[實用新型]一種用于電阻式水份測量傳感器的電路

有效

• 申請號: 201320555534.1
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN203414434U
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 萬志雄;李巍
• 申請（專利權）人: 武漢凱特復興科技有限責任公司
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型涉及水份測量領域，具體涉及一種用于電阻式水份測量傳感器的電路。

背景技術

隨著社會的發展，用于測量物質水份的測量分析儀器已經廣泛應用于社會之中，目前，常見的測量分析儀器為電阻式水份測量儀和電容式水份測量儀；電阻式水份測量儀的測量穩定度較高，電容式水份測量儀的測量范圍較寬。

但是，電阻式水份測量儀和電容式水份測量儀分別存在以下缺陷：

（1）電阻式水份測量儀式根據被測物的電阻特性與所含水份的對應比例，測量被測物的水份。因為被測物的電阻在測量水份范圍內急劇變化（從幾十歐姆到幾千兆歐姆），被測物的電阻的非線性較差，因此，電阻式水份測量儀的測量電路的測量范圍較窄。

（2）電容式水份測量儀測量被測物的水份時，傳感器構成的電容的介電常數，會因被測物水份的不同發生變化，進而使得電容的容量發生變化；電容式水份測量儀通過電容的容量與被測物的水份成比例關系，測量被測物的水份。在實際使用中，介電常數會受到被測物的密度、顆粒大小和顆粒形狀影響；例如：被測物為玉米，玉米顆粒有圓形和扁形，扁形的玉米顆粒或大或小，大顆粒玉米和小顆粒玉米均會使得傳感器電容的介電常數發生改變，進而影響電容式水份測量儀的測量穩定度。

電容式水份測量儀一般采用震蕩電路或者RC時間信號電路，組成震蕩電路或者RC時間信號電路的電子元件具有分布電容效應，其電容的容量一般為5PF～15PF，電容式水份測量儀的采樣傳感器構成的電容的容量一般為20PF～300PF，分布電容的容量占據了傳感器構成的電容的容量中較大的比例。由于分布電容會隨溫度、時間的變化而變化，因此，震蕩電路的震蕩頻率或者RC時間信號均會隨著溫度和時間的變化發生改變，進而使得電容式水份測量儀測得的水份值容易漂移，測量穩定度較差。

此外，市場上還有其它水份測量儀器，例如微波、核磁共振、紅外等測量分析儀器，上述水份測量儀器不僅結構比較復雜，制造成本較高，而且測量的穩定度較低、漂移較大，需要經常校準和維護。上述水份測量儀器主要用在電阻式水份測量儀和電容式水份測量儀無法測量的地方（例如茶葉、煙草測量對象個體差異很大的對象、實驗室），其適用范圍比較單一。

實用新型內容

針對現有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種用于電阻式水份測量傳感器的電路，它能夠加快電阻式水份測量傳感器的測量速度，電阻式水份測量傳感器不僅測量范圍較寬，而且測量穩定度較高。

為達到以上目的，本實用新型采取的技術方案是：一種用于電阻式水份測量傳感器的電路，包括電源單元、通信接口單元、升壓穩壓單元、CPU采集處理單元、傳感器、限流分壓單元、第一電子切換開關K1、運算放大器IC1、電容C1、采樣單元和第二電子切換開關K2；所述電源單元分別與CPU采集處理單元、升壓穩壓單元相連，所述通信接口單元與CPU采集處理單元相連，升壓穩壓單元與傳感器相連；

所述限流分壓單元的一端與傳感器相連，另一端通過第一電子切換開關K1與CPU采集處理單元相連；限流分壓單元通過第一電子切換開關K1與采樣單元相連；限流分壓單元通過第一電子切換開關K1與電容C1相連，電容CI接地；限流分壓單元通過第一電子切換開關K1與運算放大器IC1的同相輸入端相連，運算放大器IC1的反向輸入端與運算放大器IC1的輸出端相連，運算放大器IC1的輸出端分別與升壓穩壓單元、CPU采集處理單元相連；

所述采樣單元通過第二電子切換開關K2與CPU采集處理單元相連，第二電子切換開關K2接地，采樣單元包括并聯的第一取樣電阻RB1、第二取樣電阻RB2、第三取樣電阻RB3和第四取樣電阻RB4；第一取樣電阻RB1的阻值為1000KΩ～20000KΩ，第二取樣電阻RB2的阻值為第一取樣電阻RB1的十分之一，第三取樣電阻RB3的阻值為第二取樣電阻RB2的十分之一，第四取樣電阻RB4的阻值為第三取樣電阻RB3的十分之一。

在上述技術方案的基礎上，所述CPU采集處理單元包括用于提高測量速度的高速A/D采集模塊。

在上述技術方案的基礎上，所述限流分壓單元包括第一限流電阻RA1，第一限流電阻RA1的阻值為100KΩ。

在上述技術方案的基礎上，所述限流分壓單元還包括第二限流電阻RA2，第一限流電阻RA1和第二限流電阻RA2并聯，第二限流電阻RA2的阻值為10KΩ。