电容数字测量仪--毕业设计

毕业设计

课 题 名 称 电容数字测量仪 学 生 姓 名 学 号 院(系)、专业 指 导 教 师 职 称

摘 要

随着科技的不断发展，人类的不断进步，在电子技术领域的发展可谓突飞猛进，然而电容器在电子线路中得到广泛的应用，它的容量大小对电路的性能有着重要的作用。因此，电容量的测量在日常使用中就不可避免。

而目前电容量的测量仪器——电容测量仪的应用越来越广泛，电容测量仪在国内外的发展水平越来越高，而目前，电容测量仪的应用现状是：品种多样，技术含量高。如：YD2612A/12B电容测量仪，它有着良好的测试稳定性，抗冲击能力强。如：TH2615系列电容测量仪，它是一种易操作、智能化的电容测量仪，仪器价格低，测试速度快。如：多频HF2617电容测量仪，它的可靠性稳定性强，测量显示直观，适用性好。本系统设计主要采用555集成定时器构成多谐振荡器、单稳态触发器等电路把被测电容的电容量转换成电压量，再把电压量通过CC7107—A\\D转换器把电压量转换成数字量并显示，从而实现电容测量。

我们有理由相信，随着科技的不断发展，在电子技术领域里，电容量的测量仪器——电容测量仪将得到越来越广泛的应用；电容测量仪也将向着更合理，更科学，更适用的方向不断向前发展！

关 键 词：多谐振荡器、555集成电路、数码管

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Abstract

With the continuous development of science and technology, human progress in the field of electronic technology development is rapid, However capacitors in electronic circuits were widely used, its capacity size of the circuit performance plays an important role. Therefore, the capacitance measurements in the day-to-day use will be unavoidable.

And the current capacity gauges -- capacitance measuring instrument widely used, Capacitance measurement instrument in the development of domestic and international high level ever, and the current, capacitance measurement instrument of the status quo : The types and high technological content. Such as : YD2612A/12B capacitance measurement device, it has good test stability, strong impact. Such as : TH2615 series capacitance measuring instrument, it is a simple operation, and high-capacitance measurement instrument, Low prices equipment, testing speed. Such as : HF2617 multi-frequency capacitance measurement instrument, and its reliability is stable measurements revealed intuitive, good applicability. The main system design using 555 timers Multivibrator. monostable multivibrator circuit put the measured capacity capacitor voltage conversion volume, then the volume passed CC7107-A\\D voltage converter voltage conversion put into digital and showed that achieve capacitance measurement.

We have reason to believe that with the continuous development of science and technology in electronic technology fields. capacity gauges -- capacitance measuring instrument will be used extensively; Capacitance measurement instrument will be toward more reasonable, more scientific and more applicable to the forward direction of development.

Key words: Multivibrator, 555 integrated circuits, digital control

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目 录

前言 ....................................................................................................................... 1 第1章 绪论 ....................................................................................................... 2 第1.1节 课题研究的可行性 ............................................................................ 3 第1.2节 课题研究的意义 ................................................................................ 4 第1.3节 课题的研究方案 ................................................................................ 5 第2章 系统总体设计概述 ............................................................................... 9 第2.1节 单元电路设计 .................................................................................. 10 第2.2节 系统总体结构框图 .......................................................................... 18 第2.3节 元器件清单 ...................................................................................... 20 第3章 总结与体会 ......................................................................................... 21 参考文献 ............................................................................................................. 23 致 谢 ................................................................................................................... 24

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前言

现代工业的发展，对工况参数的实时监测已显得越来越重要了，参数监测分电量和非电量两大类。对于非电量参数的测量，测量的成功与否决定于传感器的质量和对感应信号的提取。在各类非电量传感器中，电容传感器可以说是用得最普遍的一种了，在工业现场它作为流量、压力、位移、液位、速度、加速度等物理量的传感元件，应用已相当广泛。在煤炭行业，电容传感器在生产开采、安全监测及选煤自动化方面已大量应用，正确及时取得电容传感器的信号对监测监控有着重要的意义。

电容传感器主体由两个极板组成，结构简单，可组成平板、曲面、圆筒等多种形

式，极板一般由金属做成，能经受很大的温度变化及辐射等恶劣环境条件。 电容传感器由于受几何尺寸的限制，其容量都是很小的，一般仅几个pF到几十pF。因C太小，故容抗很大，为高阻抗元件；由于电容小，需要作用的能量也小，可动的质量也小，因而它的固有频率很高，可以保证有良好的动态特性。传感器的视在功率P=U20ωC，C很小，P也很小，这使它易受到外界的干扰，所以信号的提取比较困难。同时由于电容小，分布电容和寄生电容对灵敏度和测量精度都产生影响。 传统的测量方法采用模拟电路测量手段，主要有电桥电路（普通交流电桥、变压器电桥、双T二极管电桥）；脉冲宽度调制电路；调频电路等等。模拟测量方法电路环节多，容易受零漂温漂的影响，尤其对小电容的测量，更难保证测量精度。 数字化测量电容传感器容量，可使信号在传感器就地转换为数字信号后，进行远距离传输，转换电路简单性能稳定。比较电容法检测ΔCx，克服了导线电容分布电容等受环境变化而造成的影响，使检测信号真实可靠，系统抗干扰能力大为增强。两种方法在电容式煤粉仓粉位传感器的具体检测应用中，取得了满意的效果。

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