CN206725488U - 一种改进型水分测试电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种改进型水分测试电路。包括N个电阻、一个待测电阻、MCU、信号跟随器、电容，所述N个电阻的一端分别与所述MCU连接，N个电阻的另一端相连接至电容的一端、待测电阻的一端、信号跟随器的同相输入端，待测电阻的另一端与电源端连接，电容的另一端接地，信号跟随器的反相输入端与输出端相连接至所述MCU，其中N为大于等于1的整数，所述N个电阻均为标准电阻。本实用新型解决了目前水分测试电路人工调节繁琐、成本较高，性能较差等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种改进型水分测试电路，为一种基于电导法的水分测试电路。
背景技术
常用的木材、建材等材料的含水量的测量方法一般为电阻法，固态物质如果含有水分就会影响其导电性能，湿度大时电阻小，反之亦反，其电阻值可能在100Ω到250GΩ之间变化。一般水分测试电路的测试原理见图1，电路的输入级通过利用三极管Q2的动态电阻特性，给后级的场效应管Q1提供电压，输出相应的电压变化量经运放放大后给单片机处理，这种方法需要人工调节电路的工作点，并且测量结果受三极管和场效应管的线性影响较大，一致性较差。另一种水分测试电路如图2，采用电阻分压原理，将被测电阻与标准电阻进行分压，通过模拟开关切换不同标准电阻来切换不同的量程，这种方法需要一个模拟开关，增加了成本，同时由于被测电阻在分压网络的下端，在空载没有接入电阻的时候跟随器输出的是接近供电电压的高电平，受器件参数不一致容易造成空载时输出的高电平不一致，导致空载时已有读数，难以测量100G以上的电阻。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种改进型水分测试电路，解决了目前水分测试电路人工调节繁琐、成本较高，性能较差等问题。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种改进型水分测试电路，包括N个电阻、一个待测电阻、MCU、信号跟随器、电容，所述N个电阻的一端分别与所述MCU连接，N个电阻的另一端相连接至电容的一端、待测电阻的一端、信号跟随器的同相输入端，待测电阻的另一端与电源端连接，电容的另一端接地，信号跟随器的反相输入端与输出端相连接至所述MCU，其中N为大于等于1的整数。
在本实用新型一实施例中，所述N个电阻均为标准电阻。
在本实用新型一实施例中，所述N取4。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型电路简洁，灵活简单，测量线性度好一致性佳，可测量200G以上的电阻，无需任何电位器调节。
附图说明
图1为一般水分测试仪的电路原理图。
图2为分压式水分测试仪电路连接结构示意图。
图3为本实用新型改进型电路连接示意图。
其中，Rf1-Rf4为标准电阻，RX为待测电阻。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
本实用新型的一种改进型水分测试电路，包括N个电阻、一个待测电阻、MCU、信号跟随器、电容，所述N个电阻的一端分别与所述MCU连接，N个电阻的另一端相连接至电容的一端、待测电阻的一端、信号跟随器的同相输入端，待测电阻的另一端与电源端连接，电容的另一端接地，信号跟随器的反相输入端与输出端相连接至所述MCU，其中N为大于等于1的整数。所述N个电阻均为标准电阻。
较佳的，所述N取4。
以下为本实用新型的具体实例。
参考图3，本实用新型的一种改进型水分测试电路，包括4个标准电阻、一个待测电阻、MCU、信号跟随器、电容，所述4个标准电阻的一端分别与所述MCU连接，4个标准电阻的另一端相连接至电容的一端、待测电阻的一端、信号跟随器的同相输入端，待测电阻的另一端与电源端连接，电容的另一端接地，信号跟随器的反相输入端与输出端相连接至所述MCU。
本实用新型的具体实施过程：采用一主控MCU，由于MCU的IO口可以设置为高阻态，当设置为高阻态时可以认为该电路信号连接为物理上断开，因此可以把MCU当作一个模拟开关，根据被测电阻的大小自动控制IO口切换不同的高阻态模式来切换不同的标准电阻与之分压，分压后经过一滤波电容C1进行滤波后进入运放组成的跟随器，并将跟随器输出的电压进行处理换算成湿度值后送显示。
如果在测量过程中让A点电压尽量保持在1/2VCC附近，就能得到最大精度的测量线性。由于水分量程对应电阻的阻值范围非常广，大到几百GΩ小到几百Ω，如图2所示，本实用新型将测量范围分成多段，根据每段测量范围分配不同标准电阻的Rfn(n:1.2...n)，MCU不断检测分压电路分压值，根据测量结果通过对几个IO输出不同的高阻态来选通分压网络，从而自动改变Rfn阻值以确保跟随器输出给MCU 的电压尽可能的在1/2VCC附近。为了提高输入阻抗，减小输出阻抗，分压后的A点接入由运放组成的信号跟随器，再输出给MCU进行处理，再根据建立好的阻值与湿度的对应数学模型将阻值换算成湿度值后送显示。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种改进型水分测试电路，其特征在于：包括N个电阻、一个待测电阻、MCU、信号跟随器、电容，所述N个电阻的一端分别与所述MCU连接，N个电阻的另一端相连接至电容的一端、待测电阻的一端、信号跟随器的同相输入端，待测电阻的另一端与电源端连接，电容的另一端接地，信号跟随器的反相输入端与输出端相连接至所述MCU，其中N为大于等于1的整数。
2.根据权利要求1所述的一种改进型水分测试电路，其特征在于：所述N个电阻均为标准电阻。
3.根据权利要求1所述的一种改进型水分测试电路，其特征在于：所述N取4。
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