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题名数字控制LCR电桥测量仪的研制
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作者
荣军
陈松
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机构
湖南理工学院科学与工程学院
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出处
《实验室研究与探索》
北大核心
2025年第6期66-70,133,共6页
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基金
湖南省普通高等学校教学改革研究项目(202401001137)。
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文摘
针对目前市场上LCR电桥测量仪价格昂贵且设计复杂的问题,提出了一种基于伏安法、自由轴法、相敏检波法和开尔文四线测量法的低成本、高精度LCR数字电桥设计方案。该系统的核心控制与数据处理单元采用STM32F407微控制器,信号输入源采用直接数字频率合成(DDS)技术,测量单元采用半桥电路结构。正弦信号经过低通滤波后输入至半桥电路,运算放大器对半桥电路两端的电压进行缓冲放大,随后通过模拟开关切换至后级的滤波与放大电路进行信号处理。处理后的信号经由开关式相敏检波器进行检波,将被测信号的实部与虚部分量分别转换为对应的直流信号,最终通过高精度模数转换器ADS112C04采集直流信号,计算得到被测元件的类型及其参数。经过严格的实验测试,所设计的LCR电桥在测量电阻、电容和电感时误差控制在5%以内。此外,该系统还实现了自动识别元件类型、自动选择量程以及自动调零等功能。显著提升了测量效率与精度。由于其低成本、高精度及多功能特性,该LCR数字电桥可广泛应用于高校电子测试实验中,为电子测量实验提供了可靠的硬件支持。
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关键词
LCR电桥
自由轴法
相敏检波
Ⅰ/Ⅴ变换
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Keywords
LCR bridge
free axis method
phase sensitive detection
I/V conversion
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分类号
G482
[文化科学—教育技术学]
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