一種基于溫度補(bǔ)償測量木材濕度的電路設(shè)計(jì)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于溫度補(bǔ)償測量木材濕度的電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了一種快速且高精度的木材濕度測量電路，屬于電子科學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。該電路包括木材電阻抗測量電路部分，深度負(fù)反饋電路部分，溫度測量電路部分，AD采集電路部分，單片機(jī)綜合控制處理電路部分。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)了一種測量木材濕度的算法模型，建立起木材的電阻抗與濕度之間的線性關(guān)系，實(shí)現(xiàn)快速高精度檢測木材濕度，并且該電路溫度測量部分電路做到了對木材濕度值的補(bǔ)償校正，使得最終的木材濕度測量值誤差更小。采用AD與單片機(jī)對數(shù)值進(jìn)行綜合處理，使得測量更加快速方便。
【專利說明】一種基于溫度補(bǔ)償測量木材濕度的電路設(shè)計(jì)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新涉及一種測量木材濕度的電路，屬于電子科學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種溫度補(bǔ)償提高測量精度的木材濕度電路設(shè)計(jì)。主要實(shí)現(xiàn)一種快速、高效、精度較高的溫度補(bǔ)償校正木材濕度測量的電路。

【背景技術(shù)】
[0002]木材濕度在木材運(yùn)輸、儲(chǔ)、加工以及材質(zhì)評定中是一個(gè)重要的指標(biāo)，在整個(gè)木材加工的過程中，木材的含水率影響著木材家具的質(zhì)量，對于家裝時(shí)材料的選擇是非常重要的，只有合適含水率的木材做出的家具才更加美觀，安全，耐用。傳統(tǒng)的木材濕度測量方法是烘箱法，蒸餾法，稱重法其操作過程繁雜，耗時(shí)費(fèi)力不經(jīng)濟(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子類產(chǎn)品在市場上越來越有競爭力，同傳統(tǒng)測量方法相比較本電路設(shè)計(jì)更加簡單易行，高效，精度相對較高，并且有效地解決了溫度對木材濕度的影響。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本設(shè)計(jì)的目的就是針對當(dāng)前濕度檢測方法的不足，提供一種通過基于溫度補(bǔ)償?shù)碾娐吩O(shè)計(jì)，來更加科學(xué)，準(zhǔn)確，快速的來測量木材中的水分。這是一種通過檢測插針插入濕度木材，通過單片機(jī)芯片結(jié)合環(huán)境溫度，通過高效，合理的算法來最終得出更加可靠的木材濕度值。通過單片機(jī)可通過單片機(jī)液晶顯示當(dāng)前木材濕度值。此方法可以是檢測木材濕度更加可以適合不同的環(huán)境，準(zhǔn)確測量木材濕度值在顯示生產(chǎn)生活中具有重大的意義。
[0004]本實(shí)用新型電路設(shè)計(jì)包括木材電阻抗測量電路部分、溫度測量電路部分、AD采集電路部分、單片機(jī)綜合控制處理電路部分。
[0005]所述的木材電阻抗測量電路部分，包括檢測插針三極管U1、U2、U3、電阻R1、R2、R4電容Cl組成深度負(fù)反饋電路。電阻R7、R8、R9、Rll電容C5和運(yùn)放LM358組成運(yùn)放電路。電容C2、C3、C4、電阻R3、R4、R6、R8、R20組成中間連接電路。
[0006]所述溫度測量電路部分包括熱敏電阻RT、電阻R12、R12、R23、R15、R14和運(yùn)放U5LM358組成一級溫度采集電路。電阻R17、R16、R18、R18、R21、R22和運(yùn)放組成二級放大電路。
[0007]所述的AD采集電路部分主要是8位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD0809組成。
[0008]所述的單片機(jī)綜合控制處理電路部分主要是8位單片機(jī)組成。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖一電路連接示意圖
[0010]圖二總體結(jié)構(gòu)框架圖
[0011]圖三電阻率同木材濕度的關(guān)系電路圖
[0012]圖四溫度對木材濕度的補(bǔ)償校正電路圖

【具體實(shí)施方式】
[0013]為了更清楚地介紹本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0014]如圖1所示是本系統(tǒng)的核心電路圖，包括木材電阻抗測量電路部分、深度負(fù)反饋電路部分、溫度測量電路部分、AD采集電路部分、單片機(jī)綜合控制處理電路部如圖2所示是本系統(tǒng)的功能框架圖。
[0015]如圖3所示是木材濕度測量電路圖，有三極管Ul，U2, U3搭成的深度負(fù)反饋電路，根據(jù)不同濕度的情況下木材的阻抗是略微不同的，通過Rl上方檢測插針，接入濕度木材，電路就可以通過三極管Ul輸出不同的電壓小信號。由于第一級的電壓信號比較微弱，必須通過一個(gè)放大電路進(jìn)行放大，該部分電路主要由運(yùn)放U4LM358，電阻R7，R8運(yùn)放組成，放大后的電信號送入AD0809進(jìn)行電壓采集，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后進(jìn)入單片機(jī)08c51進(jìn)行最終數(shù)據(jù)處理，建立起木材的電阻抗與濕度之間的線性關(guān)系。
[0016]如圖4所示是溫度測量電路部分，，RT是熱敏電阻，該半導(dǎo)體熱敏電阻具有負(fù)溫度系數(shù)，其電阻值隨溫度升高而減小，電阻與溫度的關(guān)系可以用下面的經(jīng)驗(yàn)公式表示
[0017]R1=Aexp (B / T)(I)
[0018]常數(shù)B通過實(shí)驗(yàn)來確定。在不同的溫度下可以出來不同的電壓信號，與木材濕度電路部分類似， 同理經(jīng)過運(yùn)放U6LM358放大后經(jīng)過AD0809處理送入08c51進(jìn)行最終數(shù)據(jù)處理，電路溫度測量部分電路做到了對木材濕度值的補(bǔ)償校正。
[0019]算法分析:
[0020]單片機(jī)通過AD0809輸入的兩路電壓信號，進(jìn)行算法得出最后的木材濕度值。
[0021]木材濕度Φ符號表示，木材濕度測量電路產(chǎn)生的電壓記作U1，溫度測量電路部分U2，建立如下的模型:
[0022]Φ=Κ1*υ (E1)+K2*U2~ (E2) ； (2)
[0023]Kl,El是木材濕度影響系數(shù)，系數(shù)，Κ2，Ε2是溫度補(bǔ)償矯正系數(shù)，Kl和Κ2根據(jù)實(shí)際木材得到相應(yīng)的系數(shù)，可以采用大量數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)得到。
【權(quán)利要求】
1.一種基于溫度補(bǔ)償測量木材濕度的電路設(shè)計(jì)，其特征在于包括木材電阻抗測量電路部分、深度負(fù)反饋電路部分、溫度測量電路部分、AD采集電路部分、單片機(jī)綜合控制處理電路部分: 其中所述木材電阻抗測量電路部分包括濕度指針，電阻檢測回路，電阻電壓轉(zhuǎn)化電路，其中三極管U1、U2，電容Cl，電阻R1、R2構(gòu)成電阻檢測回路，該回路將得出的電流值進(jìn)行放大，另外三極管U1，電阻R4、R6，電容C2、C3構(gòu)成電阻電壓轉(zhuǎn)換電路； 所述深度負(fù)反饋電路部分包括雙運(yùn)算放大器U4A，電阻R7、R8，電容C5，從而得出木材電阻率和濕度的電流信號； 所述溫度測量電路部分包括溫度采集器，溫度與電流轉(zhuǎn)換電路，其中熱敏電阻RT，電阻R13、R14、R15，雙運(yùn)算放大器U5A構(gòu)成的溫度采集器，另為電阻R19、R16，滑動(dòng)變阻器R21、R22，雙運(yùn)算放大器U6B構(gòu)成溫度與電流轉(zhuǎn)換電路，該電路可以得出不同溫度下的電流信號; 所述AD采集電路部分包括AD0809芯片，收集木材電阻率同濕度關(guān)系的電流信號以及不同溫度下的電流信號，進(jìn)行綜合處理； 所述的單片機(jī)綜合控制處理電路部分包括80C51芯片，對從AD芯片出來的信號進(jìn)行綜合處理，最終綜合得出不同溫度下的木材濕度值。
【文檔編號】G01N27/04GK203858223SQ201420090021
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】張淑靜, 陳亮, 溫興森, 劉濤, 戴坤海 申請人:中國計(jì)量學(xué)院