電阻式糧食水分測定儀的設計
傳統的直接水分測量法周期長，難以滿足現代生產對速度和連續化的要求，而非電量的電測方法是比直接法更高效的水分測量方法，當前應用十分廣泛。糧食水分檢測方法原理上可以有：電阻法、電容法、中子法、微波法、紅外法、核磁共振法等。考慮物料對象特性，紅外法主要用于表面水分測量，多見于紙張水分檢測中；中子法和核磁共振法基于水分中氫原子效應，系統復雜，造價高，不能體現檢測對象的專用性。微波法是利用水對微波能量的吸收或作用于糧食的微波參量隨水分變化的原理進行水分測量，其測量值與物料成分有關，測量電路及信號處理較復雜，價格偏高。電阻方法因其快速、準確、成本低的特點一直是最常用的水分測量方法，但由于電阻方法存在信號強度小、取樣要求高、抗干擾性較差等缺陷，近年來出現了許多新的基于電阻測量原理的創新方法，如兩量程直流電阻法，脈沖電阻法，復阻抗分離法，交流阻抗法等。本設計在上述研究的基礎上，創新地提出基于脈寬測量的電阻比值法和測量信號的數據處理方法，能夠快速準確地對水分進行測定。
1測試原理
糧食水分測定儀是具有區域特色的產品，它對不同地區的糧食作物具有不同的測量基準值，因此在測試之前，需要根據不同的糧食種類，在不同的狀態下進行標定工作，建立起標準的測量數據關系，這些數據可以由生產廠家寫入測定儀的E2PROM數據區中，也可以由用戶根據標準現場標定。該系統利用ATmega128自身的4KB的E2PROM用來存儲不同種類的糧食的水分的標定值、溫度補償系數和系統的密碼等參數。在使用之前需要進行水分的標定工作，把同一樣本分別在標準測定儀和本測定儀同時進行比對測量，確定水分和電阻的關系，然后再通過鍵盤把對應關系寫入E2PROM中的相應單元中保存起來，形成標準的測量曲線或數據表格。同時考慮到溫度的影響，必須加上溫度補償系數以進行修正。在實際測量時，把當前的測量值與這些標準值進行比較，就可以實現水分的測量。
2系統硬件設計
MCU采用Atreel公司的高速嵌入式單片機AT-mega128，它采用先進的RISC精簡指令集結構，具有128KB的在線可重復編程的FLASH、4KB的SRAM和4KB的E2PROM，同時具有8／16位定時器／計數器、PWM輸出模塊、UART、SPI等多種串行通信接口、可編程的看門狗定時器等功能模塊、豐富的外部和內部中斷源、多種工作模式。這些特性使ATmega128成為功能更強大的微控制器，更好地支持應用于脈寬調制、高速I／O、遞增／遞減計數能力等工業控制等場合。在程序中主要完成水分的采樣和高速處理、LCD顯示、鍵盤輸人、驅動輸出、與PC機進行通信等工作。該測定儀的測量的范圍在5～30％之間，精度在±0．2％，水分用2個字節表示，因此共需要1KB保存在某一溫度條件下的水分值，再加上溫度補償系數和密碼的設定。4KB空間已經足夠了。它的可編程的看門狗定時器模塊能保證系統能夠可靠穩定的工作。
LCD采用T6963C控制器的128×64點陣模塊，它可同時顯示測量品種水稻、玉米、大豆、小麥，然后通過鍵盤確定具體的測試對象，在每個測試子菜單下顯示測量值、測量次數、平均值、標定值設定密碼等選項，只有當操作者的輸入密碼與系統給定的密碼相同時，才能進行標定值的設定，一般情況下，這些值是不能隨意修改的。
溫度傳感器采用DALLAS公司的單總線器件DS18820，用于補償環境溫度對糧食內部水分的影響，環境溫度直接以“一線總線”的數字方式傳輸，省去了溫度傳感器的放大處理等環節，大大提高了系統的抗干擾性，適合于惡劣環境的現場溫度測量。同時它只占用單片機的一個端口，節約了系統的硬件資源，因此具有較高的性價比。
鍵盤電路由模式鍵、加鍵、減鍵、確認鍵、退出鍵、測試鍵、平均鍵、清除鍵、停止鍵、修正鍵等組成，用于實現測量品種的選擇、參數的設定與修改、測試與數據處理等工作。
電機驅動電路由繼電器驅動芯片ULN2003和 5VDC繼電器組成，測試開始時，單片機發出控制信號，由電機帶動取樣器使樣品壓結實，保持壓力恒定，
