NE555构成的粮食湿度检测仪电路

在粮食收购季节．不少粮食收购部门的工作人员．仍采用手摸或牙咬的原始土办法来判断粮食的水份是否超标，其准确性较差，且对卖粮农户来说，也无很强的说服力。下面向读者介绍的这种粮食湿度检测仪能快速、准确、直观地检测出被测粮食的湿度．并能使因粮食湿度过大而被拒收的农户心悦诚服。

该粮食湿度检测仪电路见图1。图中，R1、R2、平板检测电容C1与时基电路NE555内的NPN型三极管构成自激式多谐振荡器。多谐振荡器的周期T=0.7(R1+2R2)C1。因此只要改变R1或R2或C1，就可改变振荡器的周期(或频率)，即调节NE555③脚输出矩形波的占空比。该粮食湿度检测仪的检测机理是基于平板电容器C1的电容量与其电介质有关。两块面积相同．距离不变的铜板构成一个平板电容传感器。当粒状的粮食放入平板电容传感器两平板之间时，电介质由单纯空气变成了粒状粮食与空气，其电容量增大。由上述多谐振荡器的周期公式可知，振荡器的周期将变大(即振荡频率变低)。另外，粮食的湿度不同，也会引起振荡器周期(频率)的变化。一般来说，粮食的湿度越大，振荡器周期越大，振荡频率愈低。NE555③脚输出的是连续的矩形波，该矩形波经C4耦合、VD2整流及C5滤波后，在电压表两端就会形成一直流电压值．但在检测粮食水份前，可通过调整调零电位器RP使电压表实际显示为零(表针处于表盘刻度正中位置)。当将粒状粮食放入平板电容传感器两平板之间后．由于电容量增大，振荡频率变低，输出矩形波占空比增加，整流滤波后电压变高，电压表指针将偏向正中位置右侧一定角度，即电压表有一读数。显然，粮食湿度越大，电压表读数越大。于是我们可以在电压表表盘上事先刻上湿度指示刻度，或涂上表示湿度合格的绿带和湿度不合格的红带。这样，就能很方便地测出被测粮食的湿度是否合格。当然，不同粮食放人平板电容传感器两平板之间时，所表现出的电容量并不相同。故电压表表盘上事先刻上的湿度指示刻度，或涂上表示湿度合格的绿带和表示湿度不合格的红带应有3～4排，以供分别测量稻谷、小麦、大豆、玉米等农作物湿度的需要。

该粮食湿度检测仪外形见图2。其外壳可用厚5mm硬质塑料或三夹板粘合，其尺寸见图中所注。平板电容传感器C1两平板均用高4.5cm、宽9cm厚2mm的紫铜板或黄铜板竖直立在盒的左侧，并加以固定。两极板相距2cm，在两极板底部下角分别焊一单股绝缘导线作为电容C1引出线(引出线应在盒底预留的线槽中经过，仪器制作完成后再将线槽用环氧树脂胶敷平)。电压表可用85C1型方形电压表，量程±2.5V。如果找不到这样的电压表，也可用±100μA电流表改制。检测仪电路元件参数见图1所注．电阻R1-R3均采用l／8W金属膜电阻．R4采用2W金属膜电阻。电容C2～C4均采用耐压160v瓷介电容，整流管VD1、VD2最好采用高频锗检波二极管2AP9，这是因为它的管压降只有0.2V，有利于提高检测灵敏度。如果找不到这样的二极管，也可用锗高频三极管3AG11、3AG14等的发射结代替。为了保证检测仪使用寿命，调零电位器RP，应选用1W实心电位器，电源开关K可选用拨动式小型钮子开关。除电压表、调零电位器及电源开关安装在表盘上，电池安装在盒内一侧外，其余元件均可利用电压表、电位器引脚作为支架，用各元件引脚采用搭棚法进行焊接。由于检测仪并不是经常使用，且耗电量不足20mA．电源可采用9V迭层电池。检测仪制作完后，可通电进行调试。首先调节调零电位器RP使电压表指针正好停在表盘正中“0”位置，然后，在平板电容传感器C1两平板间倒人湿度恰好合格的粮食样品，这时电压表指针应有一定偏角(即电压表会有一定读数)。然后在电压表零至这一电压值，电压表指针所经过的表盘弧线上用绿色记号笔将这一弧线涂成绿色(弧线宽度为2mm)，接着在这弧线右侧的延长线上，用红色记号笔将该弧线延长线涂成宽2mm、弧长约1.5cm的红色弧线。并在弧线末端写上这一粮食的名称。在检测粮食湿度时，若电压表针到达红色弧线区域，则表示被检粮食湿度不合格。若电压表指针在绿色弧线区域内，则表示被检粮食湿度合格。按照上述同样的办法，在电压表指标上其他粮食的色线。整个制作调试工作即告结束。由于电池电压、大气湿度．环境温度等因素会对测量结果带来影响，故每次测量前必须先进行电压表校准调零。