電阻式糧食水分測試儀的制作方法
【專利摘要】本發明公開了電阻式糧食水分測定儀，包括溫度傳感器、采樣電阻、信號調理單元、微控制單元、驅動單元、通訊單元、輸入單元和顯示單元，所述電阻式糧食水分測定儀通過采樣電阻獲得糧食的電阻值，該電阻值與微控制單元預設的水分電阻的對應關系進行比對，獲得糧食水分測量初始數值，同時溫度傳感器獲得糧食的溫度數值，該溫度數值發送至微控制單元對糧食水分測量初始數值進行修正，獲得糧食水分測量最終數值，從而實現了對糧食水分的實時、準確測量，同時，該測量儀具有抗干擾能力強、電路結構簡單、成本低廉的特點。
【專利說明】
電阻式糧食水分測試儀
技術領域
[0001 ]本發明涉及糧食水分檢測領域，具體涉及電阻式糧食水分測試儀。【背景技術】
[0002]正常的糧食都含有適量的水分，并且水分含量通常保持在一定的范圍之內，這是糧食維持生命及保持其固有良種品質和食用品質所必需的。由于受到收獲早晚、成熟度及氣候條件的影響，糧食的水分含量是變化的數值。糧食水分含量是評價糧食品質的重要指標，是糧食檢測的基本項目之一，糧食水分檢測方法在原理上分為:電阻法、電容法、中子法、微波法、紅外法、核磁共振法等。其中，考慮物料對象特性，紅外法主要用于表面水分測量，多見于紙張水分檢測中；中子法和核磁共振法基于水分中氫原子效應，系統復雜，造價高，不能體現檢測對象的專用性。微波法是利用水對微波能量的吸收或作用于糧食的微波參量隨水分變化的原理進行水分測量，其測量值與物料成分有關，測量電路及信號處理較復雜，價格偏高。電阻方法因其快速、準確、成本低的特點一直是最常用的水分測量方法，但現有的電阻式糧食水分測定儀存在測量準確性較差、采樣困難、抗干擾能力差的問題。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提高電阻式糧食水分測定儀測量的準確性，目的在于提供電阻式糧食水分測定儀，解決當前的測試儀準確性差、采樣困難、抗干擾能力差的問題。
[0004]本發明通過下述技術方案實現:電阻式糧食水分測定儀，包括采樣單元、微控制單元、驅動單元、通訊單元、輸入單元和顯示單元，其中，所述采樣單元與微控制單元電連接，用于采集糧食溫度數值和電阻值，具體包括溫度傳感器、采樣電阻和信號調理單元；所述微控制單元與驅動單元電連接，用于根據糧食溫度數值和電阻值獲得糧食水分數值；所述驅動單元外接取樣器，用于根據驅動單元指令控制取樣器動作；所述通訊單元與微控制單元電連接，用于微控制單元與上位機的數據交換；所述輸入單元與微控制單元電連接，用于向微控制單元發送操作指令；所述顯示單元與微控制單元電連接，用于顯示測定結果。
[0005]特別的，所述微控制單元采用AT_megal28單片機芯片。
[0006]特別的，所述通訊單元采用RS232串行通訊接口。
[0007]特別的，所述輸入單元采用鍵盤。
[0008]特別的，所述顯示單元采用IXD顯示屏。
[0009]本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果:本發明所述的電阻式糧食水分測定儀，能夠實現對糧食水分的實時、準確測量，同時，該測量儀具有抗干擾能力強、電路結構簡單、成本低廉的特點。【附圖說明】
[0010]此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發明實施例的限定。在附圖中:圖1為本發明實施例一提供的電阻式糧食水分測定儀結構框圖。【具體實施方式】
[0011]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發明，并不作為對本發明的限定。
[0012]實施例一如圖1所示，圖1為本發明實施例一提供的電阻式糧食水分測定儀結構框圖。
[0013]所述電阻式糧食水分測定儀，包括采樣單元、微控制單元、驅動單元、通訊單元、輸入單元和顯示單元。
[0014]所述采樣單元采集糧食溫度數值和電阻值，具體包括溫度傳感器、采樣電阻和信號調理單元。其中，采樣電阻經信號調理單元連接微控制單元，溫度傳感器直接連接微控制單元。所述溫度傳感器采用DALLAS公司的單總線器件DS18820,用于補償環境溫度對糧食內部水分的影響，環境溫度直接以“一線總線”的數字方式傳輸，省去了溫度傳感器的放大處理等環節，大大提高了系統的抗干擾性，適合于惡劣環境的現場溫度測量。同時它只占用單片機的一個端口，節約了系統的硬件資源，因此具有較高的性價比。
[0015]所述微控制單元與驅動單元電連接，根據糧食溫度數值和電阻值獲得糧食水分數值。所述微控制單元采用Atreel公司的高速嵌入式單片機AT-megal28,它采用先進的RISC 精簡指令集結構，具有128 KB的在線可重復編程的FLASH、4 KB的SRAM和4 KB的E2PR0M，同時具有8/16位定時器/計數器、PWM輸出模塊、UART、SPI等多種串行通信接口、可編程的看門狗定時器等功能模塊、豐富的外部和內部中斷源、多種工作模式。這些特性使ATmegal28成為功能更強大的微控制器，更好地支持應用于脈寬調制、高速I/O、遞增/遞減計數能力等工業控制等場合。在程序中主要完成水分的采樣和高速處理、LCD顯示、鍵盤輸人、驅動輸出、 與PC機進行通信等工作。該測定儀的測量的范圍在5?30%之間，精度在±0.2%，水分用2 個字節表示，因此共需要1 KB保存在某一溫度條件下的水分值，再加上溫度補償系數和密碼的設定。4 KB空間已經足夠了。它的可編程的看門狗定時器模塊能保證系統能夠可靠穩定的工作。
[0016]所述驅動單元外接取樣器，根據驅動單元指令控制取樣器動作，所述驅動單元由繼電器驅動芯片ULN2003和+5 V DC繼電器組成，測試開始時，單片機發出控制信號，由電機帶動取樣器使樣品壓結實，保持壓力恒定，以獲取比較一致的電阻取樣值，當一個樣品測試完成后，使取樣器復位，準備下次測量。[0〇17]所述通訊單元與微控制單元電連接，微控制單元與上位機的數據交換。具體采用 RS232串行通訊接口，微控制單元通過RS 232串行通信接口實現與PC機的通信，把測量數據上傳至計算機中，以進行進一步的數據處理，同時也可進行遠程操作，實現在線測量。
[0018]所述輸入單元與微控制單元電連接，向微控制單元發送操作指令，具體采用鍵盤電路，所述鍵盤電路由模式鍵、加鍵、減鍵、確認鍵、退出鍵、測試鍵、平均鍵、清除鍵、停止鍵、修正鍵等組成，用于實現測量品種的選擇、參數的設定與修改、測試與數據處理等工作。
[0019]所述顯示單元與微控制單元電連接，顯示測定結果，具體采用采用LCD顯示屏，所述LCD顯示屏采用T6963C控制器的128X64點陣模塊，它可同時顯示測量品種水稻、玉米、大豆、小麥，然后通過鍵盤確定具體的測試對象，在每個測試子菜單下顯示測量值、測量次數、 平均值、標定值設定密碼等選項，只有當操作者的輸入密碼與系統給定的密碼相同時，才能進行標定值的設定，一般情況下，這些值是不能隨意修改的。
[0020]上述電阻式糧食水分測定儀具體工作過程為:不同地區的糧食作物具有不同的測量基準值，因此在測試之前，根據不同的糧食種類，在不同的狀態下進行標定工作，建立起標準的測量數據關系，將這些數據預設在微控制單元中，微控制單元存儲不同種類的糧食的水分的標定值、溫度補償系數和系統的密碼等參數。在使用之前需要進行水分的標定工作，把同一樣本分別在標準測定儀和本測定儀同時進行比對測量，確定水分和電阻的關系， 然后再通過鍵盤把對應關系寫入微控制單元中保存起來，形成標準的測量曲線或數據表格。同時考慮到溫度的影響，必須加上溫度補償系數以進行修正。在實際測量時，把當前的測量值與這些標準值進行比較，就可以實現水分的測量。
[0021]本發明的技術方案通過采樣電阻獲得糧食的電阻值，該電阻值與微控制單元預設的水分電阻的對應關系進行比對，獲得糧食水分測量初始數值，同時溫度傳感器獲得糧食的溫度數值，該溫度數值發送至微控制單元對糧食水分測量初始數值進行修正，獲得糧食水分測量最終數值，從而實現了對糧食水分的實時、準確測量，同時，該測量儀具有抗干擾能力強、電路結構簡單、成本低廉的特點。
[0022]以上所述的【具體實施方式】，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.電阻式糧食水分測定儀，其特征在于，包括采樣單元、微控制單元、驅動單元、通訊單 元、輸入單元和顯示單元，其中，所述采樣單元與微控制單元電連接，用于采集糧食溫度數值和電阻值，具體包括溫度 傳感器、采樣電阻和信號調理單元；所述微控制單元與驅動單元電連接，用于根據糧食溫度數值和電阻值獲得糧食水分數 值；所述驅動單元外接取樣器，用于根據驅動單元指令控制取樣器動作；所述通訊單元與微控制單元電連接，用于微控制單元與上位機的數據交換；所述輸入單元與微控制單元電連接，用于向微控制單元發送操作指令；所述顯示單元與微控制單元電連接，用于顯示測定結果。2.根據權利要求1所述的電阻式糧食水分測定儀，其特征在于，所述微控制單元采用 AT-megal28單片機芯片。3.根據權利要求1所述的電阻式糧食水分測定儀，其特征在于，所述通訊單元采用 RS232串行通訊接口。4.根據權利要求1所述的電阻式糧食水分測定儀，其特征在于，所述輸入單元采用鍵盤。5.根據權利要求1所述的電阻式糧食水分測定儀，其特征在于，所述顯示單元采用LCD顯示屏。
【文檔編號】G01N27/12GK106093143SQ201610735865
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月26日
【發明人】陳靜, 柴軍
【申請人】成都漢康信息產業有限公司