專利名稱：寬溫低功耗糧食水分測量儀的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于電容式水分測量儀器，主要用于顆粒狀糧食水分的測量。
在糧食水分測量儀中，電容式糧食水分測量儀具有使用攜帶方便，取樣量大，測量精度較高和重復性較好等特點，但現(xiàn)有的如中國專利申請?zhí)枮?8201964的糧食水分測量儀，水分信號采集通道包括單穩(wěn)態(tài)振蕩電路、多級集成運算放大器、串行A／D轉(zhuǎn)換芯片等電路，使得影響儀器測量精度的環(huán)節(jié)多，電路復雜，不利于生產(chǎn)過程中電路的調(diào)試，由于采樣需要稱重，操作過程比較繁瑣，該儀器消耗功率為500毫瓦。而中國專利申請?zhí)枮?6210321的糧食水分測量儀，由于采用了Z－80CPU和ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片等器件，使儀器的消耗功率高達2000毫瓦，采用電池供電時不利于長時間進行室外測量。另外上述兩種測量儀的使用溫度范圍均較窄(－10～40℃)，不適用于高緯度地區(qū)。
本實用新型的目的是提供一種在較寬溫度范圍內(nèi)能可靠工作的、大幅度降低消耗功率的、測量精度高的寬溫低功耗糧食水分測量儀。
本實用新型的技術(shù)措施是以中國專利申請?zhí)枮?8201964的糧食水分測量儀為基礎；采用一個帶把的殼體及殼蓋，殼蓋上裝有電源開關(guān)、糧食品種選擇開關(guān)、寬溫液晶顯示器；殼體底部的電池盒；在殼體中裝有同心圓筒式電容水分傳感器、電路板；在電路板上裝有由80C31單片機、地址鎖存器、只讀存儲器、液晶顯示控制器、寬溫液晶顯示器、I／O地址譯碼器、糧食品種選擇開關(guān)組成的單片機系統(tǒng)和由水分傳感器、溫度傳感器、單穩(wěn)態(tài)振蕩電路、高頻時鐘電路、邏輯門電路、多路分配器、計數(shù)器、總線收發(fā)器、控制器組成的信號采集通道。
本實用新型的測量儀，由于信號采集通道包括水分通道、溫度通道；兩個通道均采用了利用高頻時鐘將單穩(wěn)態(tài)振蕩電路輸出脈沖的寬度轉(zhuǎn)換為高頻時鐘的脈沖個數(shù)的方法，減少了模擬運算環(huán)節(jié)，使該儀器有工作溫度范圍寬，功耗低，測量精度高的積極效果。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型的電路框圖。
圖3是本實用新型信號采集通道的電路圖。
圖4是本實用新型的程序框圖。
圖中，10是帶把的殼體，2是殼蓋，殼蓋2上裝有電源開關(guān)1、寬溫液晶顯示器3、糧食品種選擇開關(guān)4；殼體10的底部有一個電池盒8；在殼體10中裝有一個同心圓筒式電容水分傳感器、該傳感器由外筒7和內(nèi)筒6及整流錐5組成，測量時將料斗中的固定容積的被測糧樣裝入該傳感器中，通過整流錐5可使被測糧樣分布均勻；殼體10中還裝有一塊電路板9；電路板9上裝有由溫度傳感器27(Rt)、單穩(wěn)態(tài)振蕩電路25、26(最好采用7556芯片)、高頻時鐘電路24(其中晶體振蕩器的頻率最好為24MHz)、邏輯門電路22、23(最好采用二輸入端與門電路，也可選用二輸入端或多輸入端或門、或非門、與非門電路)、多路分配器21(最好采用74HC251)、計數(shù)器20(最好采用74HC393)、總線收發(fā)器19(最好采用74HC245)、控制器18(最好采用74HC273)組成的信號采集通道12。單穩(wěn)態(tài)振蕩電路25與同心圓筒式電容水分傳感器相聯(lián)接，輸出脈沖的寬度隨被測糧樣所含水分的不同而相應變化，單穩(wěn)態(tài)振蕩電路26與溫度傳感器相聯(lián)接，輸出脈沖的寬度隨溫度的不同而相應變化，單穩(wěn)態(tài)振蕩電路25、26的輸出端分別和高頻時鐘一起與邏輯門電路22、23相聯(lián)接，將單穩(wěn)態(tài)振蕩電路25、26輸出脈沖的寬度轉(zhuǎn)換為高頻時鐘的脈沖個數(shù)，單穩(wěn)態(tài)振蕩電路25、26的觸發(fā)脈沖由控制器18分時產(chǎn)生，多路分配器21在控制器18的控制下分時輸出與水分有關(guān)和與溫度有關(guān)的串行的高頻時鐘的脈沖個數(shù)，由計數(shù)器20將其轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，輸入到總線收發(fā)器19的輸入端；電路板9上還裝有由80C31單片機13、地址鎖存器14、EPROM只讀存儲器15、I／O地址譯碼器16、液晶顯示控制器17、寬溫液晶顯示器3、糧食品種選擇開關(guān)4組成的單片機系統(tǒng)11及集成穩(wěn)壓器28，集成穩(wěn)壓器最好采用CW4805，單片機系統(tǒng)從總線收發(fā)器19分時接收與水分有關(guān)的數(shù)據(jù)和與溫度有關(guān)的數(shù)據(jù)，經(jīng)查表和插值計算并進行溫度補償，求出被測糧樣所含水分的實際數(shù)值，送入液晶顯示控制器17、由寬溫液晶顯示器3顯示結(jié)果。
圖中，Rt為熱敏電阻，R1、R2、R3、R4為電阻，C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8為電容。
本實用新型的全部程序和數(shù)據(jù)固化于EPROM只讀存儲器中。
本實用新型用更換EPROM只讀存儲器的方法可測量飼料、茶葉等其它品種的含水量。
本實用新型的主要性能指標測量品種玉米、小麥、大米、大豆等測量范圍0～30％測量精度<
>測量時間10秒工作溫度－30℃～40℃工作電壓＋5伏工作電流＜30毫安消耗功率＜150毫瓦電源5號干電池
權(quán)利要求1.一種寬溫低功耗糧食水分測量儀，是由帶把的殼體及殼蓋，殼蓋上裝有電源開關(guān)、糧食品種選擇開關(guān)、寬溫液晶顯示器；殼體底部的電池盒；在殼體中裝有同心圓筒式電容水分傳感器、電路板；在電路板上裝有由80C31單片機、地址鎖存器、只讀存儲器、液晶顯示控制器、寬溫液晶顯示器、I/O地址譯碼器、糧食品種選擇開關(guān)組成的單片機系統(tǒng)和信號采集通道組成的，其特征是信號采集通道是由水分傳感器、溫度傳感器、單穩(wěn)態(tài)振蕩電路、高頻時鐘電路、邏輯門電路、多路分配器、計數(shù)器、總線收發(fā)器、控制器組成的。
2.按權(quán)利要求1所述的測量儀，其特征是信號采集通道中的溫度傳感器與單穩(wěn)態(tài)振蕩電路相聯(lián)接。
3.按權(quán)利要求1或2所述的測量儀，其特征是高頻時鐘電路中的晶體振蕩器的頻率為24MHz。
專利摘要寬溫低功耗糧食水分測量儀，屬于電容式水分測量儀器，主要用于顆粒狀糧食水分的測量；采用帶把的殼體及殼蓋，殼蓋上裝有電源開關(guān)、糧食品種選擇開關(guān)、液晶顯示器；在殼體中裝有電容式水分傳感器、電路板；在電路板上裝有以80C31單片機為中心的單片機系統(tǒng)和由水分傳感器、溫度傳感器、單穩(wěn)態(tài)振蕩電路、高頻時鐘電路、門電路、多路分配器、計數(shù)器、總線收發(fā)器、控制器組成的信號采集通道；這種測量儀，有適用溫度寬、測量精度高、功耗低的顯著特點。
文檔編號G01N27/22GK2188209SQ9323592
公開日1995年1月25日 申請日期1993年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月24日
發(fā)明者張亞剛, 唐柯, 樸春日, 郭靖海, 樸松森, 徐惠斌 申請人:中國人民解放軍第二航空學院