电容式玉米水分测量系统的研究

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1、万方数据山东理工大学硕士学位论文摘要摘要玉米水分含量是影响玉米安全运输、储藏的主要因素，也是玉米用于饲料、食用及工业中必不可少的测量部分。玉米作为主要谷类作物，由于颗粒粒径大，在测量时产生的缝隙大，使装置的介电常数易受空气的影响，不容易精确测量。在各种玉米水分测量方法中，电容法以结构简单、成本低、易于在线测量等特点成为玉米水分检测的主要方法。本文基于电容法测玉米水分的原理，设计电容式玉米水分测量系统，包括硬件和软件设计，并根据测量的数据分析影响玉米水分的因素，即电容值、温度、定容积重量，用多元回归拟合法建立玉米水分和影响因素之间的关系，具体研究内容和结果如下：1.研究玉米水分测量

2、的基本方法和检测电路，设计电容式水分传感器，并对结构进行优化。2.根据系统测量水分的要求，设计玉米水分测量系统的硬件电路，包括单片机MSP430F135的外围电路、电容检测电路、温度检测电路以及电源电路，详细分析工作原理，得出电容检测电路输出电压与输入电容之间的关系和温度检测电路输出电压与输入温度之间的关系。3.测量系统软件即单片机系统软件设计，主要是对电容检测电路和温度检测电路输出信号的接收、进行模数转换后保存结果，并将结果通过通讯接口传给计算机以进行测量数据的处理。4.根据实验要求配置12份不同含水量的玉米样品，在五个温度下进行重复五次的实验数据采集，并对玉米样品进行称重记录

3、结果。用狄克逊准则进行实验数据处理，用最小二乘法三次拟合出同一温度下电容值与水分含量之间的关系曲线与方程，不同温度下定容积重量与水分含量之间的关系，综合分析系统测量玉米水分的影响因素，建立玉米水分含量与电容值、温度、定容积重量之间的回归方程。5.验证玉米水分测量系统的精确度，并与烘干法测量的水分值相比较，得出水分范围在10%∼35%间时，测量误差小于±0.03，但是在高水分含量时，系统测量误差加大。关键词：电容式，玉米水分测量，检测电路，回归方程I万方数据山东理工大学硕士学位论文AbstractAbstractCornmoisturecontentisthemainfactoro

4、feffectingcornsafetransportationandstorage,andisalsoanindispensablemeasurementpartwhenitisusedtofeed,foodandindustry.Cornisoneofthemaingraincrops.Duetolargeparticlesize,itwillproducelargegapduringmeasuringmoisturecontent.Becauseairhasmuchinfluenceondielectricconstantofthedevice,moistureconten

5、tisnotprecision.Inallkindsofcornmoisturemeasurementmethods,capacitancemethodbecomesthemainmethodwithsimplestructure,lowcostandonlinemeasurement.Thispaperdesignscapacitivecornmoisturemeasurementsystem,includinghardwareandsoftwaredesign.Accordingtomeasurementdata,Ianalyzefactorsofaffectingcornm

6、oisture,suchas,thecapacitancevalue,temperatureandvolumeweight.Usingmultipleregressionsestablishesrelationshipbetweencornmoistureandinfluencefactors.Theresearchcontentandtheresultsareasfollows:1.Studyonbasicmethodsofcornmoisturemeasurementandmeasurementcircuits,designandoptimizestructureofcapa

7、citivemoisturesensor.2.Accordingtotherequirementsofthesystemcornmoisturemeasurement,designhardwarecircuit,includingperipheralcircuitofMSP430F135,capacitancedetectioncircuit,temperaturedetectioncircuitandpowercircuit.Analyzethedetailofworkingp