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仿制矿石许剑伟老师的数字电桥程序

软件类型:国产软件 授权方式:共享软件 界面语言:简体中文 软件大小:0.05 MB 文件类型:.rar 运行环境:Win2003,WinXP,Win2000,Win9X 软件等级:★★★☆☆ 发布时间:2015-10-31 官方网址:http:// 演示网址:http:// 下载次数:
软件介绍
仿制了一个矿石许剑伟老师的数字电桥,精度比我想象的好,还在进一步的校准中,先放上来秀秀。
首先感谢许剑伟分享的资料,更感谢冯老师友情赠送的PCB和元件。使得本次仿制基本一次成功。


我整理的装配注意事项
安装注意事项:
电阻的选配:R9-R12(2K)需要挑选到0.3%;R9和R12挑选到0.1%,
R13-R16(10K)需要挑选到0.3%;R13和R16挑选到0.1%
(实际建议 R9—R10配对,R11—R12配对;R13—R14配对,R15—R16配对,最好四配对) 
Ra1-Ra4挑选到0.3%(精度尽量高);
R20和R21配对比值8:1,比值精度0.3%,温飘25PPM。
R30和R29配对比值2:1,比值精度0.3%,温飘25PPM。
        其余电阻全部使用1%电阻,温飘小于25PPM
电容选择:
其中 CA1-CA6使用CBB或者独石电容,高频性能要好。
其余电容使用聚酯电容,容量误差小于5%。

C23使用铝电解电容,不要使用钽电容。
一、按键和菜单功能(LCD1602版):
【F】键:频率切换,100Hz、7.8kHz时,相应指示灯亮起,1kHz时不亮
【Rng】键:量程切换,20  1K  10K  100K  4个指示灯轮跳
【X】键切换“串联与并联”模式,
【C】键开路、短路清零,
【L】键取消开路、短路清零(开路、短路清零数据同时置0)。
屏幕信息:
第一行:Zs:串联法;Zp:并联法。R:电阻分量; X电抗分量。串联模式:两个数值的单位相同,显示在行末。并联模式:两个数字都有各自的单位。
第二行:前两位指示当前档位。字母表示测试频率A:100 Hz;B:1kHz;C:7.8kHz,数字表示量程档位  1:20R;2:1k;3:10k;4:100k。
接来的两个数表示电容(或电感量)和Q值。
菜单:LCD1602版,使用(【Menu】+【Rng】)进入菜单: 先按Menu,然后按下Rng? 
菜单意义:
菜单1(【Menu】+【X】键):这是开机启动默认菜单
菜单2 (【Menu】+【R】键) 显示上下桥臂测量所采用的运放增益。上臂增益“up:X”,下臂增益后“dw:X”。 
  菜单3 (【Menu】+【L】键):调试菜单,显示AD的读值,在此菜单下,可以检测检波非线性。
1键(【X】键):增益切换键,LCD1602版直接将切换结果显示在屏幕上。
3键(【L】键):【K3】切换键,LCD1602版直接将切换结果显示在屏幕上。显示上下桥臂的AD读数。
4键(【C】键):相位旋转键,LCD1602版直接将切换结果显示在屏幕上。相位旋转的顺序是0度、180度、90度、270度
菜单6(Menu+F):频率修正。修正值= (实际测量值-理论频率值) /理论频率值*10000
例:确定方法:用准确的频率计,测量出7.8kHz时,TL081第1脚的输出频率f=7817.5。
理论频率是:f0=62500/8=7812.5Hz 
修正值为:(f-f0)/f0=((7817.5-7812.5) / 7812.5)*10000 =6,那么频率修正应为6  用【R】键和【X】修改为6。
菜单7(Menu+Rng键): 校准菜单
首次使用时,先进入本菜单,连续按【C】键(清除键)5次,系统加载默认参数值,完成后按【L】键保存。注:必须准确的5次。如果对LCR表的精度要求不高,直接采用默认值即可。
用【Q】键(向左)和【F】键(向右)切换校准项; 【X】键(增加),【R】键(减少):改变数值。【L键】:保存。【Rng键】:快速校准时使用
各参数含义:
Z0、Z1、Z2分别是100Hz、1kHz、7.8kHz下的零点校准值,单位是“字”
R1X—R4X是V/I变换器4个量程的相位补偿值,单位是0.0005弧度
G1X—G2X是3倍、9倍可控增益运放的相位补偿。单位是“0.0005弧度”
R1—R4是V/I变换器4个量程下臂电阻校准。单位是0.01%
G1—G2是3倍、9倍可控增益运放的增益校准。单位是0.01%
phX是1kHz档的相位校准。单位是“0.0005弧度”。
R4b是7.8kHz频率100k档增益校准。
G2b是7.8kHz频率9倍放大增益校准。
AK是AD非线性矫正参数
二、校准LCR表
2.1准备工作:准备6只经过标定的“标准”电阻, 20欧、1k、10k、100k (校准V/I变换器最好使用高精度0.01%的电阻);3.3k、9k欧(校准可控增益放大器)
2.2、校准  信号源输出幅度: 
100Hz,有效值140mV,峰峰值200mV
1kHz,有效值130mV,峰峰值180mV
7.813kHz,有交值134mV,峰峰值190mV
在1kHz和7.8kHz下、分别在相应的档位接入20、1k、10k、100k被测电阻,用“【M】+【R】”键进入检查菜单,显示为“1,1”或“0,0”说明上下桥臂相对平衡,且信号放大采用了同一增益。如果是“1,0”或“0,1”说明信号幅度不正确。
在1kHz和7.8kHz下,1k档接入9k电阻,应是“0,2”,接入3.3k电阻应是“0,1”。当信号源的CD4052的导通电阻加限流电阻不等于两倍下臂电阻时(如导通电阻过大可能引起这个问题),1k档增益态有可能不满足上述要求,此时可调节Rb2电阻或更换CD4052。
•校准时,不得有开路、短路清零数据。
2.3  分项校准
【Menu】+【Rng】进入校准菜单(菜单7)后,依次进行下列各项校准,校准必须符合下列顺序。
1、 Z0校准:接入20欧标准电阻,(按Rng进入测量值显示状态?),频率、量程档位会自动切换。
屏幕显示第一行:       Z0 :20 
屏幕显示第一行:       76.00O  X+  R-
,按X或R键进行参数增减,默认值为  76  用【X】或【R】键进行参数增减, 使读值为20.00o,按Rng退出本项校准。(须调校)
2、Z1校准:Z0校准后按【F】进入Z1校准(保持20R标准电阻),完成后按Rng退出本项校准。其他方法同Z0(须调校)
3、Z2校准:Z1校准后按【F】进入Z2校准(保持20R标准电阻),完成后按Rng退出本项校准。其他方法同Z0。(须调校)
这里要请教许老师:

?这里的校准调整是读值为20.00是否正确,为何默认值为76,这里输入的参数是绝对值还是偏差值?这里量程是否应该自动切换到对应的档位?如Z1是否切换到1khz,1k量程档?

4、R1校准,接入已标定的20欧电阻,默认值 R1 =0; 校准方法同Z0(需要注意,这里调整的是偏差值Z0调整的是绝对值)。
5、R1X校准,接入20欧电阻,调到Q值为0。 (建议校准,通常为0或-1) 默认值-1; 
6、R2校准,接入已标定的1k欧电阻,默认值 R2 =0; 校准方法同R1。
7、R2X校准,接入1k欧电阻,调到Q值为0(或调到电抗电抗为0)。默认值=0; (建议校准,通常为0或-1)
8、R3校准,接入已标定的10k欧电阻,默认值R3 =0;校准方法同R1。
9、R3X校准,接入10k欧电阻,调到电容视值为开路残余电容。 (须校准,约为3) 执行默认值即可
10、R4校准,接入已标定的100k欧电阻,默认值R4 =0;校准方法同Z0(需要注意,这里调整的是偏差值Z0调整的是绝对值,请许老师确认下这里的理解是否对?)。
11、R4X校准,接入100k欧电阻,校准方法同R3X。(须校准,约为48左右) 执行默认值即可
12、R4b校准,是7.8kHz频率100k档增益补偿。同R4校准,只是频率是在7.8kHz  (这里档位切换是否需要手工切换到7.8kHz再校准?)
13、G1校准,接入已标定的3.3k欧电阻,校准方法同Z0。
14、G1X校准,接入3.3k欧电阻,校准方法同R3X。(须校准,约为36左右)
15、G2校准,接入已标定的9k欧电阻,校准方法同Z0。
16、G2b校准,是7.8kHz频率9倍放大增益补偿。同G2校准,只是频率是在7.8kHz
17、G2X校准,接入9k电阻,校准方法同R3X。(须校准,约为34左右)
18、phX校准,是1kHz各档的相位校准。默认值为0。接上1k电阻,在1kHz、1k欧档测量,如果Q值不为0,可以微调整该参数使Q值为0,通常调整1字或0字。
19、AK校准,12年1月份之前的STC片子,AK置零即可。12年1月份的STC片子,AK取值5至30之间。1kHz下,20R档四线法接入25欧电阻或10k档接入12.7k电阻,如果误差超过0.1%(这个月份的片子有的可误差高达0.5%),则需设置AK参数,以解决AD的非线性问题。
全部校准完成后,务必按【L】键保存。然后 Menu】+【X】退出校准状态。
•以上参数默认值:
Z0=76,Z1=76,Z2=70
R1X=-1,R2X=0,R3X=3,R4X=48,G1X=36,G2X=34
R1 =0,R2 =0,R3 =0,R4= 0,G1 =0,G2 =0,phX=0,R4b=0,G2b=0。

安装过程出现的问题和解决:
输出波形不对,7.8K档输出幅度极小----我的8550(V3)是BCE排列的,更换后解决。
开机不断鸣响,按键反应慢----轻触开关【X】【R】方向装错短路。
晶振并联电容取39K,基本覆盖多数晶振和新老版本的芯片
注意档位发光二极管的方向,好像箭头方向是负极


蓝色部分是我自己的安装记录。黑色的部分整理自许老师的帖子


经过反复测试,基本确定这个电桥可以达到0.3%精度。
实测误差总是小于0.2%
要达到这个精度,需要进行逐档校准。不进行逐档校准,精度按0.5%
要达到0.3%精度,须进行幅值校准6个档,即20欧、1k、10k、100k及3倍增益档、9倍增益档。
相位至少需要校准三个档位:100k档、3倍增益档、9倍增益档
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