專利名稱：一種物料阻值的檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及檢測電變量，具體涉及檢測物料的阻值變化。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的用于檢測物料的阻值變化的告警裝置，如水浸檢測裝置，一般是采用電壓比較器來檢測水的阻值變化。現(xiàn)有的水浸檢測裝置通常采用一對有固定間距的導(dǎo)電金屬片作為阻值傳感器，傳感器的一個(gè)電極接到直流電源的正極，另一個(gè)電極接到電阻分壓電路的分壓點(diǎn)及電壓比較器的一個(gè)輸入端，電壓比較器的另一個(gè)輸入端連接作為檢測閥值的電壓基準(zhǔn)。當(dāng)兩個(gè)電極之間沒有被水浸沒時(shí)，即電極懸空，電壓比較器的輸入端的輸入電壓為分壓預(yù)偏置電路中分壓點(diǎn)的電壓，該電壓低于另一輸入端的基準(zhǔn)電壓，比較器的輸出沒有發(fā)生變化；當(dāng)傳感器的兩個(gè)電極之間被水浸沒時(shí)，電阻分壓電路的上臂電阻兩端相當(dāng)于并聯(lián)了電阻，此時(shí)電壓比較器的輸入端電壓升高，一旦該電壓高于基準(zhǔn)電壓高時(shí)，比較器的輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出告警信號(hào)。但是上述水浸檢測裝置則存在以下的問題1、眾所周知，不同的介質(zhì)或相同的介質(zhì)而含水量不同時(shí)，其電阻值懸殊大，因此需要采用可調(diào)電阻來調(diào)整基準(zhǔn)電壓。由于可調(diào)電阻容易老化，且受環(huán)境溫度、濕度的影響，很不穩(wěn)定。2、基準(zhǔn)電壓的精度通常取決電源電壓的精度，因此電源電壓的波動(dòng)常常造成誤報(bào)。3、靈敏度低，因?yàn)殪`敏度高就要求檢測的閥值范圍小，某種環(huán)境因素的微小的變化，如溫度、濕度或電源電壓微小的變化就會(huì)導(dǎo)致誤報(bào)。然而，靈敏度低又容易造成漏報(bào)。
發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種物料阻值的檢測裝置，該裝置適用于各種物料的阻值檢測，且能保證較高的穩(wěn)定性和靈敏度。本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案如下一種物料阻值的檢測裝置，該裝置由阻值傳感器、變送電路和告警指示電路組成， 其中變送電路由阻值檢測電路和運(yùn)算電路組成，其特征在于，所述的阻值檢測電路由分壓預(yù)偏置電路和電壓跟隨電路組成，所述的運(yùn)算電路由A/D轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)最小系統(tǒng)組成；其中，所述的分壓預(yù)偏置電路由上臂分壓電阻和下臂分壓電阻串聯(lián)構(gòu)成，所述阻值傳感器并接于分壓預(yù)偏置電路的一臂上；所述的電壓跟隨電路由運(yùn)算放大器構(gòu)成，其輸入端與所述的分壓預(yù)偏置電路分壓點(diǎn)連接，輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接；所述的A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述單片機(jī)的一 I/O 口連接，所述的告警指示電路與所述單片機(jī)的另一 I/ 0 口連接。本實(shí)用新型所述的一種物料阻值的檢測裝置，當(dāng)阻值傳感器之間所接觸的被測媒質(zhì)的電阻值發(fā)生變化時(shí)，分壓預(yù)偏置電路的分壓點(diǎn)電壓發(fā)生變化，電壓跟隨電路將分壓點(diǎn)電壓送至A/D轉(zhuǎn)換電路中轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，一旦單片機(jī)所檢測到數(shù)值超過單片機(jī)程序預(yù)設(shè)的閥值時(shí)，單片機(jī)便接通告警指示電路的電源。本實(shí)用新型所述的一種物料阻值的檢測裝置，其中所述的阻值傳感器可并聯(lián)在所述的分壓預(yù)偏置電路的上臂電阻上，也可并聯(lián)在所述的分壓預(yù)偏置電路的下臂電阻上。本實(shí)用新型所述的一種物料阻值的檢測裝置，其中所述的阻值傳感器可以是各種已知的阻值傳感器，它既可以用導(dǎo)電金屬電極制成，也可以用其他導(dǎo)電材料制成。本實(shí)用新型所述的一種物料阻值的檢測裝置，采用電壓跟隨器跟隨放大分壓預(yù)偏置電路輸出的電壓值，同時(shí)使用單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，即將現(xiàn)有技術(shù)中用硬件進(jìn)行電壓比較方式改進(jìn)為用軟件進(jìn)行電壓比較的方式，因此具有以下顯著效果1、由于電壓跟隨電路輸入阻抗極高，輸出阻抗較低，因此檢測范圍寬，適用于各種物料阻值變化檢測；2、摒棄了調(diào)整基準(zhǔn)電壓的微調(diào)元件，降低了硬件受環(huán)境因素影響的程度；3、由于電壓跟隨電路輸入阻抗極高，而且硬件電路受環(huán)境因素影響的程度小，因此借助于A/D轉(zhuǎn)換電路的精度以及單片機(jī)運(yùn)算能力速度可顯著提高靈敏度和檢測精度。

圖1為本實(shí)用新型所述的一種物料阻值的檢測裝置的電路框圖。圖2為本實(shí)用新型所述的一種物料阻值的檢測裝置的一個(gè)具體實(shí)施例的電路原理圖。圖3為本實(shí)用新型所述的一種物料阻值的檢測裝置的另一個(gè)具體實(shí)施例的電路
原理圖。圖4為本實(shí)用新型所述的一種物料阻值的檢測裝置中單片機(jī)檢測判斷過程的流程圖。
具體實(shí)施方式
例 1參見圖2，分壓預(yù)偏置電路由連接在直流電源兩端的上臂電阻Rl和下臂電阻R2串聯(lián)構(gòu)成，阻值傳感器Jl由兩根導(dǎo)電金屬電極制成，其兩極分別上臂電阻Rl的兩端連接；電壓跟隨電路由型號(hào)為0P07的集成運(yùn)算放大器OPl構(gòu)成，集成運(yùn)算放大器OPl的同相輸入端與分壓預(yù)偏置電路的分壓點(diǎn)相連，反相輸入端與集成運(yùn)算放大器OPl的輸出端相連；運(yùn)算電路由ATMEL公司生產(chǎn)的內(nèi)設(shè)A/D轉(zhuǎn)換的型號(hào)為ATMEGA8的單片機(jī)Ul及其外圍電路組成； 告警指示電路由限流電阻R3和發(fā)光二極管Dl串聯(lián)構(gòu)成。單片機(jī)Ul內(nèi)部集成8通道10位 A/D轉(zhuǎn)換電路，電壓跟隨電路的輸出端與單片機(jī)Ul的A/D轉(zhuǎn)換采集口 PCO相連，單片機(jī)Ul 的I/O 口 PD6經(jīng)限流電阻R3與發(fā)光二極管Dl相連，Dl的陰極與直流電源的負(fù)極相連。參見圖2和圖4，當(dāng)阻值傳感器的兩端與插入物料(與媒質(zhì)接觸)后，分壓預(yù)偏置電路的上臂電阻與媒質(zhì)并聯(lián)，阻值變小，分壓點(diǎn)的電壓升高，分壓點(diǎn)的電壓經(jīng)集成運(yùn)算放大器OPl構(gòu)成的電壓跟隨器隔離、緩沖后，輸出至ATMEGA8型單片機(jī)Ul的A/D轉(zhuǎn)換采集口 PC0，單片機(jī)Ul將采集的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為10位數(shù)字信號(hào)，由單片機(jī)Ul程序與預(yù)設(shè)的閥值進(jìn)行比較，若高于閥值，則單片機(jī)的I/O 口 PD6輸出高電平，經(jīng)限流電阻R3點(diǎn)亮發(fā)光二極管D1，發(fā)出告警指示信號(hào)。例 2參見圖3，阻值傳感器Jl由兩根導(dǎo)電金屬電極制成，其兩極分別上臂電阻R2的兩端連接，其余電路連接與圖1相同。[0019] 參見圖3和圖4，當(dāng)阻值傳感器兩端插入物料(與媒質(zhì)接觸)后，分壓預(yù)偏置電路的下臂電阻與媒質(zhì)并聯(lián)，阻值變小，分壓點(diǎn)的電壓降低，經(jīng)集成運(yùn)算放大器OPl構(gòu)成的電壓跟隨器隔離、緩沖后，輸出至ATMEGA8型單片機(jī)Ul的A/D轉(zhuǎn)換電壓采集口 PCO，單片機(jī)Ul將采集的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為10位數(shù)字信號(hào)，由單片機(jī)Ul程序與預(yù)設(shè)的閥值進(jìn)行比較，若低于閥值，則單片機(jī)經(jīng)I/O 口 PD6輸出高電平，經(jīng)限流電阻R3點(diǎn)亮發(fā)光二極管D1，發(fā)出告警指示信號(hào)。
權(quán)利要求1.一種物料阻值的檢測裝置，該裝置由阻值傳感器、變送電路和告警指示電路組成，其中變送電路由阻值檢測電路和運(yùn)算電路組成，其特征在于，所述的阻值檢測電路由分壓預(yù)偏置電路和電壓跟隨電路組成，所述的運(yùn)算電路由A/D轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)最小系統(tǒng)組成； 其中，所述的分壓預(yù)偏置電路由上臂分壓電阻和下臂分壓電阻串聯(lián)構(gòu)成，所述阻值傳感器并接于分壓預(yù)偏置電路的一臂上；所述的電壓跟隨電路由運(yùn)算放大器構(gòu)成，其輸入端與所述的分壓預(yù)偏置電路分壓點(diǎn)連接，輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接；所述的A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述單片機(jī)的一 I/O 口連接，所述的告警指示電路與所述單片機(jī)的另一 I/O 口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物料阻值的檢測裝置，其特征在于，所述的阻值傳感器并聯(lián)在所述的分壓預(yù)偏置電路的上臂電阻上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物料阻值的檢測裝置，其特征在于，所述的阻值傳感器并聯(lián)在所述的分壓預(yù)偏置電路的下臂電阻上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種物料阻值的檢測裝置，該裝置由阻值傳感器、變送電路和告警指示電路組成，其中變送電路由阻值檢測電路和運(yùn)算電路組成，其特征在于，所述的阻值檢測電路由分壓預(yù)偏置電路和電壓跟隨電路組成，所述的運(yùn)算電路由A/D轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)最小系統(tǒng)組成；其中，所述的分壓預(yù)偏置電路由上臂分壓電阻和下臂分壓電阻串聯(lián)構(gòu)成，所述阻值傳感器并接于分壓預(yù)偏置電路的一臂上；所述的電壓跟隨電路由運(yùn)算放大器構(gòu)成，其輸入端與所述的分壓預(yù)偏置電路分壓點(diǎn)連接，輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接；所述的A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述單片機(jī)的一I/O口連接，所述的告警指示電路與所述單片機(jī)的另一I/O口連接。本實(shí)用新型所述的檢測裝置適用于各種物料的阻值檢測。
文檔編號(hào)G01R27/22GK202041581SQ20112010369
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者包希, 穆陽, 陳振巖 申請人:廣州虎鋒信息科技有限公司