一种基于矢量三角形的电容电感参数测量电路及其测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于矢量三角形的电容电感参数测量电路及其测量方法。其旨在针对现有测量方法中使用的硬件设备成本高，同时精度存在瓶颈等问题。本发明专利技术通过对三个电压信号的采集，在不直接测量信号相位的情况下能测量出元件的阻抗、品质因数、损耗系数三个参数。将所测元件与一个已知基准电阻组成串联电路，为便于计算，该处基准电阻使用纯电阻，通过一个正弦信号作为该串联电路激励。该系统中，基准电阻已知，同时，测量激励信号、被测元件两端信号、基准电阻两端信号、三个信号的有效值，通过该方法就能测量出被测元件的阻抗，品质因数以及损耗系数。

【技术实现步骤摘要】
—种基于矢量三角形的电容电感参数测量电路及其测量方法
本专利技术属于测控
，具体涉及。
技术介绍
在电子电气工程的很多领域，对电感、电容元件的参数测量，如阻抗、品质因数、损耗系数有着至关重要的意义。非理想电感和电容的测量显得尤为重要，这对通信等领域的器件选型起着非常重大的作用。目前数字电桥常用的技术是正交法测电容电感的参数。正交法的原理如下: 产生一个固定频率的正弦激励信号Vr，通过一个串联网络，如附图说明图1所示，由图1有:UX=I*Rx，US=-1*Rs，被测阻抗 Rx 为:权利要求1.一种基于矢量三角形的电容电感参数测量电路，其特征在于，其组成包括MCU，与MCU连接的有源低通滤波器、与源带通滤波器连接的由待测元件Rz和基准电阻Rs串联组成的半桥、与半桥连接的差分放大器，与半桥和差分放大器连接的单刀三掷开关、与单刀三掷开关连接的全差动运放器、与全差动运放器连接的A/D转换器，所述A/D转换器与MCU连接，还包括与MUC连接的液晶显示器； 所述MCU产生一个正弦信号，送给有源带通滤波器滤波后得到已知频率的正弦信号，正弦信号加载给待测元件Rz和基准电阻Rs串联成为的半桥两端，差分放大器的异相输入端连接待测元件Rz和基准电阻Rs间，同相输入端接待测元件Rz的另一端，所述单刀三掷开关一端选择连通差分放大器的输出端获得待测原件G两端的信号匕，单刀三掷开关一端选择连通差分放大器的通向输入端时获得激励信号rs，单刀三掷开关一端选择连通差分放大器异相输入端时获得基准电阻Rs两端信号，单刀三掷开关另一端接全差动运放器，通过控制单刀三掷开关将Fs ’ Vz ’ Vlt中任一信号送给全差动运放器转换成差分信号，经过A/D转换器进行数模转换将信号通过SPI接口送给MCU，MCU通过具体的算法处理后得到待测原件的参数并显示在IXD液晶显示单元上。2.一种基于矢量三角形的电感参数测量方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)、将基准电阻Rs与待测元件Rz串联成为的半桥，在半桥两端连接能够提供任意指定频率的正弦信号的正弦信号激励；(2)、通过差分信号提取单元提取待测元件Rz两端信号矢量信号z基准电阻Rs两端信号矢量&和半桥两端的激励源矢量信号Fs，然后经效值测量单元测量出三路信号的有效值，Vs ^ Vt, Vm ； (3)、由余弦定理得:3.一种基于矢量三角形的电容参数测量方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)、将参考电阻R与待测元件Rz串联成为的半桥，在半桥两端连接能够提供任意指定频率的正弦信号的正弦信号激励； (2)、通过差分信号提取单元提取待测元件Rz两端信号矢量信号G，基准电阻Rs两端信号矢量Fjt和半桥两端的激励源矢量信号& ,然后经效值测量单元测量出三路信号的有效值，Vs , F2 , Vx ； (3)、由余弦定全文摘要本专利技术公开了。其旨在针对现有测量方法中使用的硬件设备成本高，同时精度存在瓶颈等问题。本专利技术通过对三个电压信号的采集，在不直接测量信号相位的情况下能测量出元件的阻抗、品质因数、损耗系数三个参数。将所测元件与一个已知基准电阻组成串联电路，为便于计算，该处基准电阻使用纯电阻，通过一个正弦信号作为该串联电路激励。该系统中，基准电阻已知，同时，测量激励信号、被测元件两端信号、基准电阻两端信号、三个信号的有效值，通过该方法就能测量出被测元件的阻抗，品质因数以及损耗系数。文档编号G01R27/26GK103197153SQ20121000026公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日专利技术者廖强, 丁小明, 汪肖阳 申请人:电子科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于矢量三角形的电容电感参数测量电路，其特征在于，其组成包括MCU，与MCU连接的有源低通滤波器、与源带通滤波器连接的由待测元件Rz和基准电阻Rs串联组成的半桥、与半桥连接的差分放大器，与半桥和差分放大器连接的单刀三掷开关、与单刀三掷开关连接的全差动运放器、与全差动运放器连接的A/D转换器，所述A/D转换器与MCU连接，还包括与MUC连接的液晶显示器；所述MCU产生一个正弦信号，送给有源带通滤波器滤波后得到已知频率的正弦信号，正弦信号加载给待测元件Rz和基准电阻Rs串联成为的半桥两端，差分放大器的异相输入端连接待测元件Rz和基准电阻Rs间，同相输入端接待测元件Rz的另一端，所述单刀三掷开关一端选择连通差分放大器的输出端获得待测原件????????????????????????????????????????????????两端的信号，单刀三掷开关一端选择连通差分放大器的通向输入端时获得激励信号，单刀三掷开关一端选择连通差分放大器异相输入端时获得基准电阻Rs两端信号，单刀三掷开关另一端接全差动运放器，通过控制单刀三掷开关将，，中任一信号送给全差动运放器转换成差分信号，经过A/D转换器进行数模转换将信号通过SPI接口送给MCU，MCU通过具体的算法处理后得到待测原件的参数并显示在LCD液晶显示单元上。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...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖强，丁小明，汪肖阳，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：