[发明专利]一种用于电阻式水份测量传感器的电路的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及水份测量领域，具体涉及一种用于电阻式水份测量传感器的电路的测量方法。

背景技术

随着社会的发展，用于测量物质水份的测量分析仪器已经广泛应用于社会之中，目前，常见的测量分析仪器为电阻式水份测量仪和电容式水份测量仪；电阻式水份测量仪的测量稳定度较高，电容式水份测量仪的测量范围较宽。

但是，电阻式水份测量仪和电容式水份测量仪分别存在以下缺陷：

（1）电阻式水份测量仪式根据被测物的电阻特性与所含水份的对应比例，测量被测物的水份。因为被测物的电阻在测量水份范围内急剧变化（从几十欧姆到几千兆欧姆），被测物的电阻的非线性较差，因此，电阻式水份测量仪的测量电路的测量范围较窄。

（2）电容式水份测量仪测量被测物的水份时，传感器构成的电容的介电常数，会因被测物水份的不同发生变化，进而使得电容的容量发生变化；电容式水份测量仪通过电容的容量与被测物的水份成比例关系，测量被测物的水份。在实际使用中，介电常数会受到被测物的密度、颗粒大小和颗粒形状影响；例如：被测物为玉米，玉米颗粒有圆形和扁形，扁形的玉米颗粒或大或小，大颗粒玉米和小颗粒玉米均会使得传感器电容的介电常数发生改变，进而影响电容式水份测量仪的测量稳定度。

电容式水份测量仪一般采用震荡电路或者RC时间信号电路，组成震荡电路或者RC时间信号电路的电子元件具有分布电容效应，其电容的容量一般为5PF～15PF，电容式水份测量仪的采样传感器构成的电容的容量一般为20PF～300PF，分布电容的容量占据了传感器构成的电容的容量中较大的比例。由于分布电容会随温度、时间的变化而变化，因此，震荡电路的震荡频率或者RC时间信号均会随着温度和时间的变化发生改变，进而使得电容式水份测量仪测得的水份值容易漂移，测量稳定度较差。

此外，市场上还有其它水份测量仪器，例如微波、核磁共振、红外等测量分析仪器，上述水份测量仪器不仅结构比较复杂，制造成本较高，而且测量的稳定度较低、漂移较大，需要经常校准和维护。上述水份测量仪器主要用在电阻式水份测量仪和电容式水份测量仪无法测量的地方（例如茶叶、烟草测量对象个体差异很大的对象、实验室），其适用范围比较单一。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于电阻式水份测量传感器的电路的测量方法，它能够加快电阻式水份测量传感器的测量速度，电阻式水份测量传感器不仅测量范围较宽，而且测量稳定度较高。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种用于电阻式水份测量传感器的电路的测量方法，所述电路包括电源单元、通信接口单元、升压稳压单元、CPU采集处理单元、传感器、限流分压单元、第一电子切换开关K1、运算放大器IC1、电容C1、采样单元和第二电子切换开关K2；所述电源单元分别与CPU采集处理单元、升压稳压单元相连，所述通信接口单元与CPU采集处理单元相连，升压稳压单元与传感器相连；

所述限流分压单元的一端与传感器相连，另一端通过第一电子切换开关K1与CPU采集处理单元相连；限流分压单元通过第一电子切换开关K1与采样单元相连；限流分压单元通过第一电子切换开关K1与电容C1相连，电容CI接地；限流分压单元通过第一电子切换开关K1与运算放大器IC1的同相输入端相连，运算放大器IC1的反向输入端与运算放大器IC1的输出端相连，运算放大器IC1的输出端分别与升压稳压单元、CPU采集处理单元相连；

所述采样单元通过第二电子切换开关K2与CPU采集处理单元相连，第二电子切换开关K2接地，采样单元包括并联的第一取样电阻RB1、第二取样电阻RB2、第三取样电阻RB3和第四取样电阻RB4；第一取样电阻RB1的阻值为1000KΩ～20000KΩ，第二取样电阻RB2的阻值为第一取样电阻RB1的十分之一，第三取样电阻RB3的阻值为第二取样电阻RB2的十分之一，第四取样电阻RB4的阻值为第三取样电阻RB3的十分之一；

所述测量方法包括以下步骤：

A、将第一电子切换开关K1与限流分压单元连通，将第二电子切换开关K2与第一取样电阻RB1连通；电源单元分别为升压稳压单元和CPU采集处理单元供电，升压稳压单元为传感器提供测量电压；