1、前言 第 1 页（共 42 页） 基于单片机的电容测试仪设计基于单片机的电容测试仪设计 前言前言 目前，随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐 渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电容的大小。 在电子产品的生产和维修中，电容测量这一环节至关重要，一个好的电子产品应 具备一定规格年限的使用寿命。因此在生产这一环节中，对其产品的检测至关重要， 而检测电子产品是否符合出产要求的关键在于检测其内部核心的电路， 电路的好坏决 定了电子产品的好与坏， 而电容在基本的电子产品的集成电路部分有着其不可替代的 作用。同样，在维修人员在对电子产品的维修中，电路的检测是最基本的，有时需要 检
2、测电路中各个部件是否工作正常，电容器是否工作正常。因此，设计可靠，安全， 便捷的电容测试仪具有极大的现实必要性。 基于单片机的电容测试仪设计 第 2 页（共 42 页） 1 1 选题背景选题背景 1.1.1 1 电容测试仪的发展历史及研究现状电容测试仪的发展历史及研究现状 当今电子测试领域，电容的测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。 电容通常以传感器形式出现，因此，电容测量技术的发展归根结底就是电容传感器的 发展。由最初的用交流不平衡电桥就能测量基本的电容传感器。最初的电容传感器有 变面积型，变介质介电常数型和变极板间型。现在的电容式传感器越做越先进，现在 用的比较多的有容栅式电容传
3、感器，陶瓷电容压力传感器等。电容测量技术发展也很 快现在的电容测量技术也由单一化发展为多元化。 现在国内外做传感器的厂商也比较 多,在世界范围内做电容传感器做的比较好的公司有：日本 figaro、德国 tecsis、美国 alphasense。中国本土测量仪器设备发展的主要瓶颈。尽管本土测试测量产业得到了 快速发展，但客观地说中国开发测试测量仪器还普遍比较落后。每当提起中国测试仪 器落后的原因，就会有许多不同的说法，诸如精度不高，外观不好，可靠性差等。实 际上，这些都还是表面现象，真正影响中国测量仪器发展的瓶颈为： 1.测试在整个产品流程中的地位偏低。由于人们的传统观念的影响，在产品的制 造流
4、程中，研发始终处于核心位置，而测试则处于从属和辅助位置。关于这一点，在 几乎所有的研究机构部门配置上即可窥其一斑。这种错误观念上的原因，造成整个社 会对测试的重视度不够，从而造成测试仪器方面人才的严重匮乏，造成相关的基础科 学研究比较薄弱，这是中国测量仪器发展的一个主要瓶颈。实际上，即便是研发队伍 本身，对测试的重视度以及对仪器本身的研究也明显不够。 2.面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。本土仪器设备厂商只是重 研发，重视生产，重视狭义的市场，还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应 用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用，但无法满足目前 整体解方案流行年代的
5、需求。所以，为了快速缩小与国外先进公司之间的差距，国内 仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。 特别是随着国 内应用需求的快速增长，为这一过渡提供了根本动力，应该利用这些动力，跟踪应用 技术的快速发展。 3.缺乏标准件的材料配套体系。由于历史的原因，中国仪器配套行业的企业多为 良莠不齐的小型企业，标准化的研究也没有跟上需求的快速发展，从而导致仪器的材 选题背景 第 3 页（共 42 页） 料配套行业的技术水平较低。虽然目前已有较大的改观，但距离整个产业的要求 还有一定距离，所以，还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。还有，在技术 水平没有达到的条件下，一味地追求精度
6、或追求高指标，而没有处理好与稳定性之间 的关系。上述这些都是制约本土仪器发展的因素。 近年来我国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视， 状况有了很 大改观。测试仪器行业目前已经越过低谷阶段，重新回到了快速发展的轨道，尤其最 近几年，中国本土仪器取得了长足的进步，特别是通用电子测量设备研发方面，与国 外先进产品的差距正在快速缩小，对国外电子仪器巨头的垄断造成了一定的冲击。随 着模块化和虚拟技术的发展，为中国的测试测量仪器行业带来了新的契机，加上各级 政府日益重视，以及中国自主应用标准研究的快速进展，都在为该产业提供前所未有 的动力和机遇。从中国电子信息产业统计年鉴中可以看出，中国的测试测量仪器每年 都以超过 30%以上的速度在快速增长。 在此快速增长的过程中， 无疑催生出了许多测 试行业新创企业，也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品。 1.1.2 2 现今的电容测量技术手段现今的电容测量技术手段 电容器作为非常重要的一个电学元件在现代电子技术中有着非常广泛的用途， 电 容定义为： 电容器所带的电荷量 Q 与电容器两极板间的电势差 U 的比值， 即： Q C U
