你好,欢迎访问 中国计量测控网(http://www.jlck.cn/) | 登录 | 注册

基于单片机的电容式固态物含水率测量系统

2010/8/26 9:17:15  来源:中国计量测控网 
字号: 13号字 16号字

  1 引言

  许多固态物在生产、储运、销售过程中都需要对其含水率进行检测。含水率检测的精确与否直接影响企业的生产成本、管理效率与效益。本文从工程实际出发,介绍一种有效的固态物含水率测量方法,系统简单、成本低、灵敏度高。

  固态物含水率的测量方法中最简便、实用的方法是电测法,电测法又分为电导式和电容式两种。其主要原理是利用含水率变化会引起物体的电导率或介电常数的变化,对物体的电导率或介电常数进行测量,利用一定的变换关系,就可以得到物体的含水率[1]。本文提出利用mcs-51单片机来实现电容式固态物含水率测 量系统。

  2 测量原理

  以电容器为敏感元件,当被测物置于两极板中时,载有被测固态物的电容器的相对介电常数可以表示为:

  装有被测物的电容式传感器的电容量是相对介电常数 ε′的函数,ε″为损耗因子。被测物的含水率直接影响电容器的相对介电常数ε′,因此,电容量是两极板之间物质的介电常数ε′的函数。当被测物的含水率增 加时,ε′变大,引起电容值变大。所以,测量电容的值,通过一定的变换关系,就可以得出相应被测物的含水率[1][2]。

  3 硬件电路

  系统整体硬件结构如图1所示,采用ad9850作为信号发生电路。芯片ad9850采用了dds(direct digital synthesis)技术,内部集成了高速、高性能的d/a转换器和比较器,实现了完全数字化的可编程频率发生器。ad9850的频率输出范围宽,输出波 形的频率分辨率为0.0291hz,输出波形的温度稳定性为150ppm/℃,完全满足电容检测电路对激励波形幅值和频率稳定性的要求。而且可以利用软件 很方便的改变输出信号的幅值和频率,对于软件算法的实施提供了良好的条件。

  图1 系统整体硬件结构图

  电容检测电路采用电容—电压变换电路,其原理如图2所示,其中cx为被测电容,r7为已知电阻,a为高输入阻抗的运放。此电路为典型的微分电路,利用输出 电压的变化来测量电容cx的变化[3]。

  图 2 电容检测电路原理图

  由式(3)可以得出输出电压的平均值与被测电容cx成正比关系。因此,可以利用此关系将电容检测电路输出信号的平均值经a/d转换器转变为数字信号后由单片机完成电容值的计算,进而求解出被测物的含水率。

【免责声明】本文仅代表作者个人观点,与中国计量测控网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以 及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。

计测微信
前沿的计量测试资讯海量呈现,高端的计量测试技术权威发布。
service@jlck.cn
计测客户端下载
这里有计量领域最大的社交圈子,您可以在这里交流互动、拓展人脉、施展才华。iPhone
这里有计量领域最大的社交圈子,您可以在这里交流互动、拓展人脉、施展才华。Android

共有0参与评论,查看评论

用户名: 密码:


关于我们 | 广告业务 | 网站地图 | 网站导航 | 服务条款 | 版权所有 | 设为首页 | 加入收藏
Copyright © 2009 jlck.cn. All Rights Reserved 中国计量测控网 版权所有    
京ICP备09069416号-1   京公网安备110401021000079号   计测网客服:010-62453984
  邮编:100095   邮箱:liwei@jlck.cn   广告业务QQ:1329516046  客服QQ:568796035   投稿QQ:1606741657