基于单片机的电感测量系统

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1、’""*年第%期仪表技术与传感器E45@27K94@.98:4FW79346?945;2基于单片机的电感测量系统蔺增金，夏善红，杨海钢，陈绍凤（中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室，北京%""")"）’""*X;Y%摘要：提出一种以)"#%单片机为核心的电感测量系统，充分利用了单片机)"#%的硬件资源，简洁而高效运行的软件设计思想，实现电感参数的自动测量和显示。克服了传统的外加交流测量法电源波动易引起偏差和文氏电桥测量法参数调节复杂等问题。系统结构紧凑、操作方便，且测量精度高、响应快、测量范围宽。关键词：+,-；,+-；电感测量；单片机中图分类号：./#"

2、0文献标识码：1文章编号：%""’(%)&%（’""*）"%(""&#("’!"#$%&’"%()(’*$+(,("&-.*&(,/’*(#0"-1"23(4%516)1%+06+0%(**0+7!89("24:1"，;!<-5’"450"2，=<8>?’142’"2，@?A8-5’04B("2（.234567892.98:4;<;=>?@3@9A9>B3CD，E45@F@7@9;GH<98@2;4F85，-+?，19FIF4=%""")"，-:F43）5@9KC3596;4@:9)"#%5F

3、4=<9L8:FMKF82;M2;8955;2N35M2;M;596，N:F8::326N32929L5;72895N929G7<<>9OM<;F@96D.:9695F=4;G5;G@N329F55FKM<9346:F=:9GGF8F94@D.:9F4678@3489M323K9@92N35839637@;K3@F83<<>D.:95>5@9K;J928;K95@:9@236F@F;43<5:;2@8;KF4=5;G5;7289L57MM<>2FMM<9F4@:99O@92F;23<@9243@F4=872294@57MM<>K9@:

4、;6346;G29=7<3@F4=8;KM<9OF@>F4@:99<98@2F835@9KN358:3238@92FP96C>5FKM<95@278@729，935>29=7<3@F;4，:F=:K93L5729K94@M298F5F;4，23MF6295M;459346CF=K935729K94@583<9DD(.E0+#*：+,-；,+-；E4678@3489Q935729K94@；?F4=<9L8:FMQF82;M2;8955;2F引言（!"5F4!%UI!#"5F4!%）（’）提出的新型电感测量系统主要由硬件、软件两部分

5、构成，其中硬件包括正弦波测试信号的产生电路单元、正弦波信号频率标定电路单元、电感测试单元和)"#%-/V对’（%）进行采样，采样点数为每正弦测试信号周期%)"点。’（%）采样信号经快速傅里叶变换（RR.），分离出实部、虚部，得：电感值显示电路单元等。软件部分主要实现对采样结果进行RR.变换，完成电感值的测量，控制,S+转,T(’$&T%!!"!（#）换，实现两种不同频率的频率标定，以及电感值的B-,液晶驱动与显示。软件设计思想是围绕有限的硬件资源，最大程度的优化其设计流程，使用最小容量的存储单元，做到简洁而高效的运行，能实现与硬件的紧密配合，实现电感自动测量

6、和显示。G原理以单片机为核心的电感测量与自动显示系统的工作原理如下，图%为电感测量电路。其中，因$&已知，而’由+S,转换得到，故,为已知。可得：,’!’T!’U!’#’（&）运放的输入电阻!已知，!为正弦波测试信号的频率，分别为!%，（预先设定），对应于!%，’的测试信号，有：,’%!’T!’U!’%#’（*）,’’!’T!’U!’’#’（0）所以，得：图%电感测量电路#"T!’’（$）!%(!’其中式（$）即为被测电感的电感量的算式。其结如图%所示，被测电感用!"、#"串联表示，输入$（%）为正弦波测试信号（正弦波测量信号$（%）由单片果经单片机算出并用B-

7、,液晶显示，从而实现电感量的测量。机产生，其角频率分别为!%，’），可表为$（%）T$&5F4!%（%）H硬件电路设计整个测量系统的硬件结构总框图如图’所示。据电路关系，输出电感测量信号’（%）有：’（%）T(()(*$（%）T(!"UI!#"!$&5F4!%T($&!+基金项目：国家自然科学基金重点项目（!"#"$"%&）收稿日期：’""&方数据收修改稿日期：’""&(")(’*图’电感测量系统的硬件总框图!’U’#’""""""",’%(,’’!　万("#(’!77L#!RVWXY#RCYZ[#"WY]#^9