專利名稱：智能物料水份測量儀的制作方法
技術領域：
一種檢測物料中所含水份量值的測量儀表，屬于非電量電測儀器范疇，特別適用于糧食收購時對散裝、筐裝、袋裝糧食的含水率作現(xiàn)場、實時、無損檢測，也可用于對面粉、奶粉或者煤粉、礦粉等細粒度物料的含水率作現(xiàn)場、實時檢測。
現(xiàn)有專利號為98231679.1的物料水份測量儀可以實現(xiàn)上述檢測任務，但該測量儀不能實現(xiàn)學習、接受培訓，也不能對檢測原理的非線性作自動修正，因此，一種儀器只能檢測一種或有限種物料的含水率，并因物料的含水率對應的受感原理存在非線性而存在可觀的非線性誤差。以糧食為例，產(chǎn)自不同地域或產(chǎn)自同地域但因氣候條件差異、生態(tài)條件差異的同品種糧食就有不同的基本特性而不能用同一臺經(jīng)出廠校準的儀器正確測量；特別是不能修正檢測原理相對于被測量值的非線性，從而具有較大的檢測誤差而難被使用單位接受。
本實用新型的任務是設計一種能自我學習、接受培訓、并能自動進行非線性修正的、可對多種物料含水率進行現(xiàn)場、實時、快速、準確無損檢測的智能物料水分檢測儀。
本實用新型是以如下方式實現(xiàn)的。其工作原理與98231579.1專利相同或相近，基于水具有比糧食、面粉、礦物粉料有更高的介電系數(shù)，而電極之間的電容量與電極之間的介質(zhì)的介電系數(shù)成正比，當糧食等物料填充于電極間時，含水率高的糧食等物料比含水率低的糧食等物料具有更高的介電系數(shù)，從而使電極間的電容量在填充含水率高的糧食等物料時，比填充含水率低的糧食等物料有更大的電容量，通過一種輸出電壓與電容量成正比的“虛部法電容測量電路”，將糧食等物料的含水率導至的電極間電容量的變化轉(zhuǎn)換為電壓，再用單片計算機程控的“程控調(diào)零減法電路”剔除檢測全干物料時的固定電壓分量，用單片計算機程控的“程控靈敏度調(diào)節(jié)電路”調(diào)整放大系數(shù)，用單片機檢測經(jīng)處理后的電壓，與所學習掌握的該品種的非線性特征數(shù)據(jù)庫進行比較，用數(shù)學模型對非線性進行修正，給出經(jīng)過校準和非線性修正的物料含水率準確顯示數(shù)據(jù)。
本實用新型由探頭、變換器和測量-控制-顯示器組成。探頭、變換器、測量-控制-顯示器用導線或電纜和接線端子，實現(xiàn)它們間相應的電連接。探頭是能受感物料含水率不同而致電容CX線性變化的電容性器件；變換器是一種其輸出電壓UO正比于輸入電壓UI、角頻率ω、和被測電容CX的、關系式為UO=jω·RF·CX·UI的“虛部法電容測量電路”；測量-控制-顯示器電路除能向變換器5提供幅度和頻率穩(wěn)定的輸入電壓信號UI、含有濾波、檢波電路6外，其特征在于還含有程控調(diào)零電路7、程控靈敏度調(diào)節(jié)電路8和單片機10及其內(nèi)置的自我學習、自動控制、自動非線性修正的專家系統(tǒng)、鍵盤12諸環(huán)節(jié)的，從而是一種能根據(jù)所檢測的各種不同的物料，自動進行調(diào)零、非線性修正、測量并正確輸出被測量值的電路。
本實用新型很好地實現(xiàn)了本發(fā)明創(chuàng)造的目的。
以下結(jié)合附圖作進一步詳細說明本實用新型探頭實施例沿用98231579.1“物料水分測量儀”專利的探頭。它含有由帶圓柱和錐頭的芯桿1、呈臺肩圓筒形的測量極2和手柄極3構成的探針部和手柄4。芯桿、測量極和手柄極同軸線地依次疊套，用高強度絕緣膠充填，絕緣地膠接成一體，并保持測量極2的大端端面與芯桿1的錐頭圓柱部端面間，以及手柄極小端端面與測量極臺肩端面間有5-10mm的間距。而另一端則依次保持芯桿比測量極、測量極比手柄極沿軸向伸出3-5mm作為電接點以便焊接導線，手柄極3與手柄4聯(lián)接。變換器電路5設置在手柄4內(nèi)部的空腔中。探針各電極的電接點經(jīng)導線與變換器相應連接，其中芯桿1、手柄極3的電接點A1，A3均接地成為電容CX的一電位極。測量極2作為被檢測電容CX的另一極經(jīng)電接點A2接至變換器相應的電連接處。芯桿錐端圓柱面、測量極大端圓柱面和手柄極小端圓柱面的直經(jīng)相同，為6-10mm，測量極大端圓柱面長度為40-150mm，芯桿錐端圓柱面長度和手柄極小端圓柱面長度為測量極大端圓柱面長度的3/5-2/3。整個探針外部涂敷高強度耐磨材料(參見附

圖1)。
圖2所示變換器電路結(jié)構亦與98231579.1專利相同。變換器5含有運放NOA～NOD、電阻器RF、RO、RO1-RO4、電容器CO2和電容C1。是一種輸出電壓UO正比于輸入電壓UI、角頻率ω、反饋電阻RF和電容C1與被測電容CX之串聯(lián)值的“虛部法電容測量電路”。其中，NOA的正輸入端INP接來自測量-顯示器的激勵交流信號UI，其負輸入端接其輸出端作成跟隨器，其輸出接運放NOB的正輸入端，NOB負輸入端通過反饋電阻RF接輸出端，NOB的負輸入端還接電容器CI，電容CI的另一端經(jīng)端子A2用硬導線就近接探針的測量極2；NOC的正輸入端接NOA的輸出端，NOC的負輸入端經(jīng)電阻RO接其輸出端作成“相移補償跟隨器”；NOC的輸出端經(jīng)電阻RO1接NOD的負輸入端，NOD的負輸入端還經(jīng)電阻RO2接其輸出端；NOB的輸出端經(jīng)電阻RO3接NOD的正輸入端，NOD的正輸入端接電阻RO4，RO4的另一端接電容CO2，CO2的另一端接地；NOD的輸出端輸出本變換器的變換信號到測量-顯示器。電路的地線(GND)用硬導線就近接探針的芯桿1、探針手柄極3的電接點A1、A3，測量極2的電接點A2與電容CI-極連接。
并有RO=RF，以便達到NOB和NOC這兩個運放構成的放大器有基本相同的相移。為了使NOD成為一個對NOC和NOB的輸出信號的減法器電路，而使RO1=RO2、RO3=RO4，并盡量使RO1=RO2=RO3=RO4。
這樣，本電路NOA的輸出等于NOA的輸入UI。
減法器電路的輸出UO，正是NOB的輸出UB與NOC的輸出UC的差UO=UB×R04R03+R04×(1+R02R01)-UC×R02R01]]>=UB×12×(1+1)-UC×11]]>=UB-UC當NOB對地無被測電容時，亦即等同于NOB的負輸入端無電容時，則NOB與NOC的輸出信號是同相、同幅的，即UB=UC。減法器NOD的輸出為UO=0。
而當NOB的負輸入端有對地的被測電容CX(設CI相對于CX為很大的數(shù)值，于是有CI串聯(lián)CX的值近似于CX)時，其輸出為UB=UI(1+RF1/jωCX)=UI(1+jω·RF·CX)]]>而NOC的輸出則是UC=UI因此，減法器電路NOD的輸出是UO=UB-UC=jω·RF·CX·UI從而決定了本變換電路的輸出函數(shù)是正比于輸入電壓UI、角頻率ω、反饋電阻RF和電容CI與被測電容CX之串聯(lián)值的線性函數(shù)。電路以可靠措施確保ω、RF不變，則測量輸出僅與UI、CX有關。
測量-控制-顯示器電路，則是針對本實用新型的目的在“物料水分測量儀”專利相應電路的基礎上作出相應改進而實現(xiàn)的。
說明書附圖3所示的是其電路結(jié)構的框圖。測量-控制-顯示電路含有單片機10、載波信號發(fā)生器11、濾波檢波器6、程控調(diào)零減法器7、程控靈敏度調(diào)節(jié)器8、放大器9、鍵盤12和顯示器13；單片機10的PWM輸出一個等幅度UP和定頻率FP的方波到載波發(fā)生器電路11，經(jīng)其變換為一個幅度為UI頻率為FO正弦波或準正弦波(三角波)供給前述的變換器電路5，變換器電路5輸出的測量信號UO接到經(jīng)濾波檢波器電路6經(jīng)其處理，輸出正比于被測電容信號的直流電壓UX，送到程控調(diào)零減法器7；經(jīng)載波信號發(fā)生器11檢出的正比于載波信號幅度UI的直流電壓UP同時送到調(diào)零減法器7，調(diào)零減法器7還接受單片機10的PO口輸出的數(shù)字量控制信號，調(diào)零減法器自UP中取出相當UX中對應于探頭、電路5的固有電容及傳感器位于全干的物料中時因干物料存在的固有介電系數(shù)所致的電容之和的那一部分與UX信號相減實現(xiàn)調(diào)零。調(diào)零減法器電路輸出的電壓UJ送到程控靈敏度調(diào)節(jié)器8，靈敏度調(diào)節(jié)器8還接受單片機10PO口輸出的數(shù)字量的控制，對UJ作放大調(diào)節(jié)，輸出的電壓送到放大器9放大，其輸出電壓US，經(jīng)AD變換為數(shù)字量輸入到單片機10；單片機10為識別使用者的操作要求而經(jīng)PI口與含有“OK”、“MODE”、“+”、“-”鍵的鍵盤12連接；單片機10為顯示測量結(jié)果還將測量所得的數(shù)據(jù)經(jīng)非線性修正后送到顯示器13，以顯示測量修正結(jié)果。
說明書附圖4A是調(diào)零減法器電路的實施方案之一。由數(shù)字電位計D1、運放NJ及電阻器RL、RX、RJF組成。正比于傳感器輸出的、反應所測電容的大小的直流電壓UX經(jīng)電阻器RX輸入到運放的負輸入端，正比于載波電壓的直流電壓UP輸入到數(shù)字電位計D1的UI端，單片計算機的控制信號輸入到數(shù)字電位計D1的控制端K，數(shù)字電位計D1的輸出端將UP的一部分經(jīng)電阻器RL送到運放NJ的負輸入端，運放的負輸入端還經(jīng)反饋電阻器RJF接其輸出端UJ，運放NJ的正輸入端接地。設數(shù)字電位計的精度為1/U(即其具有將輸入電壓分為U等分的輸出能力，)控制信號的數(shù)值為K。于是，本調(diào)零減法器電路的輸出UJ是UJ=-(UP×K/U/RL＋UX/RX)×RJF當有UP×K/U/RL=-UX/RX時，UJ=0。
鑒于目前的數(shù)字電位計的精度不高，即U值不大，特別是十分昂貴，因此于性能價格比不利。
說明書附圖4B是調(diào)零減法器電路的實施方案之二。由DA轉(zhuǎn)換器D2、運放NK及電阻器RY、RKF組成。正比于傳感器輸出的、反應所測電容大小的直流電壓UX經(jīng)電阻器RY輸入到運放的負輸入端，正比于載波電壓的直流電壓UP輸入到DA轉(zhuǎn)換器D2的VREF端，單片計算機的控制信號輸入到DA轉(zhuǎn)換器D2的控制端K，DA轉(zhuǎn)換器D2的輸出端將UP的一部分電壓轉(zhuǎn)換為電流UP/U×K/RN送到運放NK的負輸入端，其中，RN是DA轉(zhuǎn)換器的內(nèi)阻。運放的負輸入端還經(jīng)反饋電阻器RKF接其輸出端UJ，運放NK的正輸入端接地。DA轉(zhuǎn)換器的精度為1/U(即其具有將輸入電壓分為U等分的輸出能力)，控制信號的數(shù)值為K。于是，本調(diào)零減法器電路的輸出UJ是UJ=-(UP/U×K/RN+UX/RY)×RKF當有UP/U×K/RN=-UX/RY時，UJ=0。
本方案的優(yōu)點在于DA轉(zhuǎn)換器的精度等級高，其U值一般在256～4096，而且價格低廉，使電路有著良好的性能價格比。
特別是，有的單片機內(nèi)帶有DA轉(zhuǎn)換器，并在其內(nèi)部實現(xiàn)了控制連接，對于本電路簡化有利。
說明書附圖5A是靈敏度調(diào)節(jié)器8和放大器9的實施方案之一，來自調(diào)零減法器7的輸出UJ，送到數(shù)字電位計D3的輸入端UI，來自單片機的控制數(shù)字信號接到數(shù)字電位計D3的控制端K1，數(shù)字電位計D3的輸出經(jīng)過電阻器RLY接到作為放大器9的運放NL的負輸入端，該負輸入端還經(jīng)反饋電阻器RJFY接到NL的輸出端，NL的正輸入端接地。設該數(shù)字電位計的精度為1/U，控制信號的數(shù)值為K1，則靈敏度調(diào)節(jié)器8和放大器的最終輸出US是US=-(UJ/U×K1)×(RJFY/RLY)說明書附圖5B是靈敏度調(diào)節(jié)器8和放大器9的實施方案之二，來自調(diào)零減法器7的輸出UJ，送到DA轉(zhuǎn)換器D4的輸入端VREF，來自單片機的控制數(shù)字信號接到DA轉(zhuǎn)換器D4的控制端K1，DA轉(zhuǎn)換器D4的輸出經(jīng)其內(nèi)電阻RNY接到作為放大器的運放NM的負輸入端，該負輸入端還經(jīng)反饋電阻RKFY接到NM的輸出端，NM的正輸入端接地。設DA轉(zhuǎn)換器的精度為1/U，控制信號的數(shù)值為K1，則靈敏度調(diào)節(jié)器8和放大器9的最終輸出US是US=-(UJ/U×K1)×(RKFY/RNY)特別是，有的單片機內(nèi)帶有DA轉(zhuǎn)換器，并在其內(nèi)部實現(xiàn)了控制連接，對于本電路簡化有利。
本實用新型的專家系統(tǒng)是一個安裝在單片機10內(nèi)部的、操作AD接口對靈敏度調(diào)節(jié)放大器8和9輸出的電壓US進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的、從PO口輸出控制信號操作程控調(diào)零減法器7和程控零敏度調(diào)節(jié)器8的、從PI口接受鍵盤12輸入信號的、從PO口向顯示器13發(fā)送顯示信號的、從PWM口向載波信號發(fā)生器輸出等幅定頻方波的、控制儀器接受對新品種物料的標準樣品進行學習培訓的、對受過培訓的品種的被測物料進行測量和非線性修正的、含有檢測程序、數(shù)學模型和數(shù)據(jù)庫的軟件系統(tǒng)。
本專家系統(tǒng)是以如下方式工作的單片機內(nèi)設有一個品種名稱庫“PM”，是一個可能需要檢測的物料(如糧食)的品種名稱庫，如秈稻1，秈稻2，秈稻3，梗稻1，梗稻2，梗稻3，油麥1，油麥2，春麥1，春麥2，夏麥1，夏麥2，大麥1，大麥2，玉米1，玉米2，大豆1，大豆2，油菜1，油菜2，等等。
單片機中還設有若干已學習、培訓過的品種的校準數(shù)據(jù)庫CU，每學習一個新品種就在校準數(shù)據(jù)庫CU中增加一條記錄，某個品種重新培訓后，就刷新原有的培訓記錄。
專家系統(tǒng)控制的培訓過程如下開機；儀器提示“測試則請鍵OK，培訓則請鍵MODE”。
這時，操作者按“MODE”鍵；儀器提示“請按“+”“-”鍵，選擇培訓的品種”。
操作者按“+”或“-”鍵，顯示器逐個顯示“PM”庫中的品種名稱，直至出現(xiàn)所需培訓的品種如“玉米1”。
操作者按“OK”鍵。
儀器提示“請輸入1號全干樣品的烘干法含水率”。
操作者按“+”或“-”鍵，直至顯示器出現(xiàn)對應的、用國家標準烘干法制備的全干樣品的含水率，例如B1=0.0。
操作者按“OK”鍵，儀器便記住該標準值B1。
儀器提示“請輸入2號樣品的烘干法含水率”。
操作者按鍵“+”或“-”鍵，至顯示器出現(xiàn)對應的樣品的含水率，如B2=10.0。
操作者按“OK”鍵，儀器記住該標準值B2。
儀器提示“請輸入3號樣品的烘干法含水率”。
操作者按“+”或“-”鍵，至顯示器出現(xiàn)對應的樣品的含水率，如B3=15.0。
操作者按“OK”鍵，儀器記住該標準值B3。
儀器提示“請輸入4號樣品的烘干法含水率”。
操作者按“+”或“-”鍵，至顯示器出現(xiàn)對應的樣品的含水率，如B4=20.0操作者按“OK”鍵，儀器記住該標準值B4。
儀器提示“請輸入5號最濕樣品的烘干法含水率”。
操作者按“+”或“-”鍵，至顯示器出現(xiàn)對應的最濕樣品的含水率，如B5=25.0。
操作者按“OK”鍵，儀器記住該標準值B5。
儀器提示“請將探針插入全干的一號樣品，再鍵OK”。
操作者將探針插入一號樣品，按“OK”鍵，專家系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)調(diào)零數(shù)據(jù)K，使儀器的測量值Y1等于B1(=0)，并將調(diào)零數(shù)據(jù)Z和測得的量值Y1寫入記錄。
儀器提示“請將探針插入最濕的五號樣品，再鍵OK”。
操作者將探針插入5號樣品，按“OK”鍵，專家系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)靈敏度數(shù)據(jù)S，使儀器的測量值Y5等于B5(=25.0)，并將靈敏度數(shù)據(jù)S及測得的量值Y5寫入記錄。
儀器提示“請將探針插入2號樣品，再鍵OK”。
操作者將探針插入2號樣品，按“OK”鍵，專家系統(tǒng)測量在調(diào)零數(shù)據(jù)為Z、靈敏度數(shù)據(jù)為S時的對應測試值Y2，并寫入記錄。
儀器提示“請將探針插入3號樣品，再鍵OK”。
操作者將探針插入3號樣品，按“OK”鍵，專家系統(tǒng)測量在調(diào)零數(shù)據(jù)為Z、靈敏度數(shù)據(jù)為S時的對應測試值Y3，并寫入記錄。
儀器提示“請將探針插入4號樣品，再鍵OK”。
操作者將探針插入4號樣品，按“OK”鍵，專家系統(tǒng)測量在調(diào)零數(shù)據(jù)為Z、靈敏度數(shù)據(jù)為S時的對應測試值Y4，并寫入記錄。
儀器顯示“學習完成”。
這時，校準數(shù)據(jù)庫中新增的(或刷新的)記錄是品種(在品種名稱庫中的)序號調(diào)零數(shù)值Z；靈敏度數(shù)值S；全干樣品的標準值和測試值B1、Y1，2號樣品的標準值和測試值B2、Y2，3號樣品的標準值和測試值B3、Y3，4號樣品的標準值和測試值B4、Y4，最濕樣品的標準值和測試值B5、Y5。
專家系統(tǒng)的測試過程開機，儀器提示“測試請鍵OK，培訓請鍵MODE”。
操作者鍵OK鍵。
儀器顯示“測量玉米1 (如需更換品種，請鍵“＋”“-”鍵，如認可則鍵“OK”鍵。)”若更換測試品種，則過程如下操作者鍵“+”(或“-”)鍵，儀器顯示品種庫中下一個(或上一個)的品種，并查閱校準數(shù)據(jù)庫CU，若有此品種的學習-培訓記錄，則顯示“玉米(或大麥2)，如測試，請鍵OK鍵?！眥若無此品種的學習培訓記錄，則顯示“玉米2(或大麥2)，未學習，若鍵MODE鍵則進入學習”。}在鍵入“OK”后，儀器顯示“請將探針插緊于玉米2中”，操作者將探針插入玉米2中，鍵“OK”鍵”專家系統(tǒng)立即將對應玉米2的調(diào)零值Z和靈敏度值S送到調(diào)零減法器和靈敏度調(diào)節(jié)器。
操作者鍵OK鍵。
儀器經(jīng)測試得到現(xiàn)場值YN，調(diào)玉米2的校準數(shù)據(jù)庫，認定YN＞YA并且YN＜=Y(A+1)，則用測試庫中的(BA，YA)；(B(A+1)，Y(A+1))確定的一條折線，用數(shù)學模型對YN進行非線性校正，得到物料含水率的準確值BN，并顯示其含水率BN。
鍵任意鍵，重新進入儀器提示“測試，請鍵OK，培訓請鍵MODE”。
非線性修正的過程見說明書附圖6。圖中曲線1是“兩頭對準校準后的測量特性”，而直線2是“非線性修正后的顯示特性”；由于培訓時，確保物料含水率為0(圖6中座標(1，1)點)和物料含水率為最大(圖8中座標(5，5))兩點的直接測量結(jié)果是正確的和不需修正的，但在測量值大于0和小于最大(濕)值之間的值尚未作修正因而是不準確的，需要作非線性修正。專家系統(tǒng)根據(jù)測試值YN在曲線1上的找出其對應的座標(BN，YN)，而BN即是經(jīng)過修正的準確測量值。
權利要求1．一種智能物料水份測量儀，由探頭、變換器和測量-控制-顯示器組成，探頭、變換器、測量-控制-顯示器用導線或電纜和接線端子，實現(xiàn)它們間相應的電連接，其探頭是能受感物料含水率不同而致電容CX線性變化的電容性器件；變換器是一種其輸出電壓UO正比于輸入電壓UI、角頻率ω、和被測電容CX的、關系式為UO=jω·RF·CX·UI的“虛部法電容測量電路”；測量-控制-顯示器除能向變換器(5)提供幅度頻率穩(wěn)定的輸入電壓信號UI、含有濾波、檢波電路(6)外，其特征在于還含有程控調(diào)零電路(7)、程控靈敏度調(diào)節(jié)電路(8)和單片機(10)，及其內(nèi)置的自我學習、自動控制、自動非線性修正的專家系統(tǒng)、鍵盤(12)諸環(huán)節(jié)的，能根據(jù)所檢測的各種物料自動進行調(diào)零、非線性修正、測量并正確輸出被測量值的電路。
2．按權利要求1所述的智能物料水份測量儀，其特征在于測量-控制-顯示電路還含有載波信號發(fā)生器(11)、放大器(9)和顯示器(13)；單片機(10)的PWM輸出一個等幅度UP和定頻率FP的方波到載波發(fā)生器電路(11)，經(jīng)其變換為一個幅度為UI頻率為FO的正弦波或準正弦波(三角波)供給變換器電路(5)，變換器電路(5)輸出的測量信號UO接到濾波檢波器電路(6)，其輸出的直流電壓UX，送到程控調(diào)零減法器(7)；經(jīng)載波信號發(fā)生器(11)檢出的直流電壓UP同時送到調(diào)零減法器(7)，調(diào)零減法器(7)還接單片機(10)的PO口輸出的數(shù)字量控制信號，經(jīng)調(diào)零減法器處理后的輸出電壓UJ送到程控靈敏度調(diào)節(jié)器(8)，靈敏度調(diào)節(jié)器(8)還接受單片機(10)的PO輸出的數(shù)字量的控制信號，輸出的電壓送到放大器(9)、輸出電壓US經(jīng)AD變換成為數(shù)字量輸入單片機(10)；單片機(10)還經(jīng)PI口與含有“OK”、“MODE”、“+”、“-”鍵的鍵盤(12)連接；單片機(10)輸出測量結(jié)果至顯示器(13)。
3．按權利要求2所述的智能物料水份測量儀，其特征在于其程控調(diào)零減法器(7)含有數(shù)字電位計D1、運放NJ及電阻器RL、RX、RJF；直流電壓UX經(jīng)電阻器RX輸入到運放的負輸入端，直流電壓UP輸入到數(shù)字電位計D1的UI端，單片計算機的控制信號輸入到數(shù)字電位計D1的控制端K，數(shù)字電位計D1的輸出經(jīng)電阻器RL送到運放NJ的負輸入端，運放的負輸入端還經(jīng)反饋電阻器RJF接其輸出端UJ，運放NJ的正輸入端接地。
4．按權利要求2所述的智能物料水份測量儀，其特征在于程控調(diào)零減法器(7)由DA轉(zhuǎn)換器D2、運放NK及電阻器RY、RKF組成；直流電壓UX經(jīng)電阻器RY輸入到運放的負輸入端，直流電壓UP輸入到DA轉(zhuǎn)換器D2的VREF端，單片計算機的控制信號輸入到DA轉(zhuǎn)換器D2的控制端K，DA轉(zhuǎn)換器D2的輸出送到運放NK的負輸入端，運放的負輸入端還經(jīng)反饋電阻器RKF接其輸出端UJ，運放NK的正輸入端接地。
5．按權利要求2所述的智能物料水份測量儀，其特征在于程控靈敏度調(diào)節(jié)器(8)和放大器(9)含有數(shù)字電位計D3、電阻器RLY、RJFY、運放NL；來自調(diào)零減法器(7)的輸出UJ，送到數(shù)字電位計D3的輸入端UI，來自單片機的控制數(shù)字信號接到數(shù)字電位計D3的控制端K1，數(shù)字電位計D3的輸出經(jīng)電阻RLY接到運放NL的負輸入端，該負輸入端還經(jīng)反饋電阻RJFY接到NL的輸出端，NL的正輸入端接地。
6．按權利要求2所述的智能物料水份測量儀，其特征在于程控靈敏度調(diào)節(jié)器(8)和放大器(9)由DA轉(zhuǎn)換器D4、運放NM、電阻器RKFY組成；來自調(diào)零減法器(7)的輸出UJ，送到DA轉(zhuǎn)換器D4的輸入端VREF，來自單片機的控制數(shù)字信號接到DA轉(zhuǎn)換器D4的控制端K1，DA轉(zhuǎn)換器D4的輸出接到運放NM的負輸入端，該負輸入端還經(jīng)反饋電阻RKFY接到NM輸出端，NM的正輸入端接地。
7．根據(jù)權利要求4所述的智能物料水份測量儀，其特征在于程控調(diào)零減法器的DA變換器是單片機內(nèi)部所帶的DA變換器。
8．根據(jù)權利要求6所述的智能物料水份測量儀，其特征在于程控靈敏度調(diào)節(jié)器的DA變換器是單片機內(nèi)部所帶的DA變換器。
專利摘要智能物料水份測量儀由探頭、變換器和測量－控制－顯示器組成。探頭是能感受物料因含水率不同而致電容CX變化的器件;變換器是一種其輸出電壓U0正比于輸入電壓UI、角頻率ω和被測電容CX的虛部法電容測量電路;測量－控制－顯示器是能向變換器提供幅度、頻率穩(wěn)定的電壓信號UI的,能測量變換器的輸出信號UO、進行程控調(diào)零和調(diào)節(jié)靈敏度、對測量結(jié)果進行非線性修正及顯示修正量值的電路和安裝在單片計算機中的軟件專家系統(tǒng)。該專家系統(tǒng)能自動操作硬件,接受用標準樣品進行的培訓,能適應幾乎所有物料的測試,用于對散裝、袋裝、筐裝的糧食或其他細物料所含的水分作現(xiàn)場實時、快速準確的無損檢測。
文檔編號G01N27/22GK2431562SQ9921799
公開日2001年5月23日 申請日期1999年8月17日 優(yōu)先權日1999年8月17日
發(fā)明者唐德堯, 譚維克, 段中海, 王定曉, 楊政明, 宋辛輝 申請人:譚維克, 唐德堯