一种用于电阻式水份测量传感器的电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于电阻式水份测量传感器的电路，涉及水份测量领域，包括电源单元、通信接口单元、升压稳压单元、采集处理单元、传感器、限流分压单元、运算放大器、电容和采样单元；电源单元分别与采集处理单元、升压稳压单元相连，通信接口单元与CPU采集处理单元相连，升压稳压单元与传感器相连；限流分压单元的一端与传感器相连，另一端通分别与采集处理单元、采样单元、电容和运算放大器；采样单元与CPU采集处理单元相连，采样单元包括并联的第一取样电阻、第二取样电阻、第三取样电阻和第四取样电阻。本实用新型专利技术能够加快电阻式水份测量传感器的测量速度，电阻式水份测量传感器不仅测量范围较宽，而且测量稳定度较高。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种用于电阻式水份测量传感器的电路，涉及水份测量领域，包括电源单元、通信接口单元、升压稳压单元、采集处理单元、传感器、限流分压单元、运算放大器、电容和采样单元；电源单元分别与采集处理单元、升压稳压单元相连，通信接口单元与CPU采集处理单元相连，升压稳压单元与传感器相连；限流分压单元的一端与传感器相连，另一端通分别与采集处理单元、采样单元、电容和运算放大器；采样单元与CPU采集处理单元相连，采样单元包括并联的第一取样电阻、第二取样电阻、第三取样电阻和第四取样电阻。本技术能够加快电阻式水份测量传感器的测量速度，电阻式水份测量传感器不仅测量范围较宽，而且测量稳定度较高。【专利说明】—种用于电阻式水份测量传感器的电路
本技术涉及水份测量领域，具体涉及一种用于电阻式水份测量传感器的电路。
技术介绍
随着社会的发展，用于测量物质水份的测量分析仪器已经广泛应用于社会之中，目前，常见的测量分析仪器为电阻式水份测量仪和电容式水份测量仪；电阻式水份测量仪的测量稳定度较高，电容式水份测量仪的测量范围较宽。但是，电阻式水份测量仪和电容式水份测量仪分别存在以下缺陷:(I)电阻式水份测量仪式根据被测物的电阻特性与所含水份的对应比例，测量被测物的水份。因为被测物的电阻在测量水份范围内急剧变化(从几十欧姆到几千兆欧姆)，被测物的电阻的非线性较差，因此，电阻式水份测量仪的测量电路的测量范围较窄。(2)电容式水份测量仪测量被测物的水份时，传感器构成的电容的介电常数，会因被测物水份的不同发生变化，进而使得电容的容量发生变化；电容式水份测量仪通过电容的容量与被测物的水份成比例关系，测量被测物的水份。在实际使用中，介电常数会受到被测物的密度、颗粒大小和颗粒形状影响；例如:被测物为玉米，玉米颗粒有圆形和扁形，扁形的玉米颗粒或大或小，大颗粒玉米和小颗粒玉米均会使得传感器电容的介电常数发生改变，进而影响电容式水份测量仪的测量稳定度。电容式水份测量仪一般采用震荡电路或者RC时间信号电路，组成震荡电路或者RC时间信号电路的电子元件具有分布电容效应，其电容的容量一般为5PF?15PF，电容式水份测量仪的采样传感器构成的电容的容量一般为20PF?300PF，分布电容的容量占据了传感器构成的电容的容量中较大的比例。由于分布电容会随温度、时间的变化而变化，因此，震荡电路的震荡频率或者RC时间信号均会随着温度和时间的变化发生改变，进而使得电容式水份测量仪测得的水份值容易漂移，测量稳定度较差。此外，市场上还有其它水份测量仪器，例如微波、核磁共振、红外等测量分析仪器，上述水份测量仪器不仅结构比较复杂，制造成本较高，而且测量的稳定度较低、漂移较大，需要经常校准和维护。上述水份测量仪器主要用在电阻式水份测量仪和电容式水份测量仪无法测量的地方(例如茶叶、烟草测量对象个体差异很大的对象、实验室)，其适用范围比较单一。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种用于电阻式水份测量传感器的电路，它能够加快电阻式水份测量传感器的测量速度，电阻式水份测量传感器不仅测量范围较宽，而且测量稳定度较高。为达到以上目的，本技术采取的技术方案是:一种用于电阻式水份测量传感器的电路，包括电源单元、通信接口单元、升压稳压单元、CPU采集处理单元、传感器、限流分压单元、第一电子切换开关K1、运算放大器IC1、电容Cl、采样单元和第二电子切换开关K2 ；所述电源单元分别与CPU采集处理单元、升压稳压单元相连，所述通信接口单元与CPU采集处理单元相连，升压稳压单元与传感器相连；所述限流分压单元的一端与传感器相连，另一端通过第一电子切换开关Kl与CPU采集处理单元相连；限流分压单元通过第一电子切换开关Kl与采样单元相连；限流分压单元通过第一电子切换开关Kl与电容Cl相连，电容Cl接地；限流分压单元通过第一电子切换开关Kl与运算放大器ICl的同相输入端相连，运算放大器ICl的反向输入端与运算放大器ICI的输出端相连，运算放大器ICl的输出端分别与升压稳压单元、CPU采集处理单元相连； 所述采样单元通过第二电子切换开关Κ2与CPU采集处理单元相连，第二电子切换开关Κ2接地，采样单元包括并联的第一取样电阻RB1、第二取样电阻RB2、第三取样电阻RB3和第四取样电阻RB4 ;第一取样电阻RBl的阻值为1000Κ Ω?20000Κ Ω，第二取样电阻RB2的阻值为第一取样电阻RBl的十分之一，第三取样电阻RB3的阻值为第二取样电阻RB2的十分之一，第四取样电阻RB4的阻值为第三取样电阻RB3的十分之一。在上述技术方案的基础上，所述CPU采集处理单元包括用于提高测量速度的高速A/D采集模块。在上述技术方案的基础上，所述限流分压单元包括第一限流电阻RA1，第一限流电阻RAl的阻值为100Κ Ω。在上述技术方案的基础上，所述限流分压单元还包括第二限流电阻RA2，第一限流电阻RAl和第二限流电阻RA2并联，第二限流电阻RA2的阻值为IOK Ω。在上述技术方案的基础上，所述第一取样电阻RBl的阻值为1000Κ Ω，第二取样电阻RB2的阻值为100Κ Ω，第三取样电阻RB3的阻值为IOK Ω，第四取样电阻RB4的阻值为IK Ω。在上述技术方案的基础上，所述电容Cl的容量为104PF。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：(I)本技术包括第一取样电阻、第二取样电阻、第三取样电阻和第四取样电阻，采用本技术的电阻式水份测量传感器测量被测物的电阻时，能够根据被测物的阻抗大小切换与之对应的第一取样电阻、第二取样电阻、第三取样电阻或第四取样电阻；保证采样电压的强度。因此，即使被测物的电阻在几十欧姆到几千兆欧姆阻范围内急剧变化，本技术测量时的采样电压依然较强，提高了测量灵敏度，进而增大了测量范围。(2)本技术的电容取值较小，一般为104PF，取值较小的电容能够缩短采集电压的建立时间，进而提高测量速度，适合动态测量。(3)本技术的CPU采集处理单元包括精度较高的高速A/D采集模块，高速A/D采集模块能够捕捉测量电压的变化、并通过运算与处理，补偿因测量电压的漂移引起的误差；高速A/D采集模块、第一取样电阻、第二取样电阻、第三取样电阻和第四取样电阻均能够提高本技术的分辨率；而且CPU采集处理单元能够对采样电压信号进行数字滤波，滤除掉信号干扰与信号波动，因此，本技术的测量稳定度较高。(4)本技术通过阻抗变换来测量测量被测物的电阻，测量被测物的电阻时，所用到的只是被测物的物质的组成，被测物的形状和结构均不易对测量被测物的电阻造成影响，进一步提闻了测量稳定度。【专利附图】【附图说明】图1为本技术实施例的结构框图。图中:第一限流电阻-RA1，第二限流电阻-RA2，第一取样电阻-RB1，第二取样电阻-RB2，第三取样电阻-RB3，第四取样电阻-RB4，第一电子切换开关-K1，第二电子切换开关-K2，运算放大器-1C1，电容-Cl。【具体实施方式】以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细说明。参见图1所示，本技术实施例中的用于电阻式水份测量传感器的电路，包括电源单元、通信接口单元、升压稳压单元、CPU采集处理单元、传感器、限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电阻式水份测量传感器的电路，包括电源单元、通信接口单元、升压稳压单元、CPU采集处理单元、传感器、限流分压单元、第一电子切换开关K1、运算放大器IC1、电容C1、采样单元和第二电子切换开关K2；其特征在于：所述电源单元分别与CPU采集处理单元、升压稳压单元相连，所述通信接口单元与CPU采集处理单元相连，升压稳压单元与传感器相连；所述限流分压单元的一端与传感器相连，另一端通过第一电子切换开关K1与CPU采集处理单元相连；限流分压单元通过第一电子切换开关K1与采样单元相连；限流分压单元通过第一电子切换开关K1与电容C1相连，电容CI接地；限流分压单元通过第一电子切换开关K1与运算放大器IC1的同相输入端相连，运算放大器IC1的反向输入端与运算放大器IC1的输出端相连，运算放大器IC1的输出端分别与升压稳压单元、CPU采集处理单元相连；所述采样单元通过第二电子切换开关K2与CPU采集处理单元相连，第二电子切换开关K2接地，采样单元包括并联的第一取样电阻RB1、第二取样电阻RB2、第三取样电阻RB3和第四取样电阻RB4；第一取样电阻RB1的阻值为1000KΩ～20000KΩ，第二取样电阻RB2的阻值为第一取样电阻RB1的十分之一，第三取样电阻RB3的阻值为第二取样电阻RB2的十分之一，第四取样电阻RB4的阻值为第三取样电阻RB3的十分之一。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：万志雄，李巍，
申请(专利权)人：武汉凯特复兴科技有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：