电阻式粮食水分测定仪的设计
时间:11-25
来源:EDN
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Tp1=Rref*C*ln3 (1)
再通过导通电阻为1 Ω的电子开关MAX4624切换到测量输入电阻的状态,测出它的脉冲宽度:
Tp2=Rin*C*ln 3 (2)
式(1)和(2)相除就得到输入电阻和脉宽的关系:
Rin=Tp2*R ref/Tp1 (3)
一般情况下测量电阻和参考电阻都是兆欧级的,因此,由电子开关引入的测量误差可以忽略。
电子开关和触发信号都由单片机控制。脉宽的测量由单片机的外中断和定时中断来完成,由于单片机的外部中断INT0和INT1均为负跳沿触发中断,因此在555的输出端加一级反相器,INT0中断采样输出信号的上跳沿,然后再经过一级反相器,INT1采样输出信号的下跳沿。两者采样的时间差就是脉冲宽度。时间差的计算可由单片机的定时中断来实现,在INT0的中断程序里开启定时中断,在INT1的中断程序里关闭定时中断。信号的采样波形如图3所示。
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软件部分包括主程序、人机界面和数据的测量与处理部分。主程序负责整个系统的协调与控制工作,通过调用不同的模块完成相应的工作。本测定仪以每个品种10次随机采样的算术平均值作为测量结果,有效地提高了测量的准确性和重复性。主程序的流程图如图4所示。
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人机界面包括LCD显示程序、键盘扫描程序等,LCD显示分为三个页面,第一个页面是测量品种选择页,可以通过加键、减键选择相应的品种,然后按确认键,进入到第二个页面进行测量,该页面中有当前测量值、测量次数、平均测量值、该品种标定值设定页的入口密码等参数。按相关的功能键,就可以完成测量、保存和退出等功能。当确实需要现场重新标定时,就可以输入标定密码,当输入的密码与系统内部的密码相同时,就可以进入到第三个页面,重新进行标定,在该页面中也可以重新设定系统密码。为了系统的安全性,也可以设定密码的输人次数,当输入的错误密码超过一定的次数时,对系统进行锁定,以防止恶意修改数据。数据的测量与处理完成水分采样中断处理、温度采样、测量数据线性化和温度漂移的补偿的数据处理等工作。水分测量程序采用两个外部中断0和1、一个定时器2来实现对脉宽的测量,具体的程序代码如下:
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4 结语
实际样机经过非线性补偿和误差修正,测量误差小于等于±0.5%,测量的水分范围为5%~30%(取决于谷物的标准),重复误差小于等于0.1%,使用的温度范围为0~40℃。达到国内外同类先进产品的技术指标。可适用于不同种类的粮食水分测量,具有比较广阔的市场前景。
编辑:博子
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