一种微型阻抗测试仪的设计

【摘要】虚拟仪器以其性能高、扩展性强、开发时间少、无缝集成等优点越来越受到人们的关注，在测试领域显示出越来越强大的功能。将虚拟仪器技术应用在实验室中，可降低实验成本，可提高教学和科研的质量和效率。本文基于虚拟仪器技术，介绍了一种测试阻抗方法-自由轴法，实现了对被测参数的测量。分别从虚拟仪器软件平台、硬件平台以及系统集成等方面详细地介绍该实验系统。软件平台采用LabVIEW为图形化编程软件工具，通过对上层软件编程实现对硬件模块的控制及数据的传输、分析、处理和显示，充分体现其灵活性。该软件以动态连接库的形式调用模块驱动程序，实现对硬件的程控，增加仪器的可重构性。硬件电路以FPGA为基础，重点论述了硬件电路各个模块的设计方案。其充分发挥了FPGA其功耗低、存储空间大、时序逻辑功能强等特点，另外，采用数字全波鉴相，提高了鉴相的灵敏度和准确度。控制板卡用USB2.0接口和PC机通信，USB通信模块由89C52配合完成，固件开发采用了前后台编程思想，增强了软件的可移植性。功能模块采用3U尺寸，通过标准的总线集成于3U机箱中。因此，通过不同模块化仪器的功能重组可以实现不同的测试功能，这体现了虚拟仪器技术的优势。该系统充分利用现代PC技术，实现了阻抗测试仪的无源、微型、便携、自动测量的优点。电路设计中的PCB布局，在布线过程中充分考虑，这提高了系统的抗干扰能力。本论文是对虚拟微型阻抗测试仪测试方法及其硬件系统研制做的一次有益探索，取得了良好的效果。实际测试表明，该系统操作简单、实时性强、精度高，具有一定的使用价值和推广价值，适合使用于高校实验室等领域。
【作者】母亚敏；
【导师】李冶；
【作者基本信息】吉林大学，测试计量技术及仪器，2014，硕士
【关键词】虚拟仪器技术；自由轴法；相敏检波；LabVIEW；FPGA；

【参考文献】
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