便携式粮食、肉类水分检测仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种便携式粮食、肉类水分检测仪。其特点是：包括带有电容探头的湿敏传感器，该湿敏传感器的输出端通过555多谐振荡电路与微处理器连接，从而通过555多谐振荡电路将采集到的湿度信号转换为频率信号供微处理器采样，该微处理器还与显示单元连接从而能显示检测到的湿度值。本实用新型检测仪设计构成简单，成本低廉，信号采集效果好，数据处理速度快，其体积�。亓壳幔阌谒嫔硇�。
【专利说明】便携式粮食、肉类水分检测仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种便携式粮食、肉类水分检测仪。
【背景技术】
[0002]近年来，随着城乡人们生活水平的提高，粮食肉类食用量越来越大，人们对生活的质量要求也越来越高。但是不法商贩为谋取暴利在粮食中撒水，在猪肉里注水坑害消费者的现象也不时出现。掺水的粮食、肉类已成为严重威胁人们身体健康的一大公害。
[0003]传统的粮食、肉类水分检测仪其适用范围都是相关检测部门，都是大范围、大批量检测。但是一些追求暴利的商贩，往往在对于流通领域的末端(比如菜市场)，任意在粮食中洒水，向肉类中注水。而消费者一般都为家庭主妇，判断是否注水大都以眼观、手摸等人为感官为主。不同的人判断的结果不同，准确率低，误差范围大。因此设计出一种经济实用的便携式粮食肉类水分检测仪是非常有必要的。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种价格低廉、操作简单并且适合普通消费者使用的便携式粮食、肉类水分检测仪。
[0005]一种便携式粮食、肉类水分检测仪，其特别之处在于:包括带有电容探头的湿敏传感器，该湿敏传感器的输出端通过555多谐振荡电路与微处理器连接，从而通过555多谐振荡电路将采集到的湿度信号转换为频率信号供微处理器采样，该微处理器还与显示单元连接从而能显示检测到的湿度值。
[0006]其中显示单元采用LED数码管。
[0007]其中微处理器采用单片机。
[0008]其中还包括壳体，所述湿敏传感器的电容探头铰接安装在该壳体上，并且在该壳体上铰接处旁设有电容探头安装槽。
[0009]其中湿敏传感器的输出端分别与555多谐振荡电路中的555定时器触发输入引脚和阈值输入引脚连接。
[0010]本实用新型检测仪设计构成简单，成本低廉，信号采集效果好，数据处理速度快，其体积�。亓壳幔阌谒嫔硇�。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的原理方框图；
[0012]图2为本实用新型的结构示意图；
[0013]图3为本实用新型主程序流程示意示意图；
[0014]图4为本实用新型定时器O溢出中断服务程序流程图；
[0015]图5为本实用新型中湿敏传感器与555多谐振荡电路的原理图。【具体实施方式】
[0016]如图1、2、5所示，本实用新型是一种便携式粮食、肉类水分检测仪，包括带有电容探头的湿敏(度)传感器，该湿敏传感器的输出端通过555多谐振荡电路与微处理器连接，从而通过555多谐振荡电路将采集到的湿度信号转换为频率信号供微处理器采样，该微处理器还与显示单元连接从而能显示检测到的湿度值。
[0017]如图5所示，其中555多谐振荡电路实现湿度信号到频率信号的转换，湿敏传感器HSllOl作为输入信号与555定时器TLC555的触发输入引脚和阈值输入引脚连接，通过外接电阻构成一个充放电电路，在TLC555输出引脚产生方波信号，其频率由外接电容和电阻决定。如果固定外接电阻的阻值，则方波频率仅与湿敏传感器HSllOl电容值有关，则由此实现了湿度到频率的转换。例如固定外接电阻值，取湿度范围为0%?100%RH，湿敏传感器HSllOl对应转换电容值162?200pF，方波信号对应的输出频率范围7351?6033Hz，从而实现其频率会随着电容(及湿度)的变化而变化。而显示单元采用LED数码管。另外微处理器采用单片机。
[0018]还包括壳体，所述湿敏传感器的电容探头铰接安装在该壳体上，并且在该壳体上铰接处旁设有电容探头安装槽。
[0019]本实用新型选用HSllOl湿敏传感器作为信号采集元件，通过2位共阳极LED数码(显示)管并行传送数据，实现水分显示。
[0020]本实用新型设计的内容主要包括三部分，一是对检测仪系统硬件部分的设计，包括温度采集电路和显示电路，其原理框图如图1所示；二是对系统软件部分的设计，主要包括主程序和定时器O溢出中断服务程序，应用C语言实现温度的采集与显示。其主程序流程图如图3所示，定时器O溢出中断服务程序流程图如图4所示。系统通过HSllOl直接读取被测温度值，然后送入555多谐振荡电路进行湿度信号到频率信号的转换，满足实时检测湿度的要求，同时通过LED数码管的显示功能，可以实现不间断的湿度显示，并带有复位功能；三是对传统的水分检测仪外观进行了改进设计。传统的水分测试仪采用不锈钢探头，一般其探头尺寸都在30cm以上，随身携带很不方便。本实用新型采用电容探头，可以适当减小探头的尺寸，并将其设计成可折叠操作方式，可以随身携带，非常方便。如图2所示。
[0021]本实用新型选用555时基电路与湿度传感器构成振荡器(555多谐振荡电路)。555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路。TLC555的最低工作电压只有2V，具有功耗低、输出电流大、成本低等特点。HSllOl为HUMIREL的相对湿度传感器，它是一种米用固态聚合物结构的电容式湿度传感器，在温度为25°C、相对湿度在0%?100%RH范围内:电容由162变到200pF，其误差不大于±2%RH ;响应时间小于5s ;温度系数为0.04pF/°C，精度较高。它具有互换性好、能够在长时间处于饱和状态后迅速脱湿、高可靠性和长时间稳定性、响应速度快、温度系数低、线性好以及适合自动化生产等优点，此外HSllOl传感器，不需要提供交流电源供电，也不需要ADC，应用电路简单。HSllOl价格低廉，非常适合本实用新型小成本制作。
[0022]本实用新型中单片机选用ATMEL的AT89C2051— 12PI。该芯片是一个低电压，高性能CM0S8位单片机是常用的20引脚单片机，兼容MCS — 51指令系统，工作电压为2.7?6V。湿度频率转换电路输出的脉冲送入单片机定时器I外部输入口 P3.5/T1，单片机利用内部计数器来对脉冲进行计数。2位数码管采用数码扫描的方式驱动，占用9个I/O 口。本实用新型采用3?5V的稳压电源供电，当使用较低电压的电源时，为了保证数码管的亮度，限流电阻R8?R14可以适当小一些。显示电路采用2个LED数码管作为显示器接单片机Pl口并行显示温度值，数码管由P3 口(P3.0?P3.3)选通，动态显示。
[0023]本实用新型的水分检测仪程序非常简单，主要包括主程序和定时器O溢出中断服务程序两部分。主程序采用测量频率的方法来测量湿度，每秒更新一次湿度值。虽然采用测量周期的方法可以提高湿度值更新的频率，但是在系统频率不是很高的情况下测量分辨率比较低，一般不采用这种方法，而且通常情况下湿度变化都比较缓慢，每一秒的更新频率已经能够满足使用要求。湿度-频率转换电路输出的脉冲由单片机内部计数器来计数，定时器O溢出中断服务程序每秒读取一次计数值。主程序在更新湿度值时首先对计数值进行判断，如果计数值在允许的范围内则继续通过逐次查表和比较得到要显示的湿度值，否则用字符代替湿度值来显示，表示测量结果超出范围或电路存在故障。定时器O溢出中断服务程序每隔Ims执行一次，主要任务是定时读取脉冲计数值以及数码管扫描。为了保证测量的准确性，在程序设计时，中断响应时间以及相关语句执行的时间也要考虑进去，使定时时间尽量准确。
[0024]本实用新型操作非常简单，将折叠的电容探头伸展开，使其垂直于仪器面板，打开面板开关按钮，将电容探头全部插入被测物体中，仪器面板上面数码显示管会自动显示含水率。若测量值和实际值存在误差，可以按住修正键进行修正，适当修正1-5个水分。
【权利要求】
1.一种便携式粮食、肉类水分检测仪，其特征在于:包括带有电容探头的湿敏传感器，该湿敏传感器的输出端通过555多谐振荡电路与微处理器连接，从而通过555多谐振荡电路将采集到的湿度信号转换为频率信号供微处理器采样，该微处理器还与显示单元连接从而能显示检测到的湿度值。
2.如权利要求1所述的便携式粮食、肉类水分检测仪，其特征在于:其中显示单元采用LED数码管。
3.如权利要求1所述的便携式粮食、肉类水分检测仪，其特征在于:其中微处理器采用单片机。
4.如权利要求1所述的便携式粮食、肉类水分检测仪，其特征在于:其中还包括壳体，所述湿敏传感器的电容探头铰接安装在该壳体上，并且在该壳体上铰接处旁设有电容探头安装槽。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的便携式粮食、肉类水分检测仪，其特征在于:其中湿敏传感器的输出端分别与555多谐振荡电路中的555定时器触发输入引脚和阈值输入引脚连接。
【文档编号】G01N27/00GK203658294SQ201420003726
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日
【发明者】樊荣, 张秀霞, 江道杰 申请人:北方民族大学
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