0引言
　　
　　目前有三種實(shí)現(xiàn)RLC測量的方法。1）電橋法，它具有較高的測量精度，被廣泛采用，現(xiàn)己派生出許多類型。但電橋法測量需要反復(fù)進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)，測量時(shí)間長，很難實(shí)現(xiàn)快速的自動測量。2）諧振法，它要求較高頻率的激勵信號，一般不容易滿足高精度的要求。由于測試頻率不固定，測試速度也很難提高。3）伏安法，它是zui經(jīng)典的方法，其測量原理來源于阻抗的定義，顯然純電阻可由直流分壓，但對于阻抗、容抗則必須采用頻率較高的交流，電路較為復(fù)雜，使得該方案未得到認(rèn)可。本系統(tǒng)采用伏安法，相對簡化了電路，具有較好的人機(jī)互動。
　　
　　1系統(tǒng)方案實(shí)現(xiàn)
　　
　　整體設(shè)計(jì)思想為在待測網(wǎng)絡(luò)器一端加入激勵信號，另一端加入采樣電阻到地，通過頻率的自動切換使AD讀到不同的采樣電壓，我們可以根據(jù)激勵信號對應(yīng)的AD采樣電壓，判別出待測元器件的屬性，進(jìn)一步切換采樣電阻，從而準(zhǔn)確測量出待測元器件的大小。這一系列操作均為自動完成。系統(tǒng)原理實(shí)現(xiàn)框圖如圖1所示。　　
　　2硬件實(shí)現(xiàn)
　　
　　2．1硬件電路總圖
　　
　　系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)電路如圖2所示，考慮到模擬開關(guān)有內(nèi)阻，我們選取繼電器作為檔位的切換，為了測量的準(zhǔn)確，本文采用了多個(gè)電壓跟隨，防止電流過大在信號源端分壓。
　　2．2真有效值電路
　　
　　系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)電路如圖3所示，考慮到模擬開關(guān)有內(nèi)阻，我們選取繼電器作為檔位的切換，為了測量的準(zhǔn)確，本文采用了多個(gè)電壓跟隨，防止電流過大在信號源端分壓。
　　
　　2．3自制測試用信號源電路
　　
　　根據(jù)需要取截正頻率為1kHz、10kHz、100kHz的低通無源濾波器，將單片機(jī)輸出的PWM或方波（因?yàn)镸SP430該單片機(jī)不能輸出太大頻率的PWM，我們通過直接輸出10kHz和10kHz的方波，通過一個(gè)低通濾波器，濾掉二次諧波及以上分量，得到其基波分量）整形為正弦波，用繼電器切換不同的濾波器，來獲取不同信號，每一個(gè)頻點(diǎn)濾波后接一級運(yùn)放；放大到相同幅度，為了能滿足放大100kHz的信號的增益帶寬積和壓擺率，運(yùn)放采用TL084。通過測試發(fā)現(xiàn)，無源濾波電阻采用逐級增大，電容采用逐級減小，濾波效果，所以通過仿真得到參數(shù)如圖4所示的濾波放大電路圖。　　
　　3軟件實(shí)現(xiàn)
　　
　　3．1算法數(shù)學(xué)描述
　　
　　電阻測量可以直接用一個(gè)直流分壓可得到，其公式為：
　　
　　R=（V／Vad-1）*R0（1）
　　
　　電容測量可以通過一個(gè)適中的低頻f，此時(shí)電容的阻抗較大，對于電容因?yàn)橛?90°的相移，所以我們對其整體取模，簡化可得計(jì)算電容公式為：　　
　　3．2軟件流程圖
　　
　　根據(jù)以上算法分析本文的軟件程序圖如圖5所示：　　
　　4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
　　
　　電路設(shè)計(jì)完成后，本文給出了三組實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)，分別為表1、表2和表3所示，其中表1為電阻網(wǎng)絡(luò)測試數(shù)據(jù)，表2為電容網(wǎng)絡(luò)測試數(shù)，表3為電感網(wǎng)絡(luò)測試數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，除了電感測量誤差相對較大之外，其它的測量能夠較準(zhǔn)確地反映待測元器件的屬性以及大小，可以滿足一般的實(shí)際需求。　　
　　5結(jié)論
　　
　　本文設(shè)計(jì)了基于數(shù)字控制的智能電阻、電感和電容測量儀，電路設(shè)計(jì)完成后通過實(shí)際測量數(shù)據(jù)可以看出，除了電感測量誤差相對較大之外，其它的測量能夠較準(zhǔn)確地反映待測元器件的屬性以及大小；通過查閱資料發(fā)現(xiàn)電感在不同的頻率點(diǎn)的大小不同，也就是說電感的大小與對應(yīng)測的頻點(diǎn)有關(guān)，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)只取了三個(gè)頻點(diǎn)，且zui大頻率為100kHz，所以誤差較大，我們可以通過增加頻點(diǎn)個(gè)數(shù)和zui大頻率以及增加采樣電阻來減小該誤差。