直流电桥、交流电桥、半桥测量LCR原理2

 

 

 

电路中 Zx 为被测量器件，

Rs 为标准电阻， 这里给出了 7 个档位，主要是为了保证测量精度，
两个放大器隔离了 后级测量电路和半桥的路的阻抗系统，也是为了保证精度。

 

半桥电路的输出 Us 和 Ux 的关系如下：

对于电阻 R： R=Zx=Rs*Ux/Us

对于电感 L：  Zx=Rs*Ux/Us        L=Zx/ω (ω =2π f)

对于电容 C； Zx=Rs*Ux/Us         C=1/(Zx*ω )

因此， 测量电容电感方法只在电阻的测量基础上除个频率相关量便可。

 

 

相位测量电路设计【判断电容电感以及等效串并联电阻】

由于半桥电路的输出是正弦波， 所以我们需要将正弦信号变换为方波信号， 再用STM32的定时器进行测量，

处理判断 Us 信号是超前还是滞后于基准信号Ux， 从而判断所测的元件是电阻（无移相）、 电感（超前）、 电容（滞后）。

 

 

 

相位差的的测量方案

将基准信号 Ux（没有经过半桥电路） 和半桥电路的输出信号 Us都经过相位检测电路， 分别有通道一和通道二输出。

（1） 如果所测元件为电阻， 则通道一和通道二的输出波形图如下：【此时通道二的输出波形相对于通道一的输出波形既没有超前也没有滞后。】

 

 

 

 

（2） 如果所测元件为电感， 则通道一和通道二的输出波形图如下：【此时通道二的输出波形超前于通道一的输出波形】

 

 

 

（3） 如果所测元件为电容， 则通道一和通道二的输出波形图如下：【此时通道二的输出波形滞后于通道一的输出波形。】

 

 

 具体方法及部分代码：

 

将通道一的输出波形接到(E 端口 0 管脚)
将通道二的输出波形接到(E 端口 1 管脚)

2、 在主函数中将、 都配置成外部中断引脚， E 端口 0 管脚有效检测边沿为上升沿，E 端口 1 管脚的有效检测边沿为下降沿有效。 

3、 当的有效边沿到来时（上升沿）， 在中断函数 EXTI0_IRQHandler 中将的有效监测边沿改为上升沿或下降沿有效，即上升沿和下降沿均可以触发中断。 同时使能定时器 TIM2、 TIM3,

 

参考

简易电阻、电容和电感测量仪

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