描述
<p>**#第四届立创大赛# **
Designed by X_GY</p>
<h1>微形智能电阻电容电感电压频率二极管测试仪(智能镊子)</h1>
<h2><strong>一、****</strong>作品详情<strong>****</strong></h2>
<p>本作品的PCB设计100%使用立创EDA编辑器。基于STM32L4的微功耗分立元件测量方案，通过模拟开关切换测量电路，使用芯片内部集成运放、比较器，最大化的使用了芯片集成功能，减少了外围器件的数量，降低生产成本。经过调试与性能测试，结果表明该方案测量精度可达±1%，达到了设计要求。可用于日常元件测量、流水线生产测量等多种场合。
功能介绍：
1、体积小，可随身携带；
2、功能多，可测量电阻、电容、电感、正电压、负电压、频率、二极管；
3、微形信号发生器，可输出多种波形信号；
4、智能姿态判断，自动判别左右手操作并切换屏幕显示方向；
5、镊子形态，操作简单，电容触摸键轻触换挡。</p>
<h2><strong>二、描述作品所面临的挑战及所解决的问题；</strong></h2>
<p>挑战1：元件选型（模拟开关）
通过模拟开关的切换来决定测量模式，模拟开关的选型至关重要，导通电阻造成电阻测量误差，引脚电容造成电容测量误差，无法通过负电压则造成电感谐振电路不起振，因此要求模拟开关特性要为：低导通电阻、低引脚电容、能通过负电压，最终选用型号为：SGM3717，Ron=4Ω，Con=24pF，模拟输入范围为-2V~V+。</p>
<p>挑战2：测量频率范围小
频率测量的方式根据频率高低分为低频测量、中频测量与高频测量。低频与中频测量采用高速比较器鉴别信号幅度，具有较高的灵敏度。其中1Hz~20KHz低频信号先测量被测信号的周期T，根据频率F=1/T求出被测信号频率。20KHz~1Mhz中频信号测量是在一个固定周期内对脉冲上升沿做累积计算。1Mhz~60Mhz的高频测量则先经过内部预分频器分频，再进行脉冲计数，最高可测量至60MHz。</p>
<p>挑战3：智能判别左右手
根据加速度（传感器厂家：ST，型号：LIS2DH12）计算做姿态判断，从而识别左右手操作，自动切换显示模式，便于左右手交替操作。</p>
<p>挑战4：智能识别被测元件类型
可以智能排除非当前测量类型数据。并根据测量结果与元件特性判别所测元件类型，自动选择最佳量程。见流程图：
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/vZVhcIvgPnPydjX8ojl7pJGcZfMDLS70uUSQLiuK.png" alt="图片1.png"></p>
<p>挑战5：超低功耗运行设计
动态使能与关闭MCU内部相关设备，超时自动进入关机休眠模式。</p>
<h2><strong>三、描述作品硬件、软件部分涉及到的关键点；</strong></h2>
<p>硬件关键点：谐振电路不起振、谐振范围小
电感、电容测量采用LC并联谐振、RC振荡电路方案，起振条件、谐振频率及谐振范围受谐振电容、反馈电阻的影响大，使测量范围受到了限制。经调试、修改，最终电感测量范围为：1uH~5mH，电容测量范围为：1pF~100uF。</p>
<p>软件关键点：根据谐振频率求被测电容、电感值
由于受量程电路及器件工作速度影响，电感电容档的测量数据均为非线性变化。故此采用多段逼近法求电感电容值，并采用标准精密电容进行校准。见附图：
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/QbujAJggii2gBybah9fwxMGEXvOvZmwMIJsiL5v5.png" alt="图片2.png"></p>
<p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/10ltOwBQ5uCRTjnOXDp5J2CFVOAUib9XyunATU26.png" alt="图片3.png"></p>
<p>电压、电阻档因测量数据具有良好的线性，故采用典型的误差校正方式：
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/VDmClxtl47qCdrhpVPFMG8aAnKqYvsmJud1dA5vZ.png" alt="图片4.png"></p>
<p>频率档采用精密的32768Hz 晶振频率进行校准。确保在不同的工作温度与电池电压下具有较高的测量精度。</p>
<h2><strong>四、****</strong>作品材料清单；<strong>****</strong>（详见附件）</h2>
<p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/0xaO0O8TuzeJQ6GdQ2X7nHgLskQB8uvgT4jxMp2A.png" alt="图片5.png"></p>
<h2><strong><strong>五、作品图片上传；</strong></strong></h2>
<p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/FRJvXP5jYFXLyssJhw6l80epU62klnuQejeoUAuA.png" alt="图片6.png"></p>
<p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/noIU9VNUWMD11KuTFh1T9duYYxtIojEtBQu8o8bS.png" alt="图片7.png"></p>
<h2><strong><strong>六、****</strong></strong>演示您的作品并录制成视频上传；<strong>****</strong>（视频见附件）****</h2>
<h2><strong><strong>七、开源文档。</strong></strong></h2>
<p>可提供硬件电路图（.SCH）与电路板（.PCB）文件（见附件），提供固件源文件需另签署保密协议。</p>
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