NE555構(gòu)成的糧食濕度檢測儀電路

在糧食收購季節(jié)．不少糧食收購部門的工作人員．仍采用手摸或牙咬的原始土辦法來判斷糧食的水份是否超標，其準確性較差，且對賣糧農(nóng)戶來說，也無很強的說服力。下面向讀者介紹的這種糧食濕度檢測儀能快速、準確、直觀地檢測出被測糧食的濕度．并能使因糧食濕度過大而被拒收的農(nóng)戶心悅誠服。

該糧食濕度檢測儀電路見圖1。圖中，R1、R2、平板檢測電容C1與時基電路NE555內(nèi)的NPN型三極管構(gòu)成自激式多諧振蕩器。多諧振蕩器的周期T=0.7(R1+2R2)C1。因此只要改變R1或R2或C1，就可改變振蕩器的周期(或頻率)，即調(diào)節(jié)NE555③腳輸出矩形波的占空比。該糧食濕度檢測儀的檢測機理是基于平板電容器C1的電容量與其電介質(zhì)有關(guān)。兩塊面積相同．距離不變的銅板構(gòu)成一個平板電容傳感器。當粒狀的糧食放入平板電容傳感器兩平板之間時，電介質(zhì)由單純空氣變成了粒狀糧食與空氣，其電容量增大。由上述多諧振蕩器的周期公式可知，振蕩器的周期將變大(即振蕩頻率變低)。另外，糧食的濕度不同，也會引起振蕩器周期(頻率)的變化。一般來說，糧食的濕度越大，振蕩器周期越大，振蕩頻率愈低。NE555③腳輸出的是連續(xù)的矩形波，該矩形波經(jīng)C4耦合、VD2整流及C5濾波后，在電壓表兩端就會形成一直流電壓值．但在檢測糧食水份前，可通過調(diào)整調(diào)零電位器RP使電壓表實際顯示為零(表針處于表盤刻度正中位置)。當將粒狀糧食放入平板電容傳感器兩平板之間后．由于電容量增大，振蕩頻率變低，輸出矩形波占空比增加，整流濾波后電壓變高，電壓表指針將偏向正中位置右側(cè)一定角度，即電壓表有一讀數(shù)。顯然，糧食濕度越大，電壓表讀數(shù)越大。于是我們可以在電壓表表盤上事先刻上濕度指示刻度，或涂上表示濕度合格的綠帶和濕度不合格的紅帶。這樣，就能很方便地測出被測糧食的濕度是否合格。當然，不同糧食放人平板電容傳感器兩平板之間時，所表現(xiàn)出的電容量并不相同。故電壓表表盤上事先刻上的濕度指示刻度，或涂上表示濕度合格的綠帶和表示濕度不合格的紅帶應(yīng)有3～4排，以供分別測量稻谷、小麥、大豆、玉米等農(nóng)作物濕度的需要。

該糧食濕度檢測儀外形見圖2。其外殼可用厚5mm硬質(zhì)塑料或三夾板粘合，其尺寸見圖中所注。平板電容傳感器C1兩平板均用高4.5cm、寬9cm厚2mm的紫銅板或黃銅板豎直立在盒的左側(cè)，并加以固定。兩極板相距2cm，在兩極板底部下角分別焊一單股絕緣導(dǎo)線作為電容C1引出線(引出線應(yīng)在盒底預(yù)留的線槽中經(jīng)過，儀器制作完成后再將線槽用環(huán)氧樹脂膠敷平)。電壓表可用85C1型方形電壓表，量程±2.5V。如果找不到這樣的電壓表，也可用±100μA電流表改制。檢測儀電路元件參數(shù)見圖1所注．電阻R1-R3均采用l／8W金屬膜電阻．R4采用2W金屬膜電阻。電容C2～C4均采用耐壓160v瓷介電容，整流管VD1、VD2最好采用高頻鍺檢波二極管2AP9，這是因為它的管壓降只有0.2V，有利于提高檢測靈敏度。如果找不到這樣的二極管，也可用鍺高頻三極管3AG11、3AG14等的發(fā)射結(jié)代替。為了保證檢測儀使用壽命，調(diào)零電位器RP，應(yīng)選用1W實心電位器，電源開關(guān)K可選用撥動式小型鈕子開關(guān)。除電壓表、調(diào)零電位器及電源開關(guān)安裝在表盤上，電池安裝在盒內(nèi)一側(cè)外，其余元件均可利用電壓表、電位器引腳作為支架，用各元件引腳采用搭棚法進行焊接。由于檢測儀并不是經(jīng)常使用，且耗電量不足20mA．電源可采用9V迭層電池。檢測儀制作完后，可通電進行調(diào)試。首先調(diào)節(jié)調(diào)零電位器RP使電壓表指針正好停在表盤正中“0”位置，然后，在平板電容傳感器C1兩平板間倒人濕度恰好合格的糧食樣品，這時電壓表指針應(yīng)有一定偏角(即電壓表會有一定讀數(shù))。然后在電壓表零至這一電壓值，電壓表指針所經(jīng)過的表盤弧線上用綠色記號筆將這一弧線涂成綠色(弧線寬度為2mm)，接著在這弧線右側(cè)的延長線上，用紅色記號筆將該弧線延長線涂成寬2mm、弧長約1.5cm的紅色弧線。并在弧線末端寫上這一糧食的名稱。在檢測糧食濕度時，若電壓表針到達紅色弧線區(qū)域，則表示被檢糧食濕度不合格。若電壓表指針在綠色弧線區(qū)域內(nèi)，則表示被檢糧食濕度合格。按照上述同樣的辦法，在電壓表指標上其他糧食的色線。整個制作調(diào)試工作即告結(jié)束。由于電池電壓、大氣濕度．環(huán)境溫度等因素會對測量結(jié)果帶來影響，故每次測量前必須先進行電壓表校準調(diào)零。