由555组成的多功能测控仪

本例介绍的是由555 电路组成的多功能测控仪，它既可以作测量用，又可以作控制用。其主要功能有:①测交直流电压，测量范围为O~lV 、0~10V 、0~100V 、0~1000V 共4挡;②测电阻，测量范围为0~5kΩ、0~500kΩ 共2 挡;③测电容，测量范围为100~0.01μF 、0.01~0. 1μF 、0. 1~1μF 、10~1000μF 共4 挡。除此以外，它还可用作温控、光控、触摸和定时及水位控制和报警等。由555组成的多功能测控仪电路组成如图6-9 所示。

电路工作原理分析 为了分析方便，将整个电路按功能分为6 个部分来分别介绍。首先介绍交直流电压测量部分，如图6-10 所示。

交直流电压的电路组成如图6-10 (a) 所示。直流电压的测量原理是:由于555 电路的⑤脚和⑤脚是内部电压比较器I 的两个输入端，只要使⑥脚电压高于⑤脚(5mV) ， 555 电路就能被触发翻转，输出状态就会改变。利用这一原理，将555 电路的⑥脚与被测电源的正极相接，⑤脚与负极相连。当电压高时LED1 发光，电压低时LED2 发光，调节RP1 使LED1 与LED2 交替闪光，这时说明⑥脚电压约等于⑤脚电压。测试结果则是用挡位量程与RP1 所指示的数相乘的积。

当测量交流电压时，交流电压输入后先经挡位量程电阻降压、RP1 分压，最后经VD1 、VD2 整流后加到测量输入端。对于lCl 来说，实际上测量的还是直流电压。测量方法与测量结果的读取方法与直流测量法相同。

电阻测量的电路组成如图6-10 (b) 所示。它的测量原理是:如果将被测电阻Rx 接入电路，将挡位选择开关K2 置于A 或C 挡位，调节RPl 或RP2 ，使其和Rx的分压在2Voo /3附近，则测试指示灯LEDl 与LED2 交替闪光。这时将挡位量程与RPl 或RP2 的指示数相乘的积便是测试结果，即Rx 的阻值。

电容测量的电路组成如图6-11 所示。它的测量原理是对比法。将被测电容Cx 接人电路，将K3 闭合，这时lCl 、lC2 的②、⑥脚均被置于低电平，两电路均输出高电平，指示灯LED~LED3 中只有LED2 发光。

将K3 断开后， Cx 与基准电容同时充电。这时如果Cx 的容量小于基准电容的容量，则因Cx 较基准电容早结束充电" lC2 首先输出低电平， LED3 发光指示。这时由于lC2 的⑦脚与③脚同相，也为低电平，这一低电平使基准电容通过lC2 的内部放电管放电，同时将lCl 的②、⑥脚钳位于低电平， lCl 输出高电平并保持不变， LED2 发光指示。

如果Cx 的容量大于基准电容，则基准电容早于Cx 结束充电， lCl 首先输出低电平，LED1 发光指示。同时因IC1 的⑦脚也为低电平，首先使Cx 放电，同时将IC2 的②、⑥脚钳位于低电平，使IC2 保持输出高电平状态。

在测量过程中，应通过调整RP2 使LED2 处于常亮， LED1 、LED3 处于常灭的状态。这时， RP2 指示的数与所在挡位对应就是Cx 的容量。

在图6-10 (b) 中，将电阻测量电路中的Rx 用光敏电阻取代，就可组成光控电路或测光电路。如果用热敏电阻取代，就可组成温控电路。如果用电容取代，就可组成定时电路。如果接入电极，就可用于水位控制。此外还可用于触摸控制。

由555组成的多功能测控仪电路组成后需进行调整才能使用，其调整部分分别如下。

①电压测量部分，调整RP1 。调整方法为:分别按照各挡位的最大电压测试范围输入一个测试电压，按照上述工作原理调整RPl，使其合乎要求后，记下RP1 指针所在位置，并标以电压数。调整时先选取一个中间挡位进行调整，调好后作为基准挡位，然后对其他挡位分别进行调整。调整时若发现所调挡位与基准挡位对应刻度不一致时，应适当调整本挡位的串联电阻，使其与基准挡位刻度对应一致。

②电阻测量部分，调整RP1 与RP2 0 调整方法参照电压挡调整方法。
③电容测量部分，调整RP2 。调整方法参照电压挡调整方法。

电位器RP1 与RP2 应采用质量较好的线性电位器，电位器的旋钮应使用透明的有机玻璃，制作成直径较大的盘形旋钮，旋钮上刻有明显的线性志。旋钮下面应设置刻度盘，盘面上分别按电压、电阻、电容分三层，在调整结束后，按调整结果标上对应的数值。为了保证仪表的测量精度，本仪表应选用质量较好的元件，电阻应采用稳定性较好的金属膜电阻，电容选用聚醋电容，选择开关应接触良好。仪表所用工作电压为9~12V 。

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