CN104111380B - 电感测量方法及测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电感测量方法及测量装置，该测量方法包括以下几个步骤：S1,HY12P66从PT2.2脚输出等宽方波；S2,等宽方波从PA6脚输入，然后通过开关网络由PA4脚输出，加在相互串联的标准电阻和被测电感上，在标准电阻上的电压为U1，在被测电感上的电压为U2；S3,将U1和U2通过网络开关送到MCU，MCU对U1和U2做真有效值变换；S4,MCU根据U1和U2变换后的数值，来控制开关网络，进而自动转换量程；S5,变为直流电压的U1和U2在MCU进行比例运算，通过A/D转换器发送给显示驱动器；S6，显示驱动器驱动显示器，显示测量结果。本发明提供的电感测量方法既迅速又精准。
Description
技术领域
本发明属于电性参数测量领域，尤其涉及一种电感测量方法及测量装置。
背景技术
电感是闭合回路的一种属性，当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流，这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，也就是电感。现有技术中，测量电感时需要特定的测量仪器，这些测量仪器结构较为复杂，成本较高。
现在，电流、电压和电阻的测量均能通过万用表完成，与单一共能的电压表、电流表和电阻表相比，将多种功能集于万用表，能够做到元器件的共享，节约资源，而且是测量操作更加简单快捷。同理，如果能将电感的测量技术与万用表结合，测量仪器之间公用一些元器件，就能大大简化测量仪器的结构，也方便测量操作。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种通过与万用表结合使用，来实现简化结构和简化操作的电感测量方法及测量装置。
为实现上述目的，本发明提供一种电感测量方法，包括以下几个步骤：
S1, HY12P66从PT2.2脚输出等宽方波；
S2,等宽方波从PA6脚输入HY12P66，然后通过开关网络由PA4脚输出，加在相互串联的标准电阻和被测电感上，在标准电阻上的电压为U1，在被测电感上的电压为U2；
S3, 将U1和U2通过网络开关送到HY12P66的MCU，MCU对U1和U2做真有效值变换；
S4, MCU根据U1和U2变换后的数值，来控制开关网络，进而自动转换量程；
S5,变为直流电压的U1和U2在MCU进行比例运算，然后通过A/D转换器发送给显示驱动器；
S6，显示驱动器驱动显示器，显示测量结果。
其中，在所述步骤1中输出的等宽方波，先进入通带滤波器，通带滤波器滤除方波中的谐波后，得到正弦波信号，再从PA6脚输入HY12P66。
其中，在所述S3, MCU对U1做真有效值变换，并将结果储存于U1电压交/直流转换寄存器中；MCU对U2做真有效值变换，并将结果储存于U2电压交/直流转换寄存器中；在所述S5中，先将运算结果储存于U1、U2比例运算结果寄存器中，再通过A/D转换器发送给显示驱动器。
其中，所述等宽方波为400Hz或800Hz。
其中，电感测量分为六档，即2mH，20mH，200mH，2H，20H和200H。
其中，所述U1电压交/直流转换寄存器、U2电压交/直流转换寄存器、U1、U2比例运算结果寄存器、A/D转换器、显示驱动器和开关网络均是在MCU的控制下工作。
本发明还提供一种电感测量装置，包括HY12P66、测量电路和显示器；所述HY12P66上设有PT2.2脚、PA6脚、PA4脚、第一RLU脚、第二RLU脚和PB0脚，所述PT2.2脚和PA6脚电连接；所述测量电路包括标准电阻和被测电感，所述标准电阻一端接在HY12P66的PA4脚上，另一端与被测电感的一端电连接，被测电感的另一端接HY12P66的第一RLU脚上；在标准电阻与被测电感之间引出两条电连接线，两条电连接线分别接在HY12P66的PB0脚和第二RLU脚上；所述HY12P66还设有显示器接脚，所述显示器接脚与显示器电连接。
其中，该电感测量装置还包括通带滤波器，所述通带滤波器电连接在PT2.2脚和PA6脚之间。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的电感测量方法，应用了HY12P66，HY12P66 的MCU能根据U1和U2来控制开关网络，进而自动转换量程，省去了人工转换量程的步骤，使电感的测量更加方便快捷；而且，本发明应用的HY12P66属于万用表专用芯片，也就是说本发明的电感测量方法能与万用表相结合，充分利用HY12P66的多种功能，简化测量仪器的结构；此外，HY12P66能够的精确采集电压值，且MCU对电压值的处理既迅速又高效，使本发明提供的电感测量方法既迅速又精准。
附图说明
图1为本发明的电感测量方法的流程图；
图2为本发明的电感测量装置的电路图；
图3为万用表利用比较法测量电阻的电路图。
主要元件符号说明如下：
1、测量电路 11、标准电阻
12、被测电感 2、HY12P66
211、MCU 212、A/D转换器
213、显示驱动器 214、U1电压交/直流转换寄存器
215、U2电压交/直流转换寄存器
216、U1、U2比例运算结果寄存器
217、开关网络 218、PT2.2脚
219、PA6脚 220、PA4脚
221、第一RLU脚 222、PB0脚
223、第二RLU脚 3、显示器
4、通带滤波器 5、被测电阻
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
本发明的电感测量方法，其主要思路是利用感抗测量的方法。万用表电感测量的线路不能很复杂，所以就只能做简单线路。因此，本发明以台湾纮康公司的HY12P66 2做测量平台，以实现万用表电感自动或手动量程的测量。
HY12P66 2是万用表专用芯片，内部有高性能、低功耗、带微处理器的模/数变换器，包含有8位微处理器即MCU211，低噪声、高稳定运算放大器，交流真有效值转换器，电压提升电路及稳压电源，高稳定带隙基准电源，自动量程转换及功能控制电路，蜂鸣器驱动电路，时钟振荡电路，背光显示控制电路，液晶显示驱动电路等。
本发明应用了HY12P66 2的部分功能：HY12P66 2有脉冲调制PWM输出，可以根据需要输出各种不同频率和不同脉冲宽度的方波；由于HY12P66 2带有微处理器，通过输入/输出口（I/O）可以进行逻辑功能控制，用MEA1〜MEA5脚进行编码的组合，就可以实现各种功能的测量，可以通过编码设置，构成全自动量程测量仪表或手动量程测量仪表；HY12P66 2内部有交流电压真有效值转换器，可将交流信号转换为直流信号；HY12P66 2是一次可编程（OTP）芯片，各种测量功能可以通过对芯片编写程序，实现各种测量功能的组合及对各个函数的计算，构成各种功能的万用表；HY12P66 2与24C02等EEPROM结合，可以实现万用表的自动校准。
参照图3，万用表电阻的测量采取比较法。在电阻测量时，使用的是直流电压，假设R1为标准电阻11，R2是被测电阻5，得：，，，因此得或。知道了U1和U2，就可以求得R2。
电感测量原理与HY12P66 2测量电阻的原理类似，不同的是电感测量使用交流电压，而不是直流电压。因此，就要将标准电阻11和被测电感12上所得的电压U1和U2由HY12P66 2先变为直流电压，再进行测量。
在图2中，……………………………………（1）
由(1)式得，…………………………………（2）
式中，当R1和f确定后，K为常数。式（2）就是HY12P66 2测量电感的原理。
具体来说，请参阅图1，本发明提供的电感测量方法，包括以下几个步骤：
S1, HY12P66 2从PT2.2脚218输出等宽方波；S2,等宽方波从PA6脚219输入HY12P66 2，然后通过开关网络217由PA4脚220输出，加在相互串联的标准电阻11和被测电感12上，在标准电阻11上的电压为U1，在被测电感12上的电压为U2；S3, 将U1和U2通过网络开关送到HY12P66 2的MCU211，MCU211对U1和U2做真有效值变换；S4, MCU211根据U1和U2变换后的数值，来控制开关网络217，进而自动转换量程；S5,变为直流电压的U1和U2在MCU211进行比例运算，然后通过A/D转换器212发送给显示驱动器213；S6，显示驱动器213驱动显示器3，显示测量结果。
相较于现有技术，本发明提供的电感测量方法应用了HY12P66 2，HY12P66 2 的MCU211能根据U1和U2来控制开关网络217，进而自动转换量程，省去了人工转换量程的步骤，使电感的测量更加方便快捷；而且，本发明应用的HY12P66 2属于万用表专用芯片，也就是说本发明的电感测量方法能与万用表相结合，充分利用HY12P66 2的多种功能，简化测量仪器的结构；此外，HY12P66 2能够的精确采集电压值，且MCU211对电压值的处理既迅速又高效，使本发明提供的电感测量方法既迅速又精准。
在本实施例中，在步骤1中输出的等宽方波，先进入通带滤波器4，通带滤波器4滤除方波中的谐波后得到正弦波，再从PA6脚219输入HY12P66 2。通带滤波器4能够滤除谐波，从而提高测量精度。实际上，也可以不用通带滤波器4，只是精度会降低。
在本实施例中，在S3, MCU211对U1做真有效值变换，并将结果储存于U1电压交/直流转换寄存器214中；MCU211对U2做真有效值变换，并将结果储存于U2电压交/直流转换寄存器215中；在S5中，先将运算结果储存于U1、U2比例运算结果寄存器216中，再通过A/D转换器212发送给显示驱动器213。设有独立的U1电压交/直流转换寄存器214、U2电压交/直流转换寄存器215和U1、U2比例运算结果寄存器216，各寄存器各自存储对应的数据，使运算高效精准。
在本实施例中，HY12P66 2从PT2.2脚218输出等宽方波为400Hz或800Hz。电感测量分为六档，即2mH，20mH，200mH，2H，20H和200H。当然，这仅是本发明的一个具体实施例，本发明输出的等宽方波的规格，以及电感测量的档位并不仅限于此。
在本实施例中，U1电压交/直流转换寄存器214、U2电压交/直流转换寄存器215、U1、U2比例运算结果寄存器216、A/D转换器212、显示驱动器213和开关网络217均是在MCU211的控制下工作。各个功能部件，均在MCU211的调控下，高效有序的运行，使本发明的测量高效精准。
请参阅图2，本发明还提供一种电感测量装置，包括HY12P66 2、测量电路1和显示器3；HY12P66 2上设有PT2.2脚218、PA6脚219、PA4脚220、第一RLU脚221、第二RLU脚223和PB0脚222，PT2.2脚218和PA6脚219电连接；测量电路1包括标准电阻11和被测电感12，标准电阻11一端接在HY12P66 2的PA4脚220上，另一端与被测电感12的一端电连接，被测电感12的另一端接HY12P66 2的第一RLU脚221上；在标准电阻11与被测电感12之间引出两条电连接线，两条电连接线分别接在HY12P66 2的PB0脚222和第二RLU脚223上；HY12P66 2还设有显示器接脚，显示器接脚与显示器3电连接。该电感测量装置还包括通带滤波器4，通带滤波器4电连接在PT2.2脚218和PA6脚219之间。
本发明还提供的电感测量装置，其工作原理为：
利用HY12P66 2有脉冲输出的功能，使其输出400Hz或800Hz的方波，将此方波用通带滤波器4滤除方波的多次谐波，得到400Hz或800H的正弦波信号。将此信号加在标准电阻11和被测电感12上，标准电阻11和被测电感12上得到的交流电压，同时送入HY12P66 2。HY12P66 2将此两信号进行交/直流变换，用标准电阻11上的电压与电感上的电压进行比较，得到被测电感12的电感值，该电感值显示在显示器3上。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电感测量方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
S1, HY12P66从PT2.2脚输出等宽方波；
S2,等宽方波从PA6脚输入HY12P66，然后通过开关网络由PA4脚输出，加在相互串联的标准电阻和被测电感上，在标准电阻上的电压为U1，在被测电感上的电压为U2；
S3, 将U1和U2通过网络开关送到HY12P66的MCU，MCU对U1和U2做真有效值变换；
S4, MCU根据U1和U2变换后的数值，来控制开关网络，进而自动转换量程；
S5,变为直流电压的U1和U2在MCU进行比例运算，然后通过A/D转换器发送给显示驱动器；
S6，显示驱动器驱动显示器，显示测量结果。
2.根据权利要求1所述的电感测量方法，其特征在于，在所述S1中输出的等宽方波，先进入通带滤波器，通带滤波器滤除方波中的谐波后，得到正弦波信号，再从PA6脚输入HY12P66。
3.根据权利要求1所述的电感测量方法，其特征在于，在所述S3, MCU对U1做真有效值变换，并将结果储存于U1电压交/直流转换寄存器中；MCU对U2做真有效值变换，并将结果储存于U2电压交/直流转换寄存器中；在所述S5中，先将运算结果储存于U1、U2比例运算结果寄存器中，再通过A/D转换器发送给显示驱动器。
4.根据权利要求1所述的电感测量方法，其特征在于，所述等宽方波为400Hz或800Hz。
5.根据权利要求1所述的电感测量方法，其特征在于，电感测量分为六档，即2mH，20mH，200mH，2H，20H和200H。
6.根据权利要求3所述的电感测量方法，其特征在于，所述U1电压交/直流转换寄存器、U2电压交/直流转换寄存器、U1、U2比例运算结果寄存器、A/D转换器、显示驱动器和开关网络均是在MCU的控制下工作。
7.一种电感测量装置，其特征在于，包括HY12P66、测量电路和显示器；所述HY12P66上设有PT2.2脚、PA6脚、PA4脚、第一RLU脚、第二RLU脚和PB0脚，所述PT2.2脚和PA6脚电连接；所述测量电路包括标准电阻和被测电感，所述标准电阻一端接在HY12P66的PA4脚上，另一端与被测电感的一端电连接，被测电感的另一端接HY12P66的第一RLU脚上；在标准电阻与被测电感之间引出两条电连接线，两条电连接线分别接在HY12P66的PB0脚和第二RLU脚上；所述HY12P66还设有显示器接脚，所述显示器接脚与显示器电连接。
8.根据权利要求7所述的电感测量装置，其特征在于，该电感测量装置还包括通带滤波器，所述通带滤波器电连接在PT2.2脚和PA6脚之间。
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