[发明专利]便携式农作物秸秆剪切力测量仪

说明书

所属技术领域

本发明涉及便携式农作物秸秆剪切力测量仪。

背景技术

农作物秸秆的剪切力不仅反应农作物秸秆物理品质的重要指标，同时也为设计农作物秸秆再加工提供重要参考依据。目前，我国农作物秸秆力学性能检测常用的设备是万能试验机，它可做剪切、压缩、拉伸、弯曲等实验，但实验台笨重，价格昂贵，不适用于田间地头现场测试，不利于大面积推广。因此，为了尽快提高我国农作物秸秆剪切力检测技术水平，设计一款适用于我国农业现状的农作物秸秆剪切力检测装置已成当务之急。

发明内容

为解决上述问题，本发明设计了便携式农作物秸秆剪切力测量仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

智能动态无功功率补偿器由传感器及其信号调理单元，A/D模数转换单元，电机控制单元和数据存储单元组成。

所述传感器及其信号调理单元，信号调理放大采用MAX4239。其具有低噪音、低

漂移、超精密放大器，通过使用归零技术提供了接近零直流偏移和漂移。该方法对输入失调电压不断地补偿，消除了时间、温度和噪声的漂移影响。

所述A/D模数转换单元主要以模拟量进行数据采集，数据的采集与处理是系统软硬件设计中最重要的组成部分，是决定整个系统是否能达到预期的性能指标，其中ADC模块的选择尤为重要。经过多次实验验证，模数转换器件选择16位A/D转换芯片AD7705。

所述电机控制单元，电机作为测量仪的主要动力来源，系统采用交流可逆减速电机。

所述数据存储单元，该测量仪数据存储分析可由两个模块分别是：一是通过串口模块将数据上传至上位机；二是通过CH375将数据存储到U盘等存储器中。

本发明的有益效果是，便携式农作物秸秆剪切力测量仪，以低功耗单片机MSP430F425为控制核心，采用机械结构与硬件电路一体化设计，进行了总体结构优化，减小了仪器的尺寸和重量，便于在农田进行现场检测。该装置系统稳定，控制精确，操作简单，节省大量人力、物力。不仅可以剪切农作物秸秆，配备其他取样刀片还可以测量其它台肉类、水果类等剪切力的大小，具有良好的实用性。该装置适用于我国农业现状，有利于我国农业的可持续发展，适宜在我国大面积推广。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是控制原理图。

图2是信号调理原理图。

图3是电机驱动原理图。

图4是U盘存储数据原理图。

图5是机械结构示意图。

具体实施方式

在图1中，该测量仪通过测量农作物秸秆受剪切力值来反映秸秆的品质特性。其测量原理：（1）传感器采集的剪切力值(模拟信号)成电信号；（2）传感器输出的微弱信号经信号调理电路进行信号放大和滤波处理；（3）放大后的信号经由ADC转换成数字信号；（4）单片机控制读取并处理，量化成实际剪切力值；（5）剪切力值在LCD上实时显示；（6）串口模块将数据上传至上位机或者存储U盘中。

在图2中，信号调理放大采用MAX4239。其具有低噪音、低漂移、超精密放大器，通过使用归零技术提供了接近零直流偏移和漂移。该方法对输入失调电压不断地补偿，消除了时间、温度和噪声的漂移影响。

在图3中，电机作为测量仪的主要动力来源，系统采用交流可逆减速电机，利用软件控制电机自动操作，也可通过按键实现手动操作。

在图4中，通常情况下将数据上传到PC机，在无PC机状况下，可以将采集的数据通过USB总线存入U盘。这种存储方式克服了数据存储对PC机的依赖，同时具有良好的通用性和稳定性、方便、廉价等特点，使得在复杂的环境中数据存储更加可靠。该模块由单片机、CH375接口芯片和U盘组成，完成数据的读写。

在图5中，1.滑杆；2.滑块；3.限位开关；4.丝杠；5.传感器与刀片连杆；6.手动摇杆；7.联动轴(电机轴)；8.待测物；9.交流电机；10.传感器；11.悬挂环；12.固定横梁；13.定刀片；14.动刀片；15.机架平台。