电容式谷物水分传感器平面探头的研制

针对谷物水分传感器平行极板探头安装难度大、高水分测量精度低等问题,将平行极板探头结构改进成为平面极板探头结构,并且通过增加保护极板减小干扰和杂散电容的影响,提出影响传感器敏感性、精度的平面极板探头的几个参数,采用有限元分析方法较精确分析了探头的电场分布和电容。根据能量的分布得到谷物测量深度、平面极板探头电容值同其驱动极宽与两感应极板间距（极距）之比的关系,当二者之比等于0.9时即为平面极板探头的优化尺寸。试验结果表明,该传感器测量含水率的误差在±1.5%范围内,测量含水率范围可达到6%～36%,测量温度范围-10～80℃。优化的平面极板探头提高了测量精度,降低了安装难度。     

主动屏蔽式平面探头水分在线传感器研究

设计了一种主动屏蔽的平面探头水分在线电容传感器.硬件方面设计了主动屏蔽式极板,从敏感区域聚集电场,减小了杂散电容对传感器测量精度的影响;平面探头及其传感器振荡电路避免了屏蔽极板对驱动极板的影响.有限元法分析表明,主动屏蔽极板的采用提高了传感器测量精度和灵敏度.软件方面由谷物含水率测量试验装置进行了一系列试验,实现了测试水分时温度自动补偿,其含水率测试的相对误差由传统传感器的5%降低到1%. 鉴定结果表明,此谷物含水率传感器相对误差在±1%范围内,含水率测量范围6%～36%,适用温度范围-10～80℃,基本克服了传统国产电容水分传感器精度低、温度影响大、安装困难等缺点.