电子元器件之电阻器、电容器、电感器
第一部分电阻器系列
1、概述
电阻器是电子电路中应用最广泛的基本元器件之一，在电子设备中约占元件总数的30%以上，其性能的好坏对电路工作的稳定性有极大影响。
1.1定义
电阻器，简称电阻（Resistor，通常用“R”表示），是指具有一定阻值，一定几何形状，一定技术性能的在电路中起特定作用的元件。
1.2作用
在电子设备中，电阻器主要用于稳定和调节电路中的电流和电压，其次还可作为消耗电能的负载、分流器、分压器、稳压电源中的取样电阻、晶体管电路中的偏执电阻等。
1.3单位
电阻器的基本单位是欧姆，用希腊字母Ω表示。在实际应用中，常常使用由Ω导出的单位，如千欧（kΩ），兆欧（MΩ）等。
2、分类
电阻器种类繁多，形状各异，有多种分类方法。
2.1按结构分：
2.1.1固定电阻器
2.1.2可变电阻器：有滑线变阻器和电位器。
滑线变阻器电位器
2.1.3敏感电阻器：有热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻、湿敏电阻、气敏电阻等。
2.2按外形分：有圆柱型、圆盘型、管型、方型、片状、纽扣状电阻。
2.3按材料分：
2.3.1合金型：用块状电阻合金拉制成合金线或碾成合金箔片，制成电阻。如线绕电阻，精密合金箔电阻等。
2.3.2薄膜型：在玻璃或陶瓷基体上沉积一层电阻薄膜，膜的厚度一般在几微米以下。薄膜材料有碳膜、金属膜、化学沉积膜、金属氧化膜等。
2.3.3合成型：电阻体由导电颗粒（石墨、碳黑）和有机（无机）粘接剂混合而成，可以制成薄膜或实芯两种类型。
碳膜电阻金属膜电阻水泥电阻
2.4按安装方式分，有插件电阻和贴片电阻。
插件电阻贴片电阻
2.5按用途分：
2.5.1普通型(通用型)：适用于一般技术要求的电阻，功率在0.05～2W之间，阻值为1Ω～22MΩ，偏差为±5～±20%。
2.5.2精密型：功率小于2W，阻值为0.01Ω～20MΩ，偏差为2%～0. 001%。
2.5.3功率型：功率在2～200W之间，阻值0.15～1MΩ，精度±5～20%，多为线绕电阻，不宜在高频电路中使用。
2.5.4高压型：适用于高压装置中，工作在1000V～100KV之间，高的可达35GV，功率在0. 5～100W之间，阻值可达1000 MΩ。
2.5.5高阻型：阻值在10 MΩ以上，最高可达1014Ω
2.5.6高频型(无感型)：电阻自身电感量极小，又叫无感电阻，阻值小于1kΩ，功率可达100W，用于频率在10MHz以上电路。
2.5.7保险型：采用不燃性金属膜制造，具有电阻与保险丝的双重作用，阻值范围为0.33Ω～10 KΩ。当实际功率为额定功率30倍时，7s断，当实际功率是额定功率12倍时，30～120s断。
2.5.8熔断型：可分为一次性熔断型和可恢复式熔断型。
热敏电阻光敏电阻熔断电阻
2.6按引线形式分：有轴向引线型、同向引线型、径向引线型和无引线型电阻。3、图形符号
4、型号命名法
国产电阻器、电位器、电容器型号命名法根据部颁标准（SJ-73）规定，电阻器、电位器的命名由下列四部分组成：
第一部分（主称）：用字母表示，表示电阻的名字。
第二部分（材料）：用字母表示，表示电阻体的组成材料。
第三部分（分类特征）：一般用数字表示，个别类型用字母表示，表示电阻的类型。
第四部分（序号）：用数字表示，表示同类产品中不同品种，以区分产品的外型尺寸和性能指标等。
一般大型电阻器标出材料、阻值、功率、偏差，标的顺序是：
小电阻只标阻值与偏差，材料由表体颜色表示，功率由尺寸大小估计。
它们的型号及意义见下表:
第1部分：主称第2部分：材料第3部分：特征分类第4部分：序号
符号意义符
号
意义符号意义
电阻器电位器
R 电阻器 T 碳膜 1 普通 普通
对主称、材料相同，仅性能指标、尺寸大小有差别，但基本不影响互换使用的产品，给予同一序号；若性能指标、尺寸大
小明显影响互换使用时，则在序号后面用大写字母作为区别代号。
W 电位器 H 合成膜
2
普通 普通
S 有机实芯 3 超高频 ―― N 无机实芯 4 高阻 ―― J 金属膜 5 高温 ―― Y 氧化膜 6 ―― ―― C 沉积膜
7
精密 精密 I 玻璃釉膜 8 高压 特殊函数 P 硼碳膜 9 特殊 特殊 U 硅碳膜 G 高功率 ―― X 线绕 T 可调 ―― M 压敏 W ―― 微调 G 光敏 D ――
多圈
R 热敏 B 温度补偿用 ――
C 温度测量用 ―― P 旁热式 ―― W 稳压式
――
Z
正温度系数 ――
5、主要技术指标
电阻器的主要技术指标有额定功率，标称阻值，允许偏差，温度系数，非线性度，噪声系数等项。由于电阻器表面积有限，一般只标明阻值，精度，材料和额定功率，而对于小于0.5W 的小电阻，通常只标明阻值和精度，材料及功率由外形颜色和尺寸判断。
5.1标称阻值：即标称在电阻器上的电阻值。单位有Ω,k Ω,M Ω。标称值是根据国家制定的标准系列标注的。
常见标称值系列：
5.2允许误差：电阻器的实际阻值对于标称值的最大允许偏差范围，即标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数，称为允许误差。
电阻的精度等级如下表：
偏差百分数％ ±0.1 ±0.25 ±0.5 ±1 ± 5
±10
±20
+20 -10 字母代号 B C D F J K M 曾用符号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
备注
精密元件 一般元件
5.3额定功率：指在规定的环境温度下，假设周围空气不流通，在长期连续工作而不损坏或基本不改变电阻器性能的情况下，电阻器上所允许消耗的最大功率。
电阻器的额定功率不是电阻器在实际工作时所必须消耗的功率，而是电阻器在工作时，允许消耗功率的限制。
在线路图中，常用下列符号表示电阻器及其功率（功率1W 或大于1W 的电阻器，一律以阿拉伯数字标出）。
允差 E24 ±5% E12 ±10% E6 ±20%
E24 ±5% E12 ±10% E6 ±20% 阻 值 系 列
1. 0 1. 1 1. 2 1. 3 1. 5 1. 6 1. 8
2. 0 2. 2 2. 4 2. 7
3. 0
1. 0 1. 2 1. 5 1. 8
2. 2 2. 7
1. 0 1. 5
2. 2
3. 3 3. 6 3. 9
4. 3 4. 7
5. 1 5. 6
6. 2 6. 8
7. 5
8. 2
9. 1
3. 3 3. 9
4. 7
5. 6
6. 8 8. 2
3. 3
4. 7 6. 8
常用电阻器功率与外形尺寸 名称
型号
额定功率
外形尺寸 最大直径
最大长度 超小型碳膜电阻 RT13 0.125 1.8 4.1 小型碳膜电阻 RTX 0.125 2.5 6.4 碳膜电阻 RT 0. 25 5.5 18.5 碳膜电阻 RT 0.5 5.5 28.0 碳膜电阻 RT 1 7.2 30.5 碳膜电阻 RT 2 9.5 48.5 金属膜电阻 RJ 0. 125 2.2 7.0 金属膜电阻 RJ 0. 25 2.8 8.0 金属膜电阻 RJ 0.5 4.2 10.8 金属膜电阻 RJ 1 6.6 13.0 金属膜电阻
RJ
2
8.6
18.5
注：有些RT 型电阻的型号后标有0.25，0.5等数值，如RT0.25，RT0.5等，该数值表额定功率
5.4额定电压：由阻值和额定功率换算出的电压：*U P R 。
5.5极限电压：电阻两端电压增加到一定数值时，会发生电击穿现象，使电阻损坏，这个电压即电阻的极限电压。它取决于电阻的外形尺寸及工艺结构。
一般常用电阻器功率与极限电压如下： 0.25W ——250V ；0.5W ——500V ；1～2W ——750V
5.7温度系数：即温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化。所有材料的电阻率，都随温度而变化，在衡量电阻温度稳定性时，使用温度系数：
()
21
1211/r R R C R t t α-=
?-
式中r α为电阻温度系数，单位为1/C ?，1R 、2R 分别是温度为1t 、2t 时电阻的电阻值，单位为Ω。温度系数越小，电阻的稳定性越好。
阻值随温度升高而增大的为正温度系数，反之为负温度系数。
5.8老化系数：电阻器在额定功率长期负荷下，阻值相对变化的百分数，它是表示电阻器寿命长短的参数。
5.9非线性：流过电阻的电流与加在两端的电压不成正比变化时，称为非线性。电阻的非线性用电压系数表示，即在规定电压范围内，电压每改变1V ，电阻值的平均相对变化量。
()
21
121100%R R K R U U -=
?-
式中2U 为额定电压，1U 为测试电压；1R ，2R 分别是在1U ，2U 条件下所测电阻。 5.10噪声：噪声是产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏，包括热噪声和电流噪声两部分。
任何电阻都有热噪声，它是由电子在导体中无规则运动而造成的，与导体的材料、形状无关，主要由温度引起，降低电阻工作温度，可以减少热噪声。
电流噪声是由导电微粒与非导电微粒之间的碰撞引起的，与电阻材料的微观结构有关。
6、阻值的标注方法
6.1直标法：用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值，其允许误差直接用百分数表示，若电阻上未注偏差，则均为±20%。直标法中可用单位符号代替小数点。
直标法一目了然，但只适用于较大体积元件，且国际上不能通用。
6.2文字符号法：用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值，其允许偏差也用文字符号表示。符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值。
6.3数码法：在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法。数码从左到右，第一、二位为有效值，第三位为指数，即零的个数。偏差通常采用文字符号表示。
6.4色标法：用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差。国外电阻大部分采用色标法。它分两种：分别为4环电阻和5环电阻。
当电阻为四环时，最后一环必为金色或银色，前两位为有效数字，第三位为乘方数，第四位为偏差。
当电阻为五环时，最后一环与前面四环距离较大。前三位为有效数字，第四位为乘方数，第五位为偏差。
用于电阻标注时，还常用背景颜色区别材料，用浅色（淡绿色、浅棕色）表示碳膜电阻，红色（或浅兰色）表示金属膜或氧化膜电阻，深绿色表示线绕电阻。
7、常见电阻器介绍
7.1碳膜电阻器（RT）
碳膜电阻是在陶瓷管架上高温沉积碳氢化合物电阻材料，并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成的。它是一种膜式电阻器，
其表面常涂以绿色保护漆。碳膜的厚度决定阻值的大小，通常通过控制膜的厚度和刻槽来控制电阻器。
碳膜电阻器的特性：
?良好的稳定性：极限电压高，电压的改变对阻值的影响极小，且具有负温
度系数。
?高频特性好：可制成高频电阻器和超高频电阻器。
?固有噪声电动势小，在10UV/V以下。
?工作温度范围广：-55℃～+155℃
?阻值范围宽，一般为1Ω~10M。
?额定功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W。
?包装方式有带装、散装
?应用范围非常广泛，适用于交流、直流和脉冲电路。
碳膜电阻是引线式电阻，方便手工安装及维修，而且是引线电阻中价格最低廉的，因此多用在一些如电源、适配器之类低价的低端产品或早期设计的产品中。
7.2金属膜电阻器
陶瓷管架上用真空蒸发或烧渗法形成金属膜
（镍铬合金）。
金属膜电阻器分为普通金属膜电阻器；半精密金属膜电阻器；低阻半精密金属电阻器；高精密金属膜电阻器；高阻金属膜电阻器；高压金属膜电阻器；超高频金属膜电阻器和无引线精密金属膜电阻器等多种类型。
金属膜电阻器的特性：
?功率负荷大、温度系数小、电流噪声小
?稳定性能高，耐热，高频特性好
?体积小、精度高（0.05％～0.5％）、阻值范围宽（1Ω～620MΩ）
?多种包装形式（带装、散装）
?成本较高，常作为精密和高稳定性的电阻器而广泛应用，同时也通用于各
种无线电电子设备中。
7.3绕线电阻器
线绕电阻是一种在绝缘的核芯外面缠绕镍-铬合金等金属丝制成的电阻，为防潮和避免线圈松动，其外层用被釉
（玻璃釉、法郎或漆）涂覆加以保护。分固定式和可调试两种。通过调整缠绕金属丝的长度，可以精确调整电阻的阻值；而通过增大电阻丝直径的方法，还可以制成大功率的电阻。
线绕电阻器的特性：
?阻值精度极高（高达0.1%）
?工作时噪声小、稳定可靠
?能承受高温，在环境温度170℃下仍能正常工作
?体积大、阻值较低，多在100KΩ以下。
?通常在大功率电路中用于降压或负载等，不能在高频电路中使用。
7.4水泥电阻
水泥电阻的外侧主要是陶瓷材质。将电阻
线绕在无碱性耐热瓷件上，外面加上耐热、耐
湿及耐腐蚀的材料保护固定，并把绕线电阻体
放入方形瓷器框内，用特殊不燃性耐的热水泥
充填密封而成。
水泥电阻的特点：
?瓷棒上绕线有耐震、耐湿，低价格等特性。
?后接头电焊，能制出精确电阻值及延长寿命。
?高电阻值采用金属氧化皮膜体代替绕线方式制成。
?耐热性好，电阻温度系数小，呈直线变化。
?耐短时间超负载，低杂音，阻值经年无变化。
?防爆性能好，起保护作用。
水泥电阻的缺点：
?体积大。
?使用时发热量高，不易散发。
?精密度往往不能满足使用要求等。
水泥电阻的用处：通常用于功率大，电流大的场合。而由于它完全绝缘，还可适用于印刷电路板。
7.5熔断电阻器
熔断电阻器，是一种具有电阻器和熔断器双重作用的特殊元件，可分为可恢复式熔断电阻器和一次性熔断电阻器两种。
可恢复式熔断电阻器是将普通电阻器（或电阻丝）用低熔点焊料与弹簧式金属片（或弹性金属片）串联焊接在一起后，再密封在一个圆柱形或方形外壳中。外壳有金属和透明塑料等。在额定电流内，可恢复式熔断电阻器起固定电阻器作用。
一次性熔断电阻器则按电阻体使用材料可分为线绕式熔断电阻器和膜式熔断电阻器（目前使用最多的熔断电阻器）。
7.6敏感电阻器
敏感电阻是指那些电阻特性对外界温度、电压、机械力、亮度、湿度、磁通密度、气体浓度等物理量反映敏感的电阻元件。
A. 热敏电阻
热敏电阻通常由单晶或多晶等半导体材料构成，是以钛酸钡为主要原料，辅以微量的锶、钛、铝等化合物加工制成的。它是一种电阻值随温度变化的电阻，可分为阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻（MF）和阻值随温度升高而升高的正温度系数热敏电阻（MZ），有缓变型和突变型。
主要用于温度测量，温度控制（电磁灶控温），火灾报警，气象探空，微波和激光功率测量，在收音机中作温度补偿，在电视机中作消磁限流电阻。
B. 光敏电阻
光敏电阻是将对光敏感的材料涂在玻璃上，引出电极制成的。根据材料不同，可制成对某一光源敏感的光敏电阻。
它是利用半导体光敏效应制成的一种元件。电阻值随入射光线的强弱而变化，光线越强，电阻越小。无光照射时，呈现高阻抗，阻值可达1.5MΩ以上；有光照射时，材料激发出自由电子和空穴，其电阻值减小，随着光强度的增加，阻值可小至1kΩ以下。
如：可见光敏电阻，主要材料是硫化镉，应用于光电控制。红外光敏电阻，主要材料是硫化铅，应用于导弹、卫星监测。
C.压敏电阻
压敏电阻是以氧化锌为主要材料制成的半导体陶瓷元件，电阻值随加在两端电压的变化按非线性特性变化。当加到两端电压不超过某一特定值时，呈高阻抗，流过压敏电阻的电流很小，相当于开路。当电压超过某一值时，其电阻急骤减小，流过电阻的电流急剧增大。
压敏电阻在电子和电气线路中主要用于过压保护和用来作为稳压元件。
D.磁敏电阻
磁敏电阻器是采用砷化铟或锑化铟等材料，根据半导体的磁阻效应制成的，阻值随穿过它的磁通量增大而增大。
它是一种对磁场敏感的半导体元件，可以将磁感应信号转变为电信号。主要用于测磁场强度、磁卡文字识别、磁电编码、交直流变换。
E.力敏电阻
力敏电阻是一种能将力转变为电信号的特殊元件。电阻随外加应力的变化而变化。常用于张力计，加速度计和半导体话筒等传感器中。
F. 气敏电阻
气敏电阻采用二氧化锡等半导体材料制成。利用半导体表面吸收某种气体后，发生氧化或还原反应，电阻随被测气体的浓度而变化。常用于气体探测器。
7.7电位器
构造：电位器是一种阻
值可调的电阻器，它是可变
电阻器演变而来的，一般均
由电阻体、滑动臂、转柄（滑
柄）、外壳及焊片构成，如图所示。焊片A、B与电阻体两端相连，其阻值为电位器的最大阻值，是一个固定值。焊片C与滑动臂相连，滑动
马蹄形
电阻片
碳膜
滑动臂
涂银
焊片
A
B
C
涂银
电位器构造
臂是一个有一定弹性的金属片，它靠弹性紧压在电阻片上。滑动臂随转柄转动在电阻体上滑动。C 与A 或C 与B 之间阻值随滑柄转动而变化，电阻片两端有一段涂银层，是为了让滑臂滑到端点时，与A 、B 焊片之间的电阻为最小，并保持良好的接触。
除普通电位器外，还有带开关的电位器，开关由转柄控制。
习惯上，一般将带柄、有外壳的可调电阻叫电位器，不带柄的或无外壳的叫微调电阻，又叫预调电阻。
型号命名法：电位器型号组成方式与电阻器基本相同，型号的主称部分用W ，材料部分与电阻同，分类部分见下表：
电位器外表上还应标出规格，常见的标注方法为： （1）单联电位器标注方法：型号—功率—阻值—阻值变化规律—轴长及型式 （2）双联电位器标注方法：
功率—阻值— 阻值变化关系（远离螺母）
功率—阻值—阻值变化关系（靠近螺母） 分类：电位器可分为接触式、非接触式和数字式三大类。对接触式电位器来说又可进一步细分为：
（1）按电阻材料分类：合金型（线绕型、块金属膜型）、合成型（合成碳膜型、合成实芯型、金属玻璃釉、导电塑料型）、薄膜型（金属膜型、金属氧化膜型、氮化钽膜型）。
（2）按阻值变化分类：直线型、函数型（指数、对数、正弦）、步进型。 （3）按调节方式分类：直滑式、旋转式（单圈、多圈）。
（4）按结构特点分类：抽头式、带开关（旋转开关型、推拉开关型）、单联、多联（同步多联式、异步多联式）。
（5）按用途分类：普通型、微调型、精密型、功率型专用型。 电位器的主要技术指标： ? 标称阻值与偏差
电位器的标称阻值是指电位器两固定端的最大阻值。阻值系列及偏差要符合E 系列。
代号 1 2 3 8
9
W D G 意义
普通
普通
精密
特种 函数
特殊 微调
多圈
高功率
—轴长及型式
型号—
?额定功率
电位器的两个固定端上允许耗散的最大功率。滑动抽头与固定端所能承受的功率要小于电位器的额定功率。
?滑动噪声
电位器的滑动触头叫电刷，当电刷在电阻体上滑动时，电位器中心端与固定端的电压出现无规则的起伏现象，叫做电位器的滑动噪声。
它是由于电阻体电阻率分布不均匀性和电刷滑动时，接触电阻的无规律变化引起的。
?分辨力
电位器对输出量可实现的最精细的调节能力，称为分辨力。
输出量变化越细微，则分辨力越高，膜式电位器从理论上讲应是最精细的。
?机械零位电阻
指电位器动接点处于电阻体始（或末）端时，动接点与电阻体始（末）端之间的电阻值。理论上讲应为零，但实际上，由于电位器的结构，制造电阻体的材料及工艺等因素的影响，常常不为零，而是有一定的阻值，此阻值叫零位电阻。
?阻值变化规律
常用电位器阻值变化规律有三种：直线式（A）、对数式（B）、反转对数式（C）。
几种常用电位器：
A. 旋转式电位器；
B. 按键式电位器；
C. 推拉式电位器
8、检测方法与技巧
8.1固定电阻器的检测：
当电阻器的参数标志因某种原因脱落或欲知道其精确阻值时，就需要用仪器对其进行测量。对于常用的碳膜、金属膜电阻器以及线绕电阻器的阻值，可用普通指针式万用表的电阻档直接测量。
将两表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值。为了提高测量精度，应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。由于欧姆挡刻度的非线性关系，它的中间一段分度较为精细，因此应使指针指示值尽可能落到刻度的中段位置，即全刻度起始的20％～80％弧度范围内，以使测量更准确。根据电阻误差等级不同。读数与标称阻值之间分别允许有±5％、±10％或±20％的误差。如不相符，超出误差范围，则说
明该电阻值变值了。
注意：测试时，注意“调零”，特别是在测几十kΩ以上阻值的电阻时，手不要触及表笔和电阻的导电部分；被检测的电阻从电路中焊下来，至少要焊开一个头，以免电路中的其他元件对测试产生影响，造成测量误差；色环电阻的阻值虽然能以色环标志来确定，但在使用时最好还是用万用表测试一下其实际阻值。
8.2电位器的检测：电位器的测试要求是电位器的总阻值要符合标志数值，其中心的滑动端与电阻体之间要接触良好，其动噪声和静噪声应尽量小，其开关应动作准确可靠。用万用表检测时，先测量电位器的总阻值，即两端片之间的阻值应为标称值，然后再测量它的中心端片与电阻器的接触情况。将一只表笔接电位器的中心焊接片，另一只表笔接其余两端片中的任意一个，慢慢将其转柄从一个极端位置旋转至另一个极端位置，其阻值则应从零（或标称值）连续变化到标称值（或零）。
8.3熔断电阻器的检测：在电路中，当熔断电阻器熔断开路后，可根据经验作出判断：若发现熔断电阻器表面发黑或烧焦，可断定是其负荷过重，通过它的电流超过额定值很多倍所致；如果其表面无任何痕迹而开路，则表明流过的电流刚好等于或稍大于其额定熔断值。对于表面无任何痕迹的熔断电阻器好坏的判断，可借助万用表R×1挡来测量，为保证测量准确，应将熔断电阻器一端从电路上焊下。若测得的阻值为无穷大，则说明此熔断电阻器已失效开路，若测得的阻值与标称值相差甚远，表明电阻变值，也不宜再使用。在维修实践中发现，也有少数熔断电阻器在电路中被击穿短路的现象，检测时也应予以注意。
第二部分电容器系列
1、概述
1.1构造
电容器是由两个相互靠近的金属电极板，中间夹一层电介质构成的。
1.2定义
电容器从物理学上讲，它是一种静态电
荷存储介质。电容（或称电容量）则是表征电
容器容纳电荷本领的物理量。电容器的两极板
间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器
的电容。
1.3作用
?储存电荷
?隔直
?耦合交流信号
（1）并联于电源两端用作滤波。
（2）并联于电阻两端旁路交流信号。
（3）串联于电路中，隔断直流通路，耦合交流信号。
（4）与其它元件配合，组成谐振回路，产生锯齿波、定时等。
1.4符号
+
一般电容器极性电容器可变电容器
2、型号命名法
国产电容器的型号一般由四部分组成（不适用于压敏、可变、真空电容器）。依次分别代表名称、材料、分类和序号。
第一部分：名称，用字母表示，电容器用C。
第二部分：材料，用字母表示。
第三部分：分类，一般用数字表示，个别用字母表示。
第四部分：序号，用数字表示。
数字或字
瓷介电容云母电容有机电容电解电容
母
1 圆形非密封非密封箔式
2 管形 非密封 非密封 箔式
3 叠形 密封 密封 烧结粉，非固体
4 独石 密封 密封 烧结粉，固体
5 穿心 穿心
6 支柱形等
7 无极性
8 高压 高压 高压 9
特殊
特殊
G 高功率 T 叠片式 W
微调电容
1.普通圆形7. 无极性
A. 用字母表示介质材料钽电解
B.聚苯乙烯
C.高频陶瓷
D.铝电解
E.其它材料电解等
用数字表示产品的序号用数字或字母表示外形结构特征主称，用C 表电容
3、容量标示 3.1直标法
用数字和单位符号直接标出。如1uF 表示1微法，有些电容用“R”表示小数点，如R56表示0.56微法。 3.2文字符号法
用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF, 2u2表示2.2uF. 3.3色标法
用色环或色点表示电容器的主要参数。电容器的色标法与电阻相同。
电容器偏差标志符号：+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、
+50%-20%--S、+80%-20%--Z
4、分类
电容器种类繁多，有按介质分的，也有按容量是否可变分的。
4.1按介质材料分类
a. 有机介质：复合介质、纸介质、塑料介质（涤纶、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯）、薄膜复合。
b. 无机介质：云母电容、玻璃釉电容（圆片状、管状、矩形、片状电容、穿心电容）、陶瓷（独石）电容。
c. 气体介质：空气电容、真空电容、充气电容。
d. 电解质：普通铝电解、钽电解、铌电解。
4.2按容量是否可调分类
a. 固定电容器
b. 可变电容器（空气介质、塑膜介质）
c. 微调电容器（陶瓷介质、空气介质、塑膜介质）
5、主要参数
5.1标称容量与允许误差
实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围，一般分为3级：I级±5%，II级
±10%，III级±20%。在有些情况下，还有0级，误差为±20%。
精密电容器的允许误差较小，而电解电容器的误差较大，它们采用不同的误差等级。
常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同。
5.2额定工作电压
南昌工程学院 毕业设计(论文) 信息工程学院系（院）通信技术专业毕业设计（论文）题目智能电阻、电容和电感测试仪的设计 学生姓名 班级 学号 指导教师 完成日期2010 年 6 月19 日
智能电阻、电容和电感测试仪的设计Smart resistors, capacitors and inductors Test Instrument 总计毕业设计（论文） 27 页 表格 1 个 插图 12 幅
摘要 本文先对设计功能及要求进行了阐述，然后提出要完成该功能的设计方案，最后会对电阻，电容，电感的测试进行设计。本设计是利用AT89C52芯片的单片机来实现测试的，其中电阻和电容是采用555多谐振荡电路产生的，而电感则是根据电容三点式产生的，从而实现各个参数的测量。这样，一方面测量精度较高，另一方面便于使仪表实现智能化。 关键词：AT89C52芯片555多谐振荡电路电容三点式 Abstract This paper first to design function and requirement are expounded, then puts forward to finish the design scheme of the function, and finally to resistance, capacitance and inductance. This design is used to realize the AT89C52 chip microcontroller test, resistor and capacitor is used at 555 resonance swings, which is produced by the inductance circuits are produced according to SanDianShi capacitance, thus realize each parameter measurement. So, on the one hand, the measurement precision, on the other hand to make intelligent instrument. Key words：AT89C52Chip;555 resonance swings circuit; SanDianShi capacitance
电阻、电容、电感基础知识 （一）电阻 常用电阻有碳膜电阻、碳质电阻、金属膜电阻、线绕电阻和电位器等。表1是几种常用电阻的结构和特点。 图1 电阻的外形 电阻种类(电阻结构和特点): 碳膜电阻 气态碳氢化合物在高温和真空中分解，碳沉积在瓷棒或者瓷管上，形成一层结晶碳膜。改变碳膜厚度和用刻槽的方法变更碳膜的长度，可以得到不同的阻值。碳膜电阻成本较低，性能一般。 金属膜电阻 在真空中加热合金，合金蒸发，使瓷棒表面形成一层导电金属膜。刻槽和改变金属膜厚度可以控制阻值。这种电阻和碳膜电阻相比，体积小、噪声低、稳定性好，但成本较高。 碳质电阻 把碳黑、树脂、粘土等混合物压制后经过热处理制成。在电阻上用色环表示它的阻值。这种电阻成本低，阻值范围宽，但性能差，很小采用。
线绕电阻 用康铜或者镍铬合金电阻丝，在陶瓷骨架上绕制成。这种电阻分固定和可变两种。它的特点是工作稳定，耐热性能好，误差范围小，适用于大功率的场合，额定功率一般在1瓦以上。 碳膜电位器 它的电阻体是在马蹄形的纸胶板上涂上一层碳膜制成。它的阻值变化和中间触头位置的关系有直线式、对数式和指数式三种。碳膜电位器有大型、小型、微型几种，有的和开关一起组成带开关电位器。 还有一种直滑式碳膜电位器，它是靠滑动杆在碳膜上滑动来改变阻值的。这种电位器调节方便。 线绕电位器 用电阻丝在环状骨架上绕制成。它的特点是阻值范围小，功率较大。 大多数电阻上，都标有电阻的数值，这就是电阻的标称阻值。电阻的标称阻值，往往和它的实际阻值不完全相符。有的阻值大一些，有的阻值小一些。电阻的实际阻值和标称阻值的偏差，除以标称阻值所得的百分数，叫做电阻的误差。表2是常用电阻允许误差的等级。 表2 常用电阻允许误差的等级 国家规定出一系列的阻值作为产品的标准。不同误差等级的电阻有不同数目的标称值。误差越小的电阻，标称值越多。表2是普通电阻的标称阻值系列。表3中的标称值可以乘以10、100、1000、10k;100k;比如1.0这个标称值，就有1.0Ω、10.OΩ、100.OΩ、1.0kΩ、10.0kΩ、100.0kΩ、1.0MΩ;10.0MΩ;
课程设计任务书 学生：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 简易电阻、电容和电感测试仪设计 初始条件： LM317 LM337 NE555 NE5532 STC89C52 TLC549 ICL7660 1602液晶 要求完成的主要任务: 1、测量围：电阻 100Ω-1MΩ； 电容 100pF-10000pF； 电感 100μH-10mH。 2、测量精度：5%。 3、制作1602液晶显示器，显示测量数值，并用发光二级管分别指示所测元件的类别。 时间安排： 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：__________ 年月日
目录 摘要 (3) ABSTRACT (4) 1、绪论 (5) 2、电路方案的比较与论证 (5) 2.1电阻测量方案 (5) 2.2电容测量方案 (7) 2.3电感测量方案 (8) 3、核心元器件介绍 (10) 3.1LM317的介绍 (10) 3.2LM337的介绍 (11) 3.3NE555的介绍 (11) 3.4NE5532的介绍 (13) 3.5STC89C52的介绍 (14) 3.6TLC549的介绍 (16) 3.7ICL7660的介绍 (17) 3.81602液晶的介绍 (18) 4、单元电路设计 (20) 4.1直流稳压电源电路的设计 (21) 4.2电源显示电路的设计 (21) 4.3电阻测量电路的设计 (22) 4.4电容测量电路的设计 (23) 4.5电感测量电路的设计 (24) 4.6电阻、电容、电感显示电路的设计 (25) 5、程序设计 (26) 5.1中断程序流程图 (26) 5.2主程序流程图 (27) 6、仿真结果 (27) 6.1电阻测量电路仿真 (27) 6.2电容测量电路仿真 (28) 6.3电感测量电路仿真 (28) 7、调试过程 (29) 7.1电阻、电容和电感测量电路调试 (29) 7.2液晶显示电路调试 (29) 8、实验数据记录 (30)
电阻本身的阻值常用的有161 种1，1.1，1.2，1.3，1.5，1.6，1.8 2，2.2，2.4，2.7， 3，3.3，3.6，3.9 4.3，4.7 5.1，5.6 6.2，6.8 7.5 8.2 9.1 10，11，12，13，15，16，18 20，22，24，27 30，33，36，39 43，47 51，56 62，68 75 82，81
100，110，120，130，150 ，160，180 200，220，240，270 300，330，360，390 430，470 510，560 620，680 750 820 910 1K ，1.1K ，1.2K ， 1.3K ，1.5K ，1.6K ，1.8K 2K ，2.2K ，2.4K ， 2.7K 3K ，3.3K ，3.6K ， 3.9K 4.3K ，4.7K 5.1K ，5.6K 6.2K ，6.8K ， 7.5K 8.2K 9.1K 10K ，11K ， 12K ， 13K ，15K ，16K ， 18K
20K ，22K ， 24K ，27K
30K ，33K ，36K ，39K 43K ，47K 51K ，56K 62K ，68K 75K 82K 91K 100K ，110K ，120K ，130K ，150K ，160K ，180K 200K ，220K ，240K ，270K ， 300K ，330K ，360K ，390K 430K ，470K 510K ，560K 620K ，680K 750K ， 820K 910K 1M ，1.1M ，1.2M ，1.3M ， 1.5M ，1.6M ， 1.8M 2M ，2.2M ，2.4M ，2.7M 3M ，3.3M ，3.6M ，3.9M
三：测试原理 3.1隔离技术（GUARDING) 隔离技术是ict有别于万用表，是ＩＣＴ特有的一种技术．因电路板上的元器件都是串并联在一起的，直接测试会因周边零件的影响而造成测试数值不准确，故在ICT里面有一种非常重要的技术，它就是隔离技术，通过隔离来屏蔽其他零件的影响。如图所示： D 隔离是利用运算放大器的“虚断”和“虚短”原理使C点的电位保持和B点基本等同接地，电压为0V。 隔离一般为分二种：隔离ＶＣＣ与地。一般电阻测试都是隔离ＶＣＣ，电容测试隔离地（ＧＮＤ）隔离点（Ｇ点）的设置一般在３个以下，三个以上的隔离点使用效果也不太。 3.2电阻测试原理 3.2.1 电阻器的分类 电阻器有不同的分类方法。按材料分，有碳膜电阻、水泥电阻、金属膜电阻和线绕电阻等不同类型；按功率分，有 1/2W、 1/4W、 1/8W、1/16W 、1W、2W等额定功率的电阻；按电阻值的精确度分，有精确度为± 5%、± 10%、± 20%等的普通电阻，还有精确度为± 0.1%、± 0.2%、± 0.5%、± l%和± 2%等的精密电阻。电阻的类别可以通过外观的标记识别。电阻器的种类有很多，通常分为三大类：固定电阻，可变电阻，特种电阻。在电子产品中，以固定电阻应用最多。而固定电阻以其制造材料又可分为好多类，但常用、常见的有RT型碳膜电阻、RJ型金属膜电阻、RX型线绕电阻，还有近年来开始广泛应用的片状电阻。型号命名很有规律，第一个字母R代表电阻；第二个字母的意义是：T－碳膜，J－金属，X－线绕，这些
符号是汉语拼音的第一个字母。在国产老式的电子产品中，常可以看到外表涂覆绿漆的电阻，那就是RT型的。而红颜色的电阻，是RJ型的。一般老式电子产品中，以绿色的电阻居多。为什么呢？这涉及到产品成本的问题，因为金属膜电阻虽然精度高、温度特性好，但制造成本也高，而碳膜电阻特别价廉，而且能满足民用产品要求。 电阻器当然也有功率之分。常见的是1/8瓦的“色环碳膜电阻”，它是电子产品和电子制作中用的最多的。当然在一些微型产品中，会用到1/16瓦的电阻，它的个头小多了。再者就是微型片状电阻，它是贴片元件家族的一员，以前多见于进口微型产品中，现在电子爱好者也可以买到了国产产品用来制作小型电子装置。 1、线绕电阻器：通用线绕电阻器、精密线绕电阻器、大功率线绕电阻器、高频线绕电阻器。 2、薄膜电阻器：碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器。 3、实心电阻器：无机合成实心碳质电阻器、有机合成实心碳质电阻器。 4、敏感电阻器：压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。 3.2.2 固定电流源(Constant Current)模式C2 f! r' H' r; \: ` 对于不同的电阻值,ICT本身会自动限制一个适当的固定电流源做为测试的信号源使用,如此才不会因使用都的选择不当,因而产生过高的电压而烧坏被测试元件,故其测试方式为:提供一个适当的固定电流源I,流经被测电阻R,再于被测电阻R两端,测量出Vr,由于Vr及I已知,利用Vr=IR公式,即可得知被测电阻R值,如图： y2 A( K1 Q3 R9 k5 z $ S4 U8 S( b2 n! Z9 ~ : R2 a+ m. F9 j3 t 3.2.3低固定电流源(Low Constant Current)模式
电阻是PCB中最广泛使用的元件，常用的电阻有碳质、绕线和薄膜片状电阻等几种，绕线电阻由于引线电感过大不适于高速的高频电路应用，在高速的高频电路中多用薄膜片状电阻，但它同样存在隐藏的射频特性。如图所示为标称值为R 的电阻的高频等效电路。 在如图所示中，L为两个金属引脚的电感；电容Ca为电阻内部的寄生电容；Cb 为两个金属引脚间的寄生电容（可忽略）。电阻最容易忽视的两个方面就是封装尺寸和内部寄生电容，封装不同，其寄生参数也不同。一般说来，较小的“SMD”封装的寄生参数较小，比如0603的封装比1206的封装更适合于高速的高频电路。 由介质隔开的两导体构成电容。一个理想电容器的容抗为1/(j ω C), 电容器的容抗与频率的关系如图（b）虚线所示, 其中f 为工作频率,ω =2πf 。 一个实际电容 C 的高频等效电路如图(a) 所示, 其中Rc 为损耗电阻，Lc 为引线电感。容抗与频率的关系如图（b）实线所示, 其中f为工作频率,ω =2πf 。 图电容器的高频等效电路 (a) 电容器的等效电路; （b ）电容器的阻抗特性 具有电感性质的元件称为电感器，简称电感，用L表示。电感在电路中也是一个储能元件，电感量的单位是享利(H)。常用单位有毫享(mH)和微享(μH)。 实际电感器由于线圈存在直流电阻，使电感器消耗一定的能量，这种能量损耗称为电感器的电阻损耗，此时电感器的等效电路如下图所示。其中R的下标P表示并联；S表示
串联；L表示电感的等效电阻。 实际电感器还存在分布电容，当电感器工作在低频时，分布电容可忽略。但工作在高频时就必须考虑其影响，高频时电感器的等效电路如下图所示。
简易数字式电阻、电容和电感测量仪设计报告 摘要：本系统利用TI公司的16位超低功耗单片机MSP430F149和ICL8038精密函数发生器实现对电阻、电容和电感参数的测量。本系统以自制电源作为LRC数字电桥和各个主要控制芯片的输入电源，并采用ICL8038芯片产生高精度的正弦波信号流经待测的电阻、电容或者电感和标准电阻的串联电路，通过测量电阻、电容或者电感和标准电阻各自的电压，利用电压比例计算的方法推算出电阻值、电容值或者电感值。利用MSP430F149单片机控制测量和计算结果，运用自校准电路提高测量精度，同时用差压法，消除了电源波动对结果的影响。测量结果采用12864液晶模块实时显示。实验测试结果表明，本系统性能稳定，测量精度高。 关键词：LRC 数字电桥、电压比例法、液晶模块、MSP430F149、电阻电容电感测量 一、设计内容及功能 1.1设计内容 设计并制作一台简易数字式电阻、电容和电感参数测量仪，由测量对象、测量仪、LCD 显示和自制电源组成，系统模块划分如下图所示： 测量对象 LCD显示 电阻/电容/电感 简易的数字电阻、电容和电感测量仪 自制电源 1.2 具体要求 1. 测量范围 （1）基本测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。 （2）发挥测量范围：电阻10Ω～10MΩ；电容50pF～10μF；电感50μH～1H。 2. 测量精度 （1）基本测量精度：电阻±5% ；电容±10% ；电感±5% 。 （2）发挥测量精度：电阻±2% ；电容±8% ；电感±8% 。 3. 利用128*64液晶显示器，显示测量数值、类型和单位。 4. 自制电源 5. 使用按键来设置测量的种类和单位 1.3系统功能 1. 基本完成以上具体要求 2. 使用三个按键分别控制R、C、L的测试 3. 采用液晶显示器显示测量结果 二、系统方案设计与选择 电阻、电容、电感测试仪的设计目前有多种方案可以实现，例如、使用可编程逻辑控制器(PLC)、振荡电路与单片机结合或CPLD与EDA相结合等等来实现。在设计前本文对各种方案进行了比较：
2. 电阻、电感和电容的等效电路 实际的电阻、电感和电容元件，不可能是理想的，存在着寄生电容、寄生电感和损耗。下图是考虑了各种因素后，实际电阻R、电感L、电容C元件的等效电路 图2-17 电阻R、电感L、电容C元件的等效电路 (1) 电阻 同一个电阻元件在通以直流和交流电时测得的电阻值是不相同的。在高频交流下，须考虑电阻元件的引线电感L0和分布电容C0的影响，其等效电路如图2-17(a)所示，图中R为理想电阻。由图可知此元件在频率f 下的等效阻抗为 (2-53) 上式中ω＝2πf， Re和Xe分别为等效电阻分量和电抗分量，且 (2-54) 从上式可知Re除与f有关外，还与L0、C0有关。这表明当L0、C0不可忽略时，在交流下测此电阻元件的电阻值，得到的将是Re而非R值。(2) 电感 电感元件除电感L外，也总是有损耗电阻RL和分布电容CL。一般情况下RL和CL的影响很小。电感元件接于直流并达到稳态时，可视为电阻；若接于低频交流电路则可视为理想电感L和损耗电阻RL的串联；在高频时其等效电路如图2-17(b)所示。比较图2-17(a)和图2-17(b)可知二者实际上是相同的，电感元件的高频等效阻抗可参照式(2-53)来确定，
(2-55) 式中 Re和Le分别为电感元件的等效电阻和等效电感。 从上式知当CL甚小时或RL、CL和ω都不大时，Le才会等于L或接近等于L。 (3) 电容 在交流下电容元件总有一定介质损耗，此外其引线也有一定电阻Rn和分布电感Ln，因此电容元件等效电路如图2-17(c)所示。图中C是元件的固有电容，Rc是介质损耗的等效电阻。等效阻抗为 (2-56) 式中Re和Ce分别为电容元件的等效电阻和等效电容，由于一般介质损耗甚小可忽略(即Rc→∞)，Ce可表示为 (2-57) 。 从上述讨论中可以看出，在交流下测量R、L、C，实际所测的都是等效值Re、Le、Ce；由于电阻、电容和电感的实际阻抗随环境以及工作频率的变化而变，因此，在阻抗测量中应尽量按实际工作条件(尤其是工作频率)进行，否则，测得的结果将会有很大的误差，甚至是错误的结果。
精度为5%的碳膜电阻,以欧姆为单位的标称值: 1.0 5.6 33 160 820 3.9K 20K 100K 510K 2.7M 1.1 6.2 36 180 910 4.3K 22K 110K 560K 3M 1.2 6.8 39 200 1K 4.7K 24K 120K 620K 3.3M 1.3 7.5 43 220 1.1K 5.1K 27K 130K 680K 3.6M 1.5 8.2 47 240 1.2K 5.6K 30K 150K 750K 3.9M 1.6 9.1 51 270 1.3K 6.2K 33K 160K 820K 4.3M 1.8 10 56 300 1.5K 6.6K 36K 180K 910K 4.7M 2.0 11 62 330 1.6K 7.5K 39K 200K 1M 5.1M 2.2 12 68 360 1.8K 8.2K 43K 220K 1.1M 5.6M 2.4 13 75 390 2K 9.1K 47K 240K 1.2M 6.2M 2.7 15 82 430 2.2K 10K 51K 270K 1.3M 6.8M 3.0 16 91 470 2.4K 11K 56K 300K 1.5M 7.5M 3.3 18 100 510 2.7K 12K 62K 330K 1.6M 8.2M 3.6 20 110 560 3K 13K 68K 360K 1.8M 9.1M 3.9 22 120 620 3.2K 15K 75K 390K 2M 10M 4.3 24 130 680 3.3K 16K 82K 430K 2.2M 15M 4.7 27 150 750 3.6K 18K 91K 470K 2.4M 22M 5.1 30 精度为1%的金属膜电阻,以欧姆为单位的标称值: 10 33 100 332 1K 3.32K 10.5K 34K 107K 357K 10.2 33.2 102 340 1.02K 3.4K 10.7K 34.8K 110K 360K 10.5 34 105 348 1.05K 3.48K 11K 35.7K 113K 365K 10.7 34.8 107 350 1.07K 3.57K 11.3K 36K 115K 374K 11 35.7 110 357 1.1K 3.6K 11.5K 36.5K 118K 383K 11.3 36 113 360 1.13K 3.65K 11.8K 37.4K 120K 390K 11.5 36.5 115 365 1.15K 3.74K 12K 38.3K 121K 392K 11.8 37.4 118 374 1.18K 3.83K 12.1K 39K 124K 402K 12 38.3 120 383 1.2K 3.9K 12.4K 39.2K 127K 412K 12.1 39 121 390 1.21K 3.92K 12.7K 40.2K 130K 422K 12.4 39.2 124 392 1.24K 4.02K 13K 41.2K 133K 430K 12.7
电阻本身的阻值常用的有161种 1，1.1，1.2，1.3，1.5，1.6，1.8 2，2.2，2.4，2.7， 3，3.3，3.6，3.9 4.3，4.7 5.1，5.6 6.2，6.8 7.5 8.2 9.1 10，11，12，13，15，16，18 20，22，24，27 30，33，36，39 43，47 51，56 62，68 75 82，81 100，110，120，130，150 ，160，180 200，220，240，270 300，330，360，390
430，470 510，560 620，680 750 820 910 1K，1.1K，1.2K，1.3K，1.5K，1.6K，1.8K 2K，2.2K，2.4K，2.7K 3K，3.3K，3.6K，3.9K 4.3K，4.7K 5.1K，5.6K 6.2K，6.8K， 7.5K 8.2K 9.1K 10K，11K，12K，13K，15K，16K，18K 20K，22K，24K，27K 30K，33K，36K，39K 43K，47K 51K，56K 62K，68K
75K 82K 91K 100K，110K，120K，130K，150K，160K，180K 200K，220K，240K，270K， 300K，330K，360K，390K 430K，470K 510K，560K 620K，680K 750K， 820K 910K 1M，1.1M，1.2M，1.3M，1.5M，1.6M，1.8M 2M，2.2M，2.4M，2.7M 3M，3.3M，3.6M，3.9M 4.4M，4.7M 二、常用电容容值 【单位pF】 39 P 43 P 47 P 51 P 56 P 62 P 68 P 75 P 82 P 91 P 100 P 120 P 150 P
1 前言 1.1 设计的背景及意义 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阻，电容，电感的大小。因此，设计可靠，安全，便捷的电阻，电容，电感测试仪具有极大的现实必要性。 通常情况下，电路参数的数字化测量是把被测参数传换成直流电压或频率后进行测量。 电阻测量依据产生恒流源的方法分为电位降法、比例运算器法和积分运算器法。比例运算器法测量误差稍大，积分运算器法适用于高电阻的测量。 传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度高，但速度慢。随着数字化测量技术的发展，在测量速度和精度上有很大的改善，电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。 电感测量可依据交流电桥法，这种测量方法虽然能较准确的测量电感但交流电桥的平衡过程复杂，而且通过测量Q值确定电感的方法误差较大，所以电感的数字化测量常采用时间常数发和同步分离法。 因为测量电阻，电容，电感方法多并具有一定的复杂性，所以本次设计是在参考555振荡器基础上拟定的一套自己的设计方案。是尝试用555振荡器将被测参数转化为频率，这里我们将RLC的测量电路产生的频率送入AT89C52的计数端端，通过定时并且计数可以计算出被测频率再通过该频率计算出各个参数。 1.2 电阻、电容、电感测试仪的发展历史及研究现状 当今电子测试领域，电阻，电容和电感的测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。 电阻、电容和电感测试发展已经很久，方法众多，常用测量方法如下。电阻测量依据产生恒流源的方法分为电位降法、比例运算器法和积分运算器法。比例运算器法测量误差稍大，积分运算器法适用于高电阻的测量。传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度高，但速度慢。随着数字化测量技术的发展，在测量速度和精度上有很大的改善，电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。电感测量可依据交流电桥法，这种测量方法虽然能较准确的测量电感但交流电桥的平衡过程复杂，而且通过测量Q值确定电感的方法误差较大，所以电感的数字化测量常采用时间常数发和同步分离法。 在我国1997年05月21日中国航空工业总公司研究出一种电阻、电容、电感在线测量方法及装置等电位隔离方法，用于对在线的电阻、电容、电感元件实行等电位隔离，其特征在于，(1>将一个运算放大器的输出端与其反相输入端直接连接，形成一个电压跟
课题4－2纯电阻电路 课型 新课 授课班级授课时数 1 教学目标 1．掌握纯电阻电路中电流与电压的数量关系及相位关系； 2．理解纯电阻电路的功率； 3．会分析纯电阻电路的电流与电压的关系； 4．会分析计算纯电阻电路的相关物理量。 教学重点1．纯电阻电路的电压、电流的大小和相位关系。2．纯电阻电路瞬时功率、有功功率、无功功率的计算。 教学难点 纯电阻电路瞬时功率、有功功率、无功功率的计算。 教学后记 1.提出问题，引导学生思考电方面知识，引起兴趣。 2.结合前面学过的知识，让学生自主探究，让他们由“机械接受”向“主动探究”发展，从而落实了新课程理念：突出以学生为主体，让学生在活动中发展。 3.总结结论，引导学生自己得出结论，养成良好的自主学习能力。
引入 新课 【复习提问】 1、正弦交流电的三要素是什么？ 2、正弦交流电有哪些方法表示？ 【课题引入】： 我们在是日常生活中用到的白炽灯、电炉、电烙铁等都属于电阻性负载，它们与交流电源联接组成纯电阻电路，那么它们在交流电路中工作时，电压和电流间的 关系是否也符合欧姆定律呢？纯电阻电路的定义只有交流电源和纯电阻元件组成 的电路叫做纯电阻电路。 第一节纯电阻电路 一、电路 1．纯电阻电路：交流电路中若只有电阻，这种电路叫纯电阻电路。 如含有白炽灯、电炉、电烙铁等的电路。 2．电阻元件对交流电的阻碍作用，单位Ω 二、电流与电压间的关系 1．大小关系 电阻与电压、电流的瞬时值之间的关系服从欧姆定律。设在纯电阻电路中，加在电阻R上的交流电压u = U m sin ω t,则通过电阻R的电流的瞬时值为： i = R u = R t Uω sin m = I m sin ω t I m = R U m I = 2 m I = R U 2 m= R U I = R U ：纯电阻电路中欧姆定律的表达式，式中：U、I为交流电路中电压、电流的有效值。 这说明，正弦交流电压和电流的最大值、有效值之间也满足欧姆定律。 2．相位关系 （1）在纯电阻电路中，电压、电流同相。 （2）表示：电阻的两端电压u 与通过它的电流i 同相，其波形图和相量图如图1所示。
常用电容值 6.8uH,10uH,15uH,22uH,27uH,33uH,47uH,68uH,100uH,150uH,220uH,330uH,470uH,680uH,1m H,2mH,3mH 【单位pF】 39 P 43 P 47 P 51 P 56 P 62 P 68 P 75 P 82 P 91 P 100 P 120 P 150 P 180 P 200 P 220 P 240 P 270 P 300 P 330 P 360 P 390 P 470 P 560 P 620 P 680 P 750 P 【单位nF】 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 10 15 18 22 27 33 39 56 68 82 【单位uF】 0.1 0.15 0.22 0.33 0.47 1.0 (1.5) 2.2 常用电阻值 1 10 100 1.0 K 10 K 100 K 1.0 M 1.1 11 110 1.1 K 11 K 110 K 1.1 M 1.2 12 120 1.2 K 12 K 120 K 1.2 M 1.3 13 130 1.3 K 13 K 130 K 1.3 M 1.5 15 150 1.5 K 15 K 150 K 1.5 M 1.6 16 160 1.6 K 16 K 160 K 1.6 M 1.8 18 180 1.8 K 18 K 180 K 1.8 M 2 20 200 2.0 K 20 K 200 K 2.0 M 2.2 22 220 2.2 K 22 K 220 K 2.2 M 2.4 24 240 2.4 K 24 K 240 K 2.4 M 2.7 27 270 2.7 K 27 K 270 K 2.7 M 3 30 300 3.0 K 30 K 300 K 3.0 M 3.3 33 330 3.3 K 33 K 330 K 3.3 M 3.6 36 360 3.6 K 36 K 360 K 3.6 M 3.9 39 390 3.9 K 39 K 390 K 3.9 M 4.3 43 430 4.3 K 43 K 430 K 4.3 M 4.7 47 470 4.7 K 47 K 470 K 4.7 M 5.1 51 510 5.1 K 51 K 510 K 5.1 M 5.6 56 560 5.6 K 56 K 560 K 5.6 M 6.2 62 620 6.2 K 62 K 620 K 6.2 M 6.8 68 680 6.8 K 68 K 680 K 6.8 M
常用电阻阻值表（单位Ω） 1，1.1，1.2，1.3，1.5，1.6，1.8 2，2.2，2.4，2.7， 3，3.3，3.6，3.9 4.3，4.7， 5.1，5.6 6.2，6.8， 7.5， 8.2， 9.1 10，11，12，13，15，16，18 20，22，24，27 30，33，36，39 43，47，51，56 62，68，75，82，81 100，110，120，130，150 ，160，180 200，220，240，270 300，330，360，390 430，453,464,470，475,510，560 620，680，715,750，820，887,910 1K，1.1K，1.2K，1.3K，1.5K，1.6K，1.8K 2K，2.2K，2.21K,2.4K，2.7K 3K，3.3K，3.6K，3.9K 4.3K，4.7K， 5.1K，5.6K 6.2K，6.8K， 7.5K， 8.2K 9.1K，10K，11K，12K，13K，15K，16K，18K
20K，22K，24K，27K 30K，30.9K,33K，34.8k.36K，39K 43K，47K，51K，56K 60.4K 62K，68K，68.1K,73.2K.75K 82K，86.6K ,91K，100K，110K，120K，130K，150K，160K，180K,187k 200K，220K，240K，270K， 300K，330K，360K，390K 430K，470K，510K，560K 620K，680K，750K，820K，910K 1M，1.1M，1.2M，1.3M，1.5M，1.6M，1.8M 2M，2.2M，2.4M，2.7M 3M，3.3M，3.6M，3.9M 4.4M，4.7M
简易的测量电阻电容电感 摘要：本设计是一个电阻电感电容的简易测量装置，主要由模拟测量和1602液晶显示两部分组成，其中电阻和电容电感的测量都是通过构造电路产生一定频率的波形，再通过单片机读取频率，经过程序处理转化，再通过1602液晶显示。由于系统处理数据时通过单片机对频率信号的读取，使得最后测量的结果更加精确与稳定，误差控制在题目所允许的范围内。 关键词：电阻电容电感测量仪，1602显示，555定时器，电容三点式
目录 1. 系统设计 (2) 1.1 设计要求 (2) 1.2 方案比较 (2) 1.2.1 电阻测量方案 (2) 1.2.2 电容测量方案 (4) 1.2.3电感测量方案 (5) 1.2.4显示电路方案 (6) 1.3 方案论证 (6) 1.3.1 总体思路 (6) 1.3.2 设计方案 (7) 2. 单元电路设计 (7) 2.1 电阻测量电路 (7) 2.2 电容测量电路 (8) 2.3 电感测量电路 (9) 2.4 1602显示电路 (10) 3. 软件设计 (11) 4. 系统测试 (11) 4.1 测试仪器与设备 (11) 4.2 指标测试 (12) 5 结论 (13) 参考文献 (13) 附录1、元器件明细表...............................................................= (13) 附录2：程序清单 (13)
1. 系统设计 1.1 设计要求 设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪 1. 测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。 2. 测量精度：±5% 。 3. 带有显示部分。 1.2 方案比较 1.2.1 电阻测量方案 相位测量方案的关键问题是电阻测量方法的选择。 方案一：串联分压原理 V Rx R0 图1串联电路原理图 根据串联电路的分压原理可知，串联电路上电压与电阻成正比关系。通过测量Rx和R0上的电压。由公式Rx=Ux/(U0/R0) 方案二：利用直流电桥平衡原理的方案 图2 电桥（其中R1，R2，为可变电位器，R3为已知电阻，R4为被测电阻）根据电路平衡原理，不断调节电位器，使得电表指针指向正中间。由R1*R4=R3*R4.在通过测量电位器电阻值，可得到R4的值。 方案三：利用555构成单稳态的方案
电感电容电阻滤波电路 在电路中，当电流流过导体时，会产生电磁场，电磁场的大小除以电流的大小就是电感，电感的定义是L=phi/i, 单位是韦伯。 电感只能对非稳恒电流起作用，它的特点两端电压正比于通过他的电流的瞬时变化率（导数），比例系数就是它的“自感” 。 电感起作用的原因是它在通过非稳恒电流时产生变化的磁场，而这个磁场又会反过来影响电流，所以，这么说来，任何一个导体，只要它通过非稳恒电流，就会产生变化的磁场，就会反过来影响电流，所以任何导体都会有自感现象产生。 电阻-电容组合起低通滤波作用，这时输入端是两个元件两端，输出端是电容两端，对于后级电路来说，低、高频信号可以过去，但高频信号被电容短路了。（电容通高频信号，阻低频信号，通交流信号，阻直流信号，对于高频信号，电容现在相当与一根导线，所以将高频信号短路了） 对于电容-电阻组合则起高通滤波作用，这时输入端是两个元件两端，输出端是电阻两端，对于后级电路来说，低频信号由于电容存在，过不去，到不了后级电路（电容通高频信号，阻低频信号，通交流信号，阻直流信号），而高频信号却可以通过，所以为高通滤波。 如上图所示为10MHz低通滤波电路。该电路利用带宽高达100MHz的高速电流反馈运算放大器OPA603组成二阶巴特沃斯低通滤波器。转折频率为f0=1/2πRC，按图中所示参数，f0=10MHz，电路增益为1.6。 如上图所示为有源高通滤波电路。该电路的截止频率fc=100Hz。电路中，R1与R2之比和C1与C2之比可以是各种值。该电路采用R1=R2和C1=2C2。采用C1=C2和R1=2R2也可以。
滤波电路分类详解 整流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波。为获得比较理想的直流电压，需要利用具有储能作用的电抗性元件（如电容、电感）组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。 常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示，此值越大，则滤波器的滤波效果越差。 脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值／输出电压的直流分量。 半波整流输出电压的脉动系数为S=1．57，全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O．67。对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后，其脉动系数S=1／(4(RLC／T-1)。(T为整流输出的直流脉动电压的周期。) 电阻滤波电路 RC-π型滤波电路，实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。如图1(B)RC滤波电路。若用S表示C1两端电压的脉动系数，则输出电压两端的脉动系数 S=(1/ωC2R)S。 由分析可知，电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端，最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情况下，R愈大，C2愈大，则脉动系数愈小，也就是滤波效果就越好。而R 值增大时，电阻上的直流压降会增大，这样就增大了直流电源的内部损耗；若增大C2的电容量，又会增大电容器的体积和重量，实现起来也不现实。这种电路一般用于负载电流比较小的场合. 电感滤波电路 根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同，由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。因为电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L应与负载串联。 （A）电容滤波（B）C-R-C或RC-π型电阻滤波脉动系数S=(1/ωC2R')S' （C）L-C电感滤波（D）π型滤波或叫C-L-C滤波
纯电阻、纯电感、纯电容电路 一、知识要求： 理解正弦交流电的瞬时功率、有功功率、无功功率的含义、数学式、单位及计算。掌握各种电路的特点，会画矢量图。 二、主要知识点：
三、例题： 1.已知电阻R=10Ω，其两端电压V t t u R )30314sin(100)(?+=，求电流i R(t ).、电路消耗的功率。 解：由于电压与电流同相位，所以 i R(t )= 10) (=R t u R )30314sin(?+t A 电路消耗的功率P=U R I= W X Um 5002 10 1002Im 2== ? 2、已知电感L=，其两端电压V t t u L )301000sin(100)(?+=，求电流i L(t ). 解：L X L ω===500Ω 由于纯电感电路中，电流滞后电压90°，所以： A t t X t i L L )601000sin(2.0)90301000sin(100 )(?-=?-?+= 3.已知电容C=10μF ，其两端电压V t t u c )301000sin(100)(?+=，求电流i c (t ).. 解： Ω=== -10010101000116 X X C X c ω 由于电流超前电压90°，所以： A t t Xc t i c )1201000sin()90301000sin(100 )(?+=?+?+= 四、练习题： （一）、填空题 1、平均功率是指（ ），平均功率又称为（ ）。 2、纯电阻正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值之间的关系为（ ），电压与电流
在相位上的关系为（ ）。纯电感正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值之间的关系为（ ），电压与电流在相位上的关系为（ ）。纯电容正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值之间的关系为（ ），电压与电流在相位上的关系为（ ）。 3、在纯电阻电路中，已知端电压V t u )30314sin(311?+=，其中R=1000Ω，那么电流i=（ ）,电压与电流的相位差=（ ），电阻上消耗的功率P=（ ）。 4、感抗是表示（ ）的物理量，感抗与频率成（ ）比，其值XL=（ ），单位是（ ），若线圈的电感为，把线圈接在频率为50HZ 的交流电路中，XL=（ ）。 5、容抗是表示（ ）的物理量，容抗与频率成（ ）比，其值Xc =（ ）,单位是（ ），100PF 的电容器对频率是106 HZ 的高频电流和50HZ 的工频电流的容抗分别是（ ）和（ ）。 6、在纯电容正弦交流电路中，有功功率P=（ ）W ，无功功率Q C =（ ）=（ ）=（ ）。 7、在正弦交流电路中，已知流过电容元件的电流I=10A ，电压V t u )1000sin(220=，则电流i=（ ）,容抗Xc=（ ）,电容C=（ ），无功功率Q C =（ ） 8、电感在交流电路中有（ ）和（ ）的作用，它是一种（ ）元件。 （二）、选择题 1、正弦电流通过电阻元件时，下列关系式正确的是（ ）。 A 、Im=U/R B 、I=U/R C 、i=U/R D 、I=Um/R 2、已知一个电阻上的电压V t u )2 314sin(210π -=，测得电阻上消耗的功率为20W ，则这 个电阻为（ ）Ω。 A 、5 B 、10 C 、40 3、在纯电感电路中，已知电流的初相角为-60°,则电压的初相角为（ ）。 A 、30° B 、60° C 、90° D 、120° 4、在纯电感正弦交流电路中，当电流A t I i )314sin(2= 时，则电压（ ）V 。
实验二十八 交流电桥测电容和电感 交流电桥与直流电桥相似，也由四个桥臂组成。但交流电桥组成桥臂的元件不仅是电阻，还包括电容或电感以及互感等。由于交流电桥的桥臂特性变化繁多，因此它测量范围更广泛。交流电桥除用于精确测量交流电阻、电感、电容外，还经常用于测量材料的介电常数、电容器的介质损耗、两线圈间的互感系数和耦合系数、磁性材料的磁导率以及液体的电导率等。当电桥的平衡条件与频率有关时，可用于测量交流电频率等。交流电桥电路在自动测量和自动控制电路中也有着广泛的应用。 一、实验目的 1．了解交流电桥的平衡原理及配置方法． 2．自组交流电桥测量电感、电容及损耗． 3．学习使用数字电桥测量电阻、电感和电容． 二、仪器与用具 低频信号发生器，交流毫伏表，交流电阻箱，可调标准电容箱(例如RX7-0型)，待测电容，电感线圈，电阻，数字电桥，开关等． 实验原理 1．交流电桥平衡条件 交流电桥是对比直流电桥的结构而发展出来的，它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似，如图28-1所示，电桥的四个臂，，，通常是复阻抗(可以是电阻、电容、电感或它们的组合)，间接交流电源，间接交流平衡指示器(毫伏表或示波器等)． 电桥平衡时，、两点等电位，由此得到交流电桥的平衡条件： = (28.1) 利用交流电桥测量未知阻抗 (=)的过程就是调节其余各臂阻抗参数使(28.1)式满足的 过程．一般来说，包含二个未知分量，实际上按 复阻抗形式给出的平衡条件相当于两个实数平衡 条件，电桥平衡时它们应同时得到满足，这意味 着要测量，电桥各臂阻抗参数至少要有两个可 调，而且各臂必须按电桥的两个平衡条件作适当 配置． 图28—1 2．桥臂配置和可调参数选取的基本原则 在多数交流电桥中，为了使线路结构简单和 实现“分别读数”(即电桥的两个可调参数分别 只与被测阻抗的一个分量有单值的函数关系)，常把电桥的两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂)，这样，除被测x Z ~ 外只剩一个臂具有复阻抗性质，此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容 )与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂)，在这样的条件下，由交流电桥的平衡条件得到桥臂配置和可调参数选取的基本原则． (1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性)，二者应放在相邻的桥臂位置上；反之，应放在相对的桥臂位置上． (2)若取比较臂的两个阻抗分量作可调参数，则当比较臂阻抗分量的联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路的联接方式一致时，二者应放在相邻的桥臂位置；反之，就放在相对的桥臂位置． (3)当缺乏可调标准电抗元件或需要采用高精度固定电抗元件作为标准量具时，则选取辅助臂和比较臂所含电阻中的两个作为可调参数使电桥趋于平衡．(此时一般不能分别读