[发明专利]一种基于纯电阻测量的湿型粘土砂含水量的测量方法

摘要

一种基于纯电阻测量的湿型粘土砂含水量的测量方法，涉及铸造领域。解决了传统电阻法在对湿型砂含水量进行测量时，存在电容参数对电阻的影响而造成测试精度不高的问题。该方法通过下列步骤实现：（1）组装基于纯电阻测量的湿型粘土砂含水量的测量装置，它由电阻水分传感器、信号调理单元、激励信号源、A/D转换单元、数据通信单元和计算机构成；（2）组装由电阻水分传感器、信号调理单元、激励信号源组成的电压测量电路；（3）利用测量装置和电压测量电路测量湿型粘土砂的电阻和含水量。该方法通过FFT变换、提取采样序列的基波分量和基波分量的实部与虚部分离，可得到仅与电阻相关的基波分量实部值，从而准确求得湿型砂的电阻和含水量。

主权项

一种基于纯电阻测量的湿型粘土砂含水量的测量方法，其特征在于一种基于纯电阻测量的湿型粘土砂含水量的测量方法通过下列步骤实现：一、组装基于纯电阻测量的湿型粘土砂含水量的测量装置：基于纯电阻测量的湿型粘土砂含水量的测量装置，它由电阻水分传感器（1）、信号调理单元（2）、激励信号源（3）、A/D转换单元（4）、数据通信单元（5）和计算机（6）构成，其中电阻水分传感器（1）的信号输出端与信号调理单元（2）的一个信号输入端相连，激励信号源（3）的激励信号输出端与信号调理单元（2）的另一个信号输入端相连、同时与A/D转换单元（4）的一个信号采集输入端相连，信号调理单元（2）的信号输出端与A/D转换单元（4）的另一个信号采集输入端相连，A/D转换单元（4）的信号输出端与数据通信单元（5）的信号输入端相连，数据通信单元（5）的信号输出端与计算机（7）的信号输入端相连；二、组装由电阻水分传感器（1）、信号调理单元（2）、激励信号源（3）组成的电压测量电路：由电阻水分传感器（1）、信号调理单元（2）、激励信号源（3）组成的电压测量电路，它包括放大器A、平衡电阻R₀、反馈电阻R_f、湿型粘土砂电阻R_x、湿型粘土砂电容C_x和正弦波激励信号源U_i，其中放大器A的反相输入端与反馈电阻R_f的一端相连、同时与湿型粘土砂电阻R_x和湿型粘土砂电容C_x的一端相连，放大器A的输出端与反馈电阻R_f的另一端相连，放大器A的同相输入端与平衡电阻R₀的一端相连，平衡电阻R₀的另一端与正弦波激励信号源U_i的一端相连，正弦波激励信号源U_i的另一端与湿型粘土砂电阻R_x和湿型粘土砂电容C_x的另一端相、同时接地，放大器A的输出端输出电压U₀和正弦波激励信号源U_i接A/D转换单元（4）；三、利用测量装置和电压测量电路测量湿型粘土砂的电阻和含水量：将电阻水分传感器1插入被测湿型粘土砂中，激励信号源3产生正弦波激励信号U_i=U_imsin(ωt)，在正弦波激励信号U_i的初始相位为0的时刻，A/D转换单元（4）对放大器A的输出端输出电压U₀=a₀cos(ωt+φ)采样n次，得到采样序列U₀(n)，并通过数据通信单元（5）送至计算机（6），计算机（6）对采样序列U₀(n)进行FFT变换，提取并对基波分量进行实部和虚部分离，得到实部分量对应着，由公式求得湿型粘土砂的电阻，再通过已有的湿型粘土砂电阻R_x与含水量之间的关系，即可求得湿型粘土砂的含水量；其中步骤二所述的反馈电阻R_f的电阻温度系数小于0.2ppm/℃；步骤三中所述的采样次数n为2的整数次幂，以便于进行FFT变换。