电容式植物含水监测传感器的数学建模及电路设计

国内目前的农业灌溉过程中,主要利用土壤和环境湿度来判断作物缺水状况。在研究平行板电容传感器工作原理的基础上,提出了用电容传感器测量植物含水情况,并提出在测量中将电容极板间被测物质和间隙空气抽象为固、液、气三相的方法,理论上分别建立了用于植物水分测量的三相介质的并联、串联数学建模,并做了数值模拟分析。分析认为在一定的激励信号作用下,平板电容的电容值与极板间被测介质含水率呈对应关系,得出了平行板电容传感器可以实现直接针对植物含水情况测量的结论,解决了间接测量的滞后性和准确性差的问题,确定了三相介质并联的建模方法可以作为传感器系统理论分析的最佳方案。在理论分析可行的基础上对传感器电路结构设计做了初步分析、介绍。     

种子含水率在线测量系统

根据种子含水率的测量要求，研制了一种可同时测量电容、质量和温度3个参量的装置和测量电路。该测量系统的机械装置由2个同心圆筒组成，内筒的旋转运动实现被测种子的动态喂料。采用抗寄生电容效应的开关电容电路测量上、下极板之间的电容；下极板同时也是称量平台；温度传感器测量种子的温度。3个测量值经A／D转换电路以数字量输出。分别用3个电路单独测量已知的电容、质量和温度，以及不同温度和相对湿度条件下对电容测量值的影响，并据此分析了各测量单元的精度、可靠性和可行性。     

基于电容法的自走式玉米青饲机质量流量在线检测

为实现自走式青饲机质量流量的在线测量,提出基于电容法的在线检测方法,并设计相应的电容传感器。以电容数字转换芯片AD7745以及51单片机为核心设计电容信号采集电路,实现电容信号的在线采集。搭建室内试验台架,进行相关的台架试验,建立电容值变化量与青饲料质量流量和青饲料含水率之间的二元回归模型,模型决定系数R~2为0.942,并对模型进行验证试验。试验结果表明:所设计的电容传感器以及所建立的关系模型能够较为准确地测量青饲料的质量流量,质量流量测量的平均相对误差为3.52%。     

使用万用表的技术要点

万用表又称多用表或三用表,具有多种用途,多种量程,具有携带方便、价格低廉、操作简单等一系列优点。一般万用表可以用来测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻和音频电平等参量,有的万用表还可以测量电容、电感、电功率以及晶体管参数等。由于万用表能测量多种电量和电参数,     

利用电容无功判别差动回路的正确性

我们都知道 ,要验证主变压器差动保护二次回路接线的正确性 ,就必须在该变压器带负荷运行的情况下进行负荷六角图的测量 ,而新建投运的变电所 ,用户负荷往往是跟不上的 ,但无功补偿电容是随主变压器投运而投运的 ,这就为我们提供了测量主变负荷六角图的必要条件。1　电容无功负荷特性我们知道 ,电容是纯无功负荷 ,其端电压与电容电流的极性关系可以用图 1、图 2表示 ,由图 1、图 2可知 ,电流超前电压 90度角 ,其前提是电流由母线流向电容为正向时。2　实例说明下面以我局一个变电所为例进行说明。(1)　系统接线及参数。SB=40 MVA　 SC=36…     

谈农机电气修理中万用表的使用

万用表可以用来测量直流电流、电压、电阻、电容、电感、电功率等参量,功能强大,操作简单,在农机电气维修和测试时应用广泛。重点阐述了万用表使用时应该注意的一些事项,以提高测量精度,避免损坏仪器。     

电容式电压互感器介损及电容量测试

介绍了电容式电压互感器(CVT)的内部结构,论述了CVT的介质损耗和电容量测试方法以及变频测量的原理,通过计算证明了对CVT整体电容进行测量不能反映单只电容的绝缘性能,并对CVT的介损测量进行了误差分析。     

基于单片机的非金属厚度测量系统的设计

文章主要介绍了共面环形电容传感器测量非金属厚度的基本原理,设计了基于STC89C52单片机的非金属厚度测量系统,重点分析了该系统中的电容测量电路和单片机控制电路。经实验验证,该系统安全简便,可操作性强,成本低,为现有非金属厚度的测量提供了新方法。     

基于单片机的土壤湿度测试仪的研究

根据土壤介电测量的通用模型,采用探针式电容传感器,设计了土壤湿度单片机测试系统,阐述了其组成和工作原理,并通过上位机实现自动监测和自动灌溉。实验结果表明：该测试系统具有测量精度高、显示直观、操作方便等特点,可以满足生产实践中的要求。     

网上问答

定子接地保护-电流整定发电机定子接地保护,如果接地的电容电流可以测量,比如从发电机中性点测量到电流,那么就直接用这个电流来整定,这样有没有问题?是不是电流太小了,不方便?或者说就是用电流来整定,不用电压和三次谐波。     

资讯

tjjxc问：调谐电容和补偿电容有什么差别？ summerb234答：调谐电容是滤波电容,与补偿电容的差别在于可以通过的电流较大,一般补偿电容为35％,滤波电容可以到50％,过压等级也要高一些。     

电容电流测试分析

随着城市电网中电缆线路的增多,电容电流越来越大,此时接地电弧不能可靠熄灭,这会危及电网的安全运行,因此如何测量电容电流是非常重要的。本文介绍电容电流的测试原理、方法,以及测试仪的维护等。     

干燥过程中谷物水分在线测量系统

讨论了以由谷物含水量 (介质介电常数 ε)变化引起电容式传感器振荡频率的变化来测量谷物水分的方法。采用同心圆式电容传感器对谷物干燥设备进行在线水分测量及控制 ,建立了定流量条件下谷物水分同电容传感器振荡频率、谷物温度相关的数学模型     

基于电参数与神经网络的奶牛乳腺炎检测方法

通过准确测量奶牛新鲜乳汁的温度、电导率、电容和乳汁中的体细胞含量,建立了温度、电导率、电容为输入,体细胞数为输出的四层BP神经网络模型。并将结果与没有电容参数的网络模型结果进行比较。结果表明:电容参数的加入使检测精度有显著提高,验证集奶牛乳腺炎等级的正确检出率达到100%。     

土壤剖面水分传感器探头仿真与试验

为准确掌握土壤墒情信息,针对农田环境下不同作物根区土壤含水率变化难以实时观测的问题,对土壤剖面水分传感器探头进行了仿真,并通过试验验证,给出了传感器探头设计尺寸的优选方案。在建立传感器探头微量化平面电容二维模型的基础上,分析了传感器探头结构变化对探头微量化平面电容周围电场强度和电容变化的影响,确定了探头结构尺寸的最优组合。当探头铜环电极外径40 mm、内径38.4 mm、轴向长度20 mm、轴向间距15 mm时,探头的灵敏性和探测范围最优。试验结果表明,本文研究的土壤剖面水分传感器测量精度为±1.42%,具有很高的稳定性和一致性。所设计的传感器探头可以根据实际测量深度需要任意组合,满足不同作物根区深度的土壤含水率测量需求。     

小麦含水率在线测量的研究

为了解决精确农业测产系统对小麦含水率的要求，采用圆柱形电容传感器，根据不同含水率的小麦流经电容传感器所对应的不同电容值在RC振荡电路中输出不同的频率的原理，利用单片机采集RC振荡电路输出的频率，通过查表的方法实现小麦含水率的在线测量。     

基于二硫化钼的电容式土壤湿度传感器

[目的/意义]土壤中含水率直接影响农作物生长状态和产量。开发出一种可靠、高效的土壤湿度传感器对实施农田科学灌溉具有重要指导意义。[方法]本研究提出一种基于微加工工艺制备的二硫化钼电容式土壤湿度传感器,通过叉指电极上同一平面上的金电极阵列实现数个电容并联,表面修饰二硫化钼作为敏感层实现对土壤湿度的测量。通过计算及使用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件研究电极参数对电容敏感度的影响,最终确定电极参数使用10μm间距、75对叉指。[结果和讨论]在保证测量精度的前提下,大大缩小了传感器的体积,可以实现土壤湿度的原位动态监测。在室温下相对湿度值从11%变化到96%时,电容式土壤湿度传感器在200 Hz频率下的电容输出为12.13 pf～187.42 nF;当土壤含水量由8.66%增加到42.75%时,传感器的电容输出在200 Hz频率下由119.51 nF增长到377.98 nF,显示出较高的湿度灵敏度及较宽的敏感范围。[结论]本研究提出的土壤水分传感器有望实现原位长期监测电容式土壤传感器的电容变化,从而监测土壤湿度的变化。     

便携式原油含水率传感器的设计与制作

文章介绍了一种针对原油含水率测量的电容式传感器,重点阐述其工作原理和设计方法,并提出柱状双螺纹杆沟槽结构,将多匝导线螺旋缠绕于沟槽内形成电容,原油含水率的变化引起电容值的不同。考虑到原油测量的工况,传感器采用手持便携式设计,便于野外随时作业。经过实验室模拟测试和实地测量,该方案能够满足油田监测的精度要求,工作稳定,操作方便,已经在工业现场中得到使用。     

基于FDC1004的电容式谷物水分检测仪的设计

提出了一种利用谷物介电特性快速测量谷物含水率的方法,采用同心圆筒电容传感器,对传感器做屏蔽干扰处理。运用Texas Instruments公司最新的电容数字转换芯片FDC1004,具有测量精度高电路简单及抗干扰等特点。加入NTC温度传感器对测量电路进行温度补偿,人机通过按键交互,测量结果通过LCD屏幕显示。系统核心器件采用单片机MSP430F5528,具有低功耗及运算速度快的优点。系统采用4.2V可充电蓄电池供电,系统的测量范围为5%~35%。标定后的系统经验证测试得测量平均误差为0.85%,符合设计要求。     

关于万用表扩展毫伏精密检测功能的设想

万用表的使用在我国由来已久,其型号及功能较多,但基本上只是测量电阻、电压、电流、电容、晶体管的参数β等,需要将万用表扩展带有毫伏检测功能以解决对于微弱的毫伏级交流信号的检测问题。若能扩展,则不需要专用的交流毫伏表对于微弱的毫伏级交流信号进行检测,使两表合一,可以加快工程师的测量进度,提高生产效率,加快生产节拍。