JP3048377B2 - 穀物の水分測定装置 - Google Patents
穀物の水分測定装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、試料穀物の電気抵抗からその水分を測定す
る穀物の水分測定装置に関するものである。
る穀物の水分測定装置に関するものである。
［従来の技術］ 従来、この種の穀物の水分測定装置としては、実公昭
56−41247号公報に記載されているものが知られてい
る。
56−41247号公報に記載されているものが知られてい
る。
その水分測定装置は、一対の電極ロールを定抵抗を直
列に介して定電圧電源に接続し、一対の電極ロール間に
挟んだ試料穀物を介して流れる電流を定抵抗の端子間電
圧として検出することにより、試料穀物の電気抵抗から
その水分を測定するように構成されている。
列に介して定電圧電源に接続し、一対の電極ロール間に
挟んだ試料穀物を介して流れる電流を定抵抗の端子間電
圧として検出することにより、試料穀物の電気抵抗から
その水分を測定するように構成されている。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、一般に試料穀物の水分に対する電気抵抗の
幅は、数キロオームから数メガオームにも及ぶので、上
記のような従来の水分測定装置においては、測定レンジ
の切替を行う必要があり、測定回路が複雑になるうえ、
水分の測定にあたっても操作が煩雑で不便である。
幅は、数キロオームから数メガオームにも及ぶので、上
記のような従来の水分測定装置においては、測定レンジ
の切替を行う必要があり、測定回路が複雑になるうえ、
水分の測定にあたっても操作が煩雑で不便である。
そこで、測定レンズの切替を行わずに、試料穀物の水
分を広範囲にわたって測定するには、試料穀物の抵抗値
を対数変換して、測定レンジを圧縮することが考えられ
るが、そのための対数素子としてダイオードを用いた場
合には、ダイオードの温度特性のために、その端子間電
圧が温度によって大きく変化するので、測定のたびに基
準調整を要するなど、操作上に問題があった。
分を広範囲にわたって測定するには、試料穀物の抵抗値
を対数変換して、測定レンジを圧縮することが考えられ
るが、そのための対数素子としてダイオードを用いた場
合には、ダイオードの温度特性のために、その端子間電
圧が温度によって大きく変化するので、測定のたびに基
準調整を要するなど、操作上に問題があった。
また、ダイオードの端子間電圧が温度によって大きく
変化することから、少なくとも実用上起こり得る温度変
化に対応できるように、測定範囲を広げておくことが必
要となるが、測定範囲を広げると、ある一定の温度下に
おいては測定に必要な範囲が狭くなるので、アナログ量
として検出される試料穀物の水分をデジタル信号に変換
してデジタル表示するものにおいては、A/D変換器の１
ビットあたりの精度が低下する。このため、対数変換素
子としてダイオードを用いる水分測定回路においては、
ビット数の大きなA/D変換器を必要とし、コスト高にな
るという問題もあった。
変化することから、少なくとも実用上起こり得る温度変
化に対応できるように、測定範囲を広げておくことが必
要となるが、測定範囲を広げると、ある一定の温度下に
おいては測定に必要な範囲が狭くなるので、アナログ量
として検出される試料穀物の水分をデジタル信号に変換
してデジタル表示するものにおいては、A/D変換器の１
ビットあたりの精度が低下する。このため、対数変換素
子としてダイオードを用いる水分測定回路においては、
ビット数の大きなA/D変換器を必要とし、コスト高にな
るという問題もあった。
本発明は、上記の問題点に鑑み、試料穀物中を流れる
電流をダイオードにより対数変換して出力電圧を得る被
測定回路および高抵抗と低抵抗の各定抵抗をそれぞれ介
して上記ダイオードにより対数変換して低高２点の基準
電圧を得る基準回路構成とするとともに、試料穀物の水
分測定毎に基準回路から低高２点の基準電圧と被測定回
路から出力電圧を送出する回路構成したことと相俟っ
て、上記ダイオードと同等のダイオードを有する動作基
準電圧設定回路とを備えたことにより、水分測定毎に自
動的に基準電圧の設定を行って、ダイオードの温度特性
による測定精度の低下を無くすとともに、ダイオードの
温度特性による測定精度の低下を無くしたことに見合っ
て必要範囲での信号を拡大して、A/D変換器の１ビット
あたりの精度を向上させ、ビット数の比較的小さいA/D
変換器の使用を可能にしてコスト低下を図ることができ
る水分測定装置を提供することを目的とするものであ
る。
電流をダイオードにより対数変換して出力電圧を得る被
測定回路および高抵抗と低抵抗の各定抵抗をそれぞれ介
して上記ダイオードにより対数変換して低高２点の基準
電圧を得る基準回路構成とするとともに、試料穀物の水
分測定毎に基準回路から低高２点の基準電圧と被測定回
路から出力電圧を送出する回路構成したことと相俟っ
て、上記ダイオードと同等のダイオードを有する動作基
準電圧設定回路とを備えたことにより、水分測定毎に自
動的に基準電圧の設定を行って、ダイオードの温度特性
による測定精度の低下を無くすとともに、ダイオードの
温度特性による測定精度の低下を無くしたことに見合っ
て必要範囲での信号を拡大して、A/D変換器の１ビット
あたりの精度を向上させ、ビット数の比較的小さいA/D
変換器の使用を可能にしてコスト低下を図ることができ
る水分測定装置を提供することを目的とするものであ
る。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、次のように構成したことによって、上記目
的を達成するものである。
的を達成するものである。
すなわち、その構成は、試料穀物の電気抵抗からその
水分を測定する装置において、試料穀物中を流れる電流
をダイオードにより対数変換して出力電圧を得る被測定
回路および高抵抗と低抵抗の各定抵抗をそれぞれ介して
上記ダイオードにより対数変換して低高２点の基準電圧
を得る基準回路とで構成され、かつ試料穀物の水分測定
毎に基準回路から低高２点の基準電圧と被測定回路から
出力電圧を送出する検出回路と、この検出回路の上記出
力電圧および上記低高２点の基準電圧を増幅する演算増
幅器と、この演算増幅器の出力電圧をデジタル信号に変
換するA/D変換器と、上記検出回路のダイオードと同等
のダイオードを有する上記演算増幅器の動作基準電圧設
定回路とを備えて構成したことを特徴とする穀物の水分
測定装置である。
水分を測定する装置において、試料穀物中を流れる電流
をダイオードにより対数変換して出力電圧を得る被測定
回路および高抵抗と低抵抗の各定抵抗をそれぞれ介して
上記ダイオードにより対数変換して低高２点の基準電圧
を得る基準回路とで構成され、かつ試料穀物の水分測定
毎に基準回路から低高２点の基準電圧と被測定回路から
出力電圧を送出する検出回路と、この検出回路の上記出
力電圧および上記低高２点の基準電圧を増幅する演算増
幅器と、この演算増幅器の出力電圧をデジタル信号に変
換するA/D変換器と、上記検出回路のダイオードと同等
のダイオードを有する上記演算増幅器の動作基準電圧設
定回路とを備えて構成したことを特徴とする穀物の水分
測定装置である。
［作用］ 本発明に係る穀物の水分測定装置においては、試料穀
物中を流れる電流をダイオードにより対数変換して出力
電圧を得る被測定回路および高抵抗と低抵抗の各定抵抗
をそれぞれ介して上記ダイオードにより対数変換して低
高２点の基準電圧を得る基準回路とで構成され、かつ試
料穀物の水分測定毎に基準回路から低高２点の基準電圧
と被測定回路から出力電圧を送出する検出回路が設けら
れているので、試料穀物の水分に対応して検出される出
力電圧は対数変換され、測定レンジの圧縮が行われて、
試料穀物の水分測定にあたっては、高水分域から低水分
域まで、測定レンジの切替を行わずに、測定結果を判別
するのに十分な値の出力電圧が得られる。そして、試料
穀物の水分測定毎にその基準回路から低高２点の基準電
圧と被測定回路から出力電圧を送出する回路構成したこ
とと相俟って、上記ダイオードと同等のダイオードを有
する動作基準電圧設定回路とを備えたことにより、水分
測定毎に自動的に基準電圧設定を行って、ダイオードの
温度特性による測定精度の低下を無くすとともに、ダイ
オードの温度特性による測定精度の低下を無くしたこと
に見合って必要範囲での信号を拡大して、A/D変換器の
１ビットあたりの精度を向上させることができる。
物中を流れる電流をダイオードにより対数変換して出力
電圧を得る被測定回路および高抵抗と低抵抗の各定抵抗
をそれぞれ介して上記ダイオードにより対数変換して低
高２点の基準電圧を得る基準回路とで構成され、かつ試
料穀物の水分測定毎に基準回路から低高２点の基準電圧
と被測定回路から出力電圧を送出する検出回路が設けら
れているので、試料穀物の水分に対応して検出される出
力電圧は対数変換され、測定レンジの圧縮が行われて、
試料穀物の水分測定にあたっては、高水分域から低水分
域まで、測定レンジの切替を行わずに、測定結果を判別
するのに十分な値の出力電圧が得られる。そして、試料
穀物の水分測定毎にその基準回路から低高２点の基準電
圧と被測定回路から出力電圧を送出する回路構成したこ
とと相俟って、上記ダイオードと同等のダイオードを有
する動作基準電圧設定回路とを備えたことにより、水分
測定毎に自動的に基準電圧設定を行って、ダイオードの
温度特性による測定精度の低下を無くすとともに、ダイ
オードの温度特性による測定精度の低下を無くしたこと
に見合って必要範囲での信号を拡大して、A/D変換器の
１ビットあたりの精度を向上させることができる。
［実 施 例］ 本発明の一実施例を図面について説明する。
第１図において、1,1は一対の電極ロール、２は定電
圧電源であって、定電圧電源２には、一対の電極ロール
1,1を介して、対数素子であるダイオード３を順方向に
直列接続する被測定回路ａと一対の電極ロール1,1に代
えて定抵抗4,4′をそれぞれ介してダイオード３を直列
接続する基準回路ｂが、リレー5,6を介して接続されて
おり、定電圧電源２には、被測定回路ａの一対の電極ロ
ール1,1と基準回路ｂの定抵抗4,4′が交互に切替え接続
されるようになっている。そして、これら被測定回路ａ
および基準回路ｂによって、検出回路Ａが構成されてい
る。上記基準回路ｂの定抵抗4,4′はそれぞれ高低の定
抵抗であって、例えば、その一方の定抵抗４は10メガオ
ーム、他方の定抵抗４′は１キロオームのものである。
定電圧電源２は例えば電圧15ボルトの電池等の直流電源
である。７は演算増幅器（operational amplifier）で
あって、この演算増幅器７の非反転入力端子＋には検出
回路Ａのダイオード３の端子間電圧がバッファ８を経て
入力するようになっている。Ｂは演算増幅器７の動作基
準電圧設定回路であって、この動作基準電圧設定回路Ｂ
は、検出回路Ａのダイオード３と同等（同品種、同規
格）のダイオード10を高抵抗（10000メガオーム）の定
抵抗11を直列に介して定電圧電源２に接続してなるもの
であり、そのダイオード10の端子間電圧はバッファ12を
経て上記演算増幅器７の反転入力端子−に入力するよう
に回路形成がなされている。13,14,15,16は演算増幅器
７の増幅定数決定素子である。演算増幅器７の一方の電
源は前記定電圧電源２から供給される。17は演算増幅器
７の他方の電源である。
圧電源であって、定電圧電源２には、一対の電極ロール
1,1を介して、対数素子であるダイオード３を順方向に
直列接続する被測定回路ａと一対の電極ロール1,1に代
えて定抵抗4,4′をそれぞれ介してダイオード３を直列
接続する基準回路ｂが、リレー5,6を介して接続されて
おり、定電圧電源２には、被測定回路ａの一対の電極ロ
ール1,1と基準回路ｂの定抵抗4,4′が交互に切替え接続
されるようになっている。そして、これら被測定回路ａ
および基準回路ｂによって、検出回路Ａが構成されてい
る。上記基準回路ｂの定抵抗4,4′はそれぞれ高低の定
抵抗であって、例えば、その一方の定抵抗４は10メガオ
ーム、他方の定抵抗４′は１キロオームのものである。
定電圧電源２は例えば電圧15ボルトの電池等の直流電源
である。７は演算増幅器（operational amplifier）で
あって、この演算増幅器７の非反転入力端子＋には検出
回路Ａのダイオード３の端子間電圧がバッファ８を経て
入力するようになっている。Ｂは演算増幅器７の動作基
準電圧設定回路であって、この動作基準電圧設定回路Ｂ
は、検出回路Ａのダイオード３と同等（同品種、同規
格）のダイオード10を高抵抗（10000メガオーム）の定
抵抗11を直列に介して定電圧電源２に接続してなるもの
であり、そのダイオード10の端子間電圧はバッファ12を
経て上記演算増幅器７の反転入力端子−に入力するよう
に回路形成がなされている。13,14,15,16は演算増幅器
７の増幅定数決定素子である。演算増幅器７の一方の電
源は前記定電圧電源２から供給される。17は演算増幅器
７の他方の電源である。
以上のように構成された穀物の水分測定装置において
は、検出回路Ａに、試料穀物を圧砕する一対の電極ロー
ル1,1を備えた被測定回路ａに対数素子であるダイオー
ド３を有しており、一対の電極ロール1,1間の試料穀物
の電気抵抗をダイオード３の端子間電圧として対数変換
して検出するので、１つの測定レンジで広範囲の水分測
定が可能である。また、検出回路Ａには、基準回路ｂを
有するので、水分の測定にあたっては、ダイオード３が
高低の各定抵抗4,4′を交互に介して順方向に接続され
る基準回路ｂと被測定回路ａに順次切替えられて、測定
毎にダイオード３の特性の２点の基準電圧が設定され、
かつそれによって水分の測定結果が決定される。このた
め、測定時には零点調整等を行う必要が全くない。
は、検出回路Ａに、試料穀物を圧砕する一対の電極ロー
ル1,1を備えた被測定回路ａに対数素子であるダイオー
ド３を有しており、一対の電極ロール1,1間の試料穀物
の電気抵抗をダイオード３の端子間電圧として対数変換
して検出するので、１つの測定レンジで広範囲の水分測
定が可能である。また、検出回路Ａには、基準回路ｂを
有するので、水分の測定にあたっては、ダイオード３が
高低の各定抵抗4,4′を交互に介して順方向に接続され
る基準回路ｂと被測定回路ａに順次切替えられて、測定
毎にダイオード３の特性の２点の基準電圧が設定され、
かつそれによって水分の測定結果が決定される。このた
め、測定時には零点調整等を行う必要が全くない。
さらに、演算増幅器７の動作基準電圧設定回路Ｂは、
検出回路Ａのダイオード３と同等のダイオード10を有し
ているので、演算増幅器７は、このダイオード10によ
り、その温度特性による自動補正される。このため、検
出回路Ａのダイオード３の温度特性による出力電圧に対
する影響が動作基準電圧設定回路Ｂのダイオード10の同
等の温度特性によって打ち消され、演算増幅器７の出力
電圧は、検出回路Ａのダイオード３の温度特性の影響を
受けず、試料穀物の水分に正しく対応したものが得られ
る。したがって、演算増幅器７の出力電圧から試料穀物
の水分を高精度に測定することができる。
検出回路Ａのダイオード３と同等のダイオード10を有し
ているので、演算増幅器７は、このダイオード10によ
り、その温度特性による自動補正される。このため、検
出回路Ａのダイオード３の温度特性による出力電圧に対
する影響が動作基準電圧設定回路Ｂのダイオード10の同
等の温度特性によって打ち消され、演算増幅器７の出力
電圧は、検出回路Ａのダイオード３の温度特性の影響を
受けず、試料穀物の水分に正しく対応したものが得られ
る。したがって、演算増幅器７の出力電圧から試料穀物
の水分を高精度に測定することができる。
ところで、試料穀物の水分に変換される出力電圧をＳ
とし、検出回路Ａの定抵抗４を介したときのダイオード
３の端子間電圧をe0、同様に定抵抗４′を介したときの
端子間電圧をe1、被測定回路ａを介したときの端子間電
圧をeR、定抵抗４のときのＳ値を０として、定抵抗４′
のときのＳ値をαとすれば、 Ｓ＝α・（eR−e0）／（e1−e0） によって求めることができるが、第２図および第３図に
は上式による特性を例示する。
とし、検出回路Ａの定抵抗４を介したときのダイオード
３の端子間電圧をe0、同様に定抵抗４′を介したときの
端子間電圧をe1、被測定回路ａを介したときの端子間電
圧をeR、定抵抗４のときのＳ値を０として、定抵抗４′
のときのＳ値をαとすれば、 Ｓ＝α・（eR−e0）／（e1−e0） によって求めることができるが、第２図および第３図に
は上式による特性を例示する。
すなわち、第２図および第３図には、演算増幅器７の
出力電圧をA/D変換器によりデジタル信号に変換する場
合の特性が示されており、第２図は演算増幅器７の動作
基準電圧設定回路Ｂが設けられていない場合の動作特性
であって、試料穀物の電気抵抗を1000メガオームから１
キロオームまで検出するとし、温度が20度では、A/D変
換器の能力フルスケールの約40％しか使用できず、その
分１ビットあたりの精度が低くなる。
出力電圧をA/D変換器によりデジタル信号に変換する場
合の特性が示されており、第２図は演算増幅器７の動作
基準電圧設定回路Ｂが設けられていない場合の動作特性
であって、試料穀物の電気抵抗を1000メガオームから１
キロオームまで検出するとし、温度が20度では、A/D変
換器の能力フルスケールの約40％しか使用できず、その
分１ビットあたりの精度が低くなる。
第３図は演算増幅器７の動作基準電圧設定回路Ｂを設
けた場合の動作特性であって、第２図の動作と同じ条件
で、A/D変換器の能力のフルスケールの約60％の使用が
可能となり、その分１ビットあたりの精度が向上する。
このため、低コストの８ビットA/D変換器を用いても、
十分精度の高い水分測定が可能である。
けた場合の動作特性であって、第２図の動作と同じ条件
で、A/D変換器の能力のフルスケールの約60％の使用が
可能となり、その分１ビットあたりの精度が向上する。
このため、低コストの８ビットA/D変換器を用いても、
十分精度の高い水分測定が可能である。
［発明の効果］ 本発明は、前記のように、ダイオードにより対数変換
を行って測定レンジを圧縮するものにおいて、試料穀物
中を流れる電流をダイオードにより対数変換して出力電
圧を得る被測定回路および高抵抗と低抵抗の各定抵抗を
それぞれ介して上記ダイオードにより対数変換して低高
２点の基準電圧を得る基準回路構成とするとともに、試
料穀物の水分測定毎に基準回路から低高２点の基準電圧
と被測定回路から出力電圧を送出する回路構成したこと
と相俟って、上記ダイオードと同等のダイオードを有す
る動作基準電圧設定回路とを備えたことにより、水分測
定毎に自動的に基準電圧設定を行って、ダイオードの温
度特性による測定精度の低下を無くすとともに、ダイオ
ードの温度特性による測定精度の低下を無くしたことに
見合って必要範囲での信号を拡大して、A/D変換器の１
ビットあたりの精度を向上させ、ビット数の比較的小さ
いA/D変換器の使用を可能にしてコスト低下を図ること
ができる効果が得られる。
を行って測定レンジを圧縮するものにおいて、試料穀物
中を流れる電流をダイオードにより対数変換して出力電
圧を得る被測定回路および高抵抗と低抵抗の各定抵抗を
それぞれ介して上記ダイオードにより対数変換して低高
２点の基準電圧を得る基準回路構成とするとともに、試
料穀物の水分測定毎に基準回路から低高２点の基準電圧
と被測定回路から出力電圧を送出する回路構成したこと
と相俟って、上記ダイオードと同等のダイオードを有す
る動作基準電圧設定回路とを備えたことにより、水分測
定毎に自動的に基準電圧設定を行って、ダイオードの温
度特性による測定精度の低下を無くすとともに、ダイオ
ードの温度特性による測定精度の低下を無くしたことに
見合って必要範囲での信号を拡大して、A/D変換器の１
ビットあたりの精度を向上させ、ビット数の比較的小さ
いA/D変換器の使用を可能にしてコスト低下を図ること
ができる効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例を示す装置の回路図、第２図
および第３図は、演算増幅器の出力電圧をA/D変換器に
よりデジタル信号に変換する場合の特性が例示されてお
り、第２図は演算増幅器の動作基準電圧設定回路を設け
ていない場合の動作特性図、第３図は演算増幅器の動作
基準電圧設定回路を設けた場合の動作特性図である。 ４……検出回路、ａ……被測定回路、ｂ……基準回路、
1,1……一対の電極ロール、2,17……定電圧電源、3,10
……ダイオード、4,4′……高低の定抵抗、７……演算
増幅器、Ｂ……動作基準電圧設定回路
および第３図は、演算増幅器の出力電圧をA/D変換器に
よりデジタル信号に変換する場合の特性が例示されてお
り、第２図は演算増幅器の動作基準電圧設定回路を設け
ていない場合の動作特性図、第３図は演算増幅器の動作
基準電圧設定回路を設けた場合の動作特性図である。 ４……検出回路、ａ……被測定回路、ｂ……基準回路、
1,1……一対の電極ロール、2,17……定電圧電源、3,10
……ダイオード、4,4′……高低の定抵抗、７……演算
増幅器、Ｂ……動作基準電圧設定回路
Claims (1)
- 【請求項１】試料穀物の電気抵抗からその水分を測定す
る装置において、試料穀物中を流れる電流をダイオード
により対数変換して出力電圧を得る被測定回路および高
抵抗と低抵抗の各定抵抗をそれぞれ介して上記ダイオー
ドにより対数変換して低高２点の基準電圧を得る基準回
路とで構成され、かつ試料穀物の水分測定毎に基準回路
から低高２点の基準電圧と被測定回路から出力電圧を送
出する検出回路と、この検出回路の上記出力電圧および
上記低高２点の基準電圧を増幅する演算増幅器と、この
演算増幅器の出力電圧をデジタル信号に変換するA/D変
換器と、上記検出回路のダイオードと同等のダイオード
を有する上記演算増幅器の動作基準電圧設定回路とを備
えて構成したことを特徴とする穀物の水分測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2168678A JP3048377B2 (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 穀物の水分測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2168678A JP3048377B2 (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 穀物の水分測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0458143A JPH0458143A (ja) | 1992-02-25 |
| JP3048377B2 true JP3048377B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=15872456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2168678A Expired - Fee Related JP3048377B2 (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 穀物の水分測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3048377B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8309024B2 (en) | 2008-04-23 | 2012-11-13 | Enerize Corporation | Methods and systems for non-destructive determination of fluorination of carbon powders |
| CN114878650B (zh) * | 2022-05-17 | 2023-08-04 | 潍柴雷沃智慧农业科技股份有限公司 | 一种信号处理电路板及谷物损失检测传感器 |
-
1990
- 1990-06-27 JP JP2168678A patent/JP3048377B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0458143A (ja) | 1992-02-25 |
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