[实用新型]一种用于电阻式水分测量传感器的电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及粮食水分测量领域，具体涉及一种用于电阻式水分测量传感器的电路。

背景技术

随着社会的发展，用于测量物质水分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分测量仪和电容式水分测量仪；电阻式水分测量仪的测量稳定度较高，电容式水分测量仪的测量范围较宽。

但是，电阻式水分测量仪和电容式水分测量仪分别存在以下缺陷：

(1)电阻式水分测量仪式根据被测物的电阻特性与所含水分的对应比例，测量被测物的水分。因为被测物的电阻在测量水分范围内急剧变化(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，电阻式水分测量仪的测量电路的测量范围较窄。

(2)电容式水分测量仪测量被测物的水分时，传感器构成的电容的介电常数，会因被测物水分的不同发生变化，进而使得电容的容量发生变化；电容式水分测量仪通过电容的容量与被测物的水分成比例关系，测量被测物的水分。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，进而影响电容式水分测量仪的测量稳定度。

电容式水分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，电容式水分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，进而使得电容式水分测量仪测得的水分值容易漂移，测量稳定度较差。

此外，市场上还有其它水分测量仪器，例如微波、核磁共振、红外等测量分析仪器，上述水分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。上述水分测量仪器主要用在电阻式水分测量仪和电容式水分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。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种用于电阻式水分测量传感器的电路，该方法测量被测粮食的水分时，测量速度较快，适合动态、静态连续采集与测量，不仅测量范围较宽，测量精确度较高，而且被测粮食的水分的测量分辨率好，测量的稳定度较高，适用范围比较广泛。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：一种用于电阻式水分测量传感器的电路，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、第一标准电阻RB1、第二标准电阻RB2、第一限流电阻RA1、第二限流电阻RA2、第三限流电阻RA3、电子切换开关K1、运算放大器IC1、电容C1、第一三极管Q1、第二三极管Q2和信号转换线性校正放大处理单元；

所述CPU采集处理单元包括用于提高测量速度的模拟/数字A/D采集模块，电源单元分别与CPU采集处理单元、升压稳压单元相连，通信接口单元与CPU采集处理单元相连；

所述升压稳压单元分别通过第一标准电阻RB1、第二标准电阻RB2与电子切换开关K1相连；升压稳压单元依次通过传感器、第三限流电阻RA3与电子切换开关K1相连；

所述电子切换开关K1的控制端与CPU采集处理单元相连；所述第一标准电阻RB1、第二标准电阻RB2、第三限流电阻RA3均通过电子切换开关K1与运算放大器IC1的反相输入端相连，所述第一标准电阻RB1、第二标准电阻RB2、第三限流电阻RA3均通过电子切换开关K1与第二三极管Q2的电极C相连；

所述运算放大器IC1的同相输入端接地，运算放大器IC1的输出端通过第二限流电阻RA2分别与第一三极管Q1的发射极E、第二三极管Q2的发射极E相连；运算放大器IC1的输出端还通过电容C1与反向输入端相连；

所述升压稳压单元通过第一限流电阻RA1与第一三极管Q1的电极C相连，第一三极管Q1的电极C与基极B相连，第一三极管Q1的发射极E与第二三极管Q2的发射极E相连，第二三极管Q2的基极B接地；升压稳压单元依次通过第一限流电阻RA1、转换线性校正放大处理单元与A/D采集模块相连；