rz和基準電阻Rs串聯成為的半橋兩端，差分放大器的異相輸入端連接待測元件Rz和基準電阻Rs間，同相輸入端接待測元件Rz的另一端，所述單刀三擲開關一端選擇連通差分放大器的輸出端獲得待測原件????????????????????????????????????????????????兩端的信號，單刀三擲開關一端選擇連通差分放大器的通向輸入端時獲得激勵信號，單刀三擲開關一端選擇連通差分放大器異相輸入端時獲得基準電阻Rs兩端信號，單刀三擲開關另一端接全差動運放器，通過控制單刀三擲開關將，，中任一信號送給全差動運放器轉換成差分信號，經過A/D轉換器進行數模轉換將信號通過SPI接口送給MCU，MCU通過具體的算法處理后得到待測原件的參數并顯示在LCD液晶顯示單元上。2012100002629100001dest_path_image001.jpg,996706dest_path_image001.jpg,2012100002629100001dest_path_image002.jpg,2012100002629100001dest_path_image003.jpg,219746dest_path_image002.jpg,986845dest_path_image001.jpg,373964dest_path_image003.jpg...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：廖強，丁小明，汪肖陽，
申請(專利權)人：電子科技大學，
類型：發明
國別省市：