《山东理工大学》2011年硕士论文

发布时间：2016-08-31 13:22

  本文关键词：任意结构形状的电容传感器原理和数学模型，由笔耕文化传播整理发布。

《山东理工大学》 2011年

小区玉米测产系统研究

史文东  

【摘要】：小区玉米测产系统是专用于玉米区域育种试验中测产的仪器,其对于提高整个测产效率具有重要的意义。测产系统通过与脱粒机配套使用,能够自动完成玉米样品的进料、称重、水分测量、容重和产量计算、出料、数据存储等操作。其中,称重和水分测量是测产过程中关键的步骤,通过测量直接或间接得到产量、水分含量、容重、穗粒重等值。由于影响水分检测的因素较多,所以玉米水分检测是本文研究的重点。本文研究的内容包括： 一、根据称重变送器测量的要求,完成单片机测量电路和程序的设计,主要包括称重传感器信号采集电路、与EM9000系统的通讯电路、对采集数据的处理和测量结果发送程序及命令接收程序。 二、通过对称重数据处理算法的研究,比较了分组加权平均法与算数平均法对采样数据的处理结果。算术平均值法所测结果的最大误差为0.09g,而分组加权平均法所测结果的最大误差为0.05g。算术平均值发所测结果的最大方差为50.04,而分组加权法所测结果的最大方差为0.14。结果表明,加权平均法可使称重测量误差更小,测量结果更稳定,能够满足称重变送器设计要求,使测量误差控制在1g以内。 三、分析了筒状电容传感器的结构和测量原理以及充放电电容检测电路的测量原理,设计了基于电容充放电原理的水分变送器,完成了温度和电容检测电路、串行通讯电路的设计和相应检测程序、命令接收、数据发送程序的设计。 四、根据水分检测实验的数据,分析了在9.5℃、14.2℃、17.7℃、20.5℃、24.2℃、26.8℃温度下水分、温度、电压差之间的关系,建立了多个水分拟合方程,并通过比较拟合方程的统计参数得到最佳拟合方程。 五、通过比较水分变送器和烘箱法对不同含水量的玉米样品的测量结果,给出测量误差和重复性误差。结果表明,误差在0.5%内占78%,重复性误差为5.75%,满足玉米育种区域试验中对玉米水分测量的要求。 目前,国内使用的小区玉米测产产品主要依赖进口美国ALMACO公司的小区测产系统,本文的研究实现了小区玉米测产系统的国产化。

【关键词】：
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP216
【目录】：

摘要3-4

Abstract4-5

目录5-7

第一章 绪论7-10

1.1 课题研究的意义7

1.2 国内外发展现状7-8

1.3 本文主要研究内容8-9

1.4 本章小结9-10

第二章 玉米测产系统硬件系统设计10-26

2.1 称重变送器电路10-15

2.1.1 主控模块11-12

2.1.2 模数转换电路12-13

2.1.3 电源电路13-14

2.1.4 RS232通讯电路14-15

2.2 水分变送器电路15-20

2.2.1 主控模块15-16

2.2.2 电容传感器结构及测量原理16-17

2.2.3 电容和温度检测电路17-19

2.2.4 电源模块19-20

2.2.5 RS232通讯电路20

2.3 电机控制电路20-21

2.4 EM9000底板电路21-25

2.5 本章小结25-26

第三章 玉米测产系统软件设计26-39

3.1 称重变送器软件设计26-30

3.1.1 主控模块设置27-28

3.1.2 数据接收处理28

3.1.3 串行命令接收28-29

3.1.4 分组加权平均法29-30

3.2 水分变送器软件设计30-33

3.2.1 主控模块设置31-32

3.2.2 AD和串行命令接收中断程序32-33

3.3 电机控制程序33

3.4 测产系统控制及显示界面33-38

3.5 本章小结38-39

第四章 水分检测实验分析和数学模型的建立39-47

4.1 实验方案39

4.2 样品的制备39-40

4.3 样品数据采集40-41

4.4 数学模型分析41-42

4.5 回归参数计算42-43

4.6 显著性检验43-44

4.7 水分变送器的最佳回归方程的建立44-45

4.8 本章小结45-47

第五章 水分变送器误差分析47-49

5.1 误差来源分析47

5.2 误差分析47-48

5.3 重复性分析48

5.4 本章小结48-49

第六章 总结与展望49-51

6.1 总结49

6.2 展望49-51

参考文献51-54

攻读硕士期间发表的论文54-55

致谢55-56

附录一 玉米水分采样数据56-61

附录二 称重和水分测量程序61-68

附录三 现场测产图68

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【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张红霞;电容式玉米水分测量系统研究[D];山东理工大学;2012年

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李国林,张旭,赵曦,施聚生;电容传感器灵敏度与结构关系研究[J];兵工学报;2000年04期

2 刘少刚;孟庆鑫;罗跃生;董晓璋;田勇臣;;任意结构形状的电容传感器原理和数学模型[J];北京林业大学学报;2008年04期

3 翟宝峰,梁清华;检测粮食水分用的电容式传感器[J];传感器技术;2003年02期

4 蔡菲娜,刘勤贤;单传感器的数据融合及有效性分析[J];传感器技术;2005年02期

5 李庆先;滕召胜;罗志坤;;电容式水分传感器的非线性特性与改善方法[J];测试技术学报;2007年05期

6 滕召胜,唐瑞明,齐朝富;低功耗插杆式智能粮食温度水分传感器设计[J];电子测量与仪器学报;2000年03期

7 丁元明,张学东,张宏勋;快速失重法测量玉米水分的研究[J];分析仪器;1996年04期

8 李跃忠;朱星华;吴伟伟;;检测仪表中的数据融合方法[J];东华理工大学学报(自然科学版);2008年01期

9 苏义臣;金明华;苏桂华;万力波;;玉米子粒容重的相关性分析[J];吉林农业科学;2007年03期

10 吴家群,钟立人,王维华,袁向星;用统计分析的方法研究谷物水分仪的数学模型[J];计量学报;1999年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 杨荣辉;电容式粮食水分仪的研究[D];沈阳工业大学;2003年

2 王兆华;基于有源电桥的电容式传感器及其测量系统的研究[D];北京化工大学;2006年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张银生,尤瑜升,刘元俊,冀克俭,邓卫华,袁克俭;环氧树脂/芳纶纤维预浸料的质量控制试验方法研究[J];工程塑料应用;2000年06期

2 葛建中;黄松清;葛丛;;关于三坐标测量策略的探讨[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年04期

3 冯晓旺;宣奇丹;张文杰;;毛白杨叶片含水量无损检测系统的研究[J];安徽农业科学;2010年15期

4 周洲;李红;何海艳;;大豆水分含量测定方法的改进探讨[J];安徽农业科学;2011年31期

5 崔冬梅;;HPLC测定诺氟沙星胶囊含量的不确定度评定[J];安徽医药;2010年12期

6 王晓辉;;Ⅱ级工作用廉金属热电偶热电动势测量结果不确定度的评定分析[J];安装;2012年05期

7 曾汉平;李登红;;潜水异步电机转速高准确度测量方法研究[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2008年03期

8 白小燕;林东生;杨善潮;李达;刘岩;金晓明;王桂珍;;晶体管中子损伤常数的测量以及不确定度分析[J];半导体技术;2012年01期

9 黄林;陈向东;谢宁宁;李晓钰;;基于AD7150微位移电容传感器的研究[J];半导体技术;2012年06期

10 余坚;何广平;;基于Java的材料试验机测控软件的设计研究[J];北方工业大学学报;2010年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 周育才;罗玉雄;;基于微波加热法的原煤含水量在线检测研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

2 李莲;翟丽霞;;动态轨道衡称重系统误差分析及数据处理的研究[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年

3 李存龙;陈伟民;刘显明;雷小华;赖伟;曾海朋;王福权;;测量角度间隔对LED灯具光强分布测量的影响[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

4 倪晋平;卢红伟;董涛;;组合光幕阵列密集度测量方法[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年

5 张海云;王伟;赵松玮;刘巧巧;彭彦昆;;基于近红外光谱的生鲜猪肉水分无损快速检测研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年

6 沈显庆;付家才;张帆;李俊明;;单相远程多用户多功能智能化电能表设计与实现[A];第十届中国科协年会论文集（二）[C];2008年

7 蔡剑红;李德仁;;多空间尺度下顾及不确定性的16方向锥形模型研究[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年

8 廖哲;付军;冷慧敏;;管道内表面α活度监测技术及应用[A];全国核与辐射设施退役学术研讨会论文集[C];2007年

9 马永红;葛良全;周四春;陈明驰;李波;胡秋敏;;航空伽马低能谱段规律初步研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集（第一卷·第7册）[C];2009年

10 常小林;李明峰;李熹微;;基于MATLAB的DEM数据处理研究[A];第十三届华东六省一市测绘学会学术交流会论文集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘志平;无陀螺捷联惯导系统若干关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 刘少刚;基于单一平面电容传感器的木材含水率检测系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

3 郑荣茂;基于NGGPS制造特征信息统一机理与实现方法[D];华南理工大学;2010年

4 尹丽妍;基于水势的玉米真空干燥传热传质模型及介电特性的研究[D];吉林大学;2011年

5 靳涛;火电机组反向建模方法的研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

6 李如平;射流管式水压电液伺服阀研制及特性研究[D];华中科技大学;2011年

7 刘东;高热流密度微结构散热器换热特性的研究[D];中国科学技术大学;2011年

8 张滋黎;基于视觉引导的大尺度空间坐标测量方法研究[D];天津大学;2010年

9 王勇;格子Boltzmann方法在热声领域的应用及热声谐振管可视化实验研究[D];西安交通大学;2009年

10 赵志刚;动态测量不确定度理论的拓展及其应用研究[D];清华大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 毕博;隔离四通道数字存储示波器的设计与研究[D];山东科技大学;2010年

2 郭凤华;基于卡尔曼滤波的高精度磷酸根离子分析仪的设计[D];郑州大学;2010年

3 段志峰;具有最佳预测的多通道水质监测仪系统设计[D];郑州大学;2010年

4 牛灵欣;基于γ射线的工业用煤定量分析[D];郑州大学;2010年

5 郑银涛;基于平板式电容的微位移测量系统设计[D];大连理工大学;2010年

6 王仁瑾;热计量模式下居住建筑耗热量分摊模型研究[D];大连理工大学;2010年

7 郭陈;基于LabVIEW水泵性能试验系统[D];安徽农业大学;2010年

8 刘晟楠;基于灰色预测反馈线性化伺服控制算法的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

9 王晓立;电容式位移传感器研究[D];湘潭大学;2010年

10 孙继卫;宽频激励下粮食水分在线检测技术研究[D];河南工业大学;2010年

【同被引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 翟宝峰,梁清华;检测粮食水分用的电容式传感器[J];传感器技术;2003年02期

2 丁英丽;基于电容式传感器的粮食水分测量仪[J];传感器技术;2003年04期

3 熊艳艳;吴先球;;粗大误差四种判别准则的比较和应用[J];大学物理实验;2010年01期

4 丁元明,张学东,王雪;粮食水分测量技术概况[J];分析仪器;1997年02期

5 李玉忠;中国湿度与水分测量技术的现状[J];分析仪器;2003年01期

6 蔡利民;孔力;;圆筒形电容式粮食水分传感器的数学模型与影响因素分析[J];分析仪器;2009年01期

7 景勇;丁岚;;电容式粮食水分仪的研究与设计[J];沈阳航空航天大学学报;2011年02期

8 吴家群,钟立人,王维华,袁向星;用统计分析的方法研究谷物水分仪的数学模型[J];计量学报;1999年03期

9 李爱传;汪志强;李琳;高飞;;电容式粮食水份检测系统研究[J];农业网络信息;2009年02期

10 张世珍;粮食水分测量技术及发展方向[J];吕梁高等专科学校学报;2002年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 孙继卫;宽频激励下粮食水分在线检测技术研究[D];河南工业大学;2010年

2 康忠伟;基于时域传输技术的谷物含水率测试技术研究[D];黑龙江八一农垦大学;2011年

3 罗承铭;基于电容法的谷物水分检测系统研究与设计[D];西北农林科技大学;2011年

4 付鹤翔;基于单片机的便携式粮食水分测试仪的研究[D];西北农林科技大学;2011年

5 翟宝峰;基于数据融合的粮食水分检测技术的研究[D];沈阳工业大学;2002年

6 杨荣辉;电容式粮食水分仪的研究[D];沈阳工业大学;2003年

7 张志俊;一种快速水分测定方法的研究[D];天津大学;2003年

8 王兆华;基于有源电桥的电容式传感器及其测量系统的研究[D];北京化工大学;2006年

9 蔡志端;基于复阻抗分离法的电容式水分测量系统研究[D];景德镇陶瓷学院;2007年

10 刘世龙;红外光谱法对玉米粉和乙醇中水分含量的检测研究[D];长春理工大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吴家群,袁向星,王维华;用逐步回归方法研究使用新型半导体器件水分仪的数学模型[J];半导体技术;1997年04期

2 崔占忠,白玉贤,马俊,徐清泉;电容近炸引信的探测灵敏度[J];兵工学报;1995年03期

3 李国林,张旭,赵曦,施聚生;电容传感器灵敏度与结构关系研究[J];兵工学报;2000年04期

4 周云波;RC文氏桥振荡器研究[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2001年04期

5 张赤军,张劲南;用电容作传感器的谷物水分在线测试仪[J];长春理工大学学报;2004年01期

6 张玉艳,王玉田,王莉田;用于差动电容传感器的高分辨率电路的研究[J];传感技术学报;2002年01期

7 王雷,王保良,冀海峰,黄志尧,李海青;电容传感器新型微弱电容测量电路[J];传感技术学报;2002年04期

8 马世勇;射频电容式传感器的研究与应用[J];传感器技术;2001年02期

9 谢利理,李玉忍;一种新型的电容式料位传感器设计[J];传感器技术;2002年12期

10 翟宝峰,梁清华;检测粮食水分用的电容式传感器[J];传感器技术;2003年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 冯平;智能位移传感器系统的研究[D];浙江大学;2001年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 翟宝峰;基于数据融合的粮食水分检测技术的研究[D];沈阳工业大学;2002年

2 林国栋;粮食水分在线检测控制系统的研究[D];沈阳工业大学;2003年

3 杨荣辉;电容式粮食水分仪的研究[D];沈阳工业大学;2003年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张振荣,殷志都,李红霞;1151变送器简易调校法[J];山西化工;2001年04期

2 王山峰;变送器校验技巧[J];仪器仪表用户;2002年02期

3 李晓光,马净,周丽萍,陈向峰;位置变送器在加热炉中的应用[J];传感器世界;2003年05期

4 郑吉斌,殷雨飞;法兰类变送器选型[J];中国仪器仪表;2004年09期

5 孙建设,张惠敏,史磊,陈鲁华;基于555集成定时器电路的脉冲变送器[J];仪表技术与传感器;2004年10期

6 黄启平;远传变送器与凹面法兰的简便连接[J];自动化仪表;2004年11期

7 陈昌,王忠福;高精度称重变送器设计[J];中国仪器仪表;2005年05期

8 陈东;电测模拟量变送器在投运前的现场检查和试验[J];电力安全技术;2005年07期

9 赵玉宝;张纪明;李惠军;;智能工业pH值变送器的设计[J];实验技术与管理;2006年09期

10 方原柏;;爱默生过程管理公司的3051S变送器[J];石油化工自动化;2006年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 龙志峰;韩荔;李庆祥;白立芬;;微硅隧道加速度变送器的优化设计[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集（上）[C];2001年

2 查全波;方益树;;一种风扫磨用音频变送器设计与应用[A];企业计量测试与质量管理——中国科协2005年学术年会论文集[C];2005年

3 贺升平;李爱国;张鑫;;智能振动变送器系统研究[A];2013中国西部声学学术交流会论文集（上）[C];2013年

4 谢光忠;黄春华;蒋亚东;杨邦朝;;高分子电容式湿度变送器研究[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年

5 杨斌;高洪涛;马凯;;智能温湿度变送器的精密测温电路研究[A];增强自主创新能力 促进吉林经济发展——启明杯·吉林省第四届科学技术学术年会论文集（上册）[C];2006年

6 丁基敏;;电容薄膜式绝对压力变送器的发展[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（上册）[C];2001年

7 杨润;;变送器输出电路的改进[A];2009年云南电力技术论坛论文集（文摘部分）[C];2009年

8 颜志明;;变送器因素对气体流量测量的影响[A];江苏省计量测试学术论文集[C];2007年

9 韩界荣;;时分割模拟乘法器在三相三线有功功率变送器中的应用[A];’2003天津IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2003年

10 王骏;;RBF神经网络在智能多参数变送器中的应用[A];第八届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前7条

1 天津水泥工业设计研究院 张卫民;[N];中国建材报;2006年

2 河南 刘利君 秦占珍 郜振国;[N];电子报;2005年

3 杰尔系统变送器营销总监 RonHartmayer 先生;[N];中国电子报;2002年

4 重庆 莫福平;[N];电子报;2006年

5 记者 邢传凯;[N];铁岭日报;2010年

6 记者 许海坡;[N];中国纺织报;2005年

7 本报记者 谢兴;[N];经济日报;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王忠福;高精度称重变送器设计[D];大连理工大学;2005年

2 巫荣闻;热膜式风速变送器系统设计[D];合肥工业大学;2010年

3 闫永胜;智能差压变送器的研发[D];华东理工大学;2011年

4 来庆宇;基于IEEE1451标准的STIM的研究与实现[D];大连理工大学;2006年

5 郑奕;智能转速变送器的设计与实现[D];华东理工大学;2011年

6 麻楚霞;工业电阻应变式称重变送器的研究与设计[D];昆明理工大学;2005年

7 高阳;油中微量水分和温度变送器的设计及研究[D];华南理工大学;2013年

8 李蕾;电阻式变送器非线性误差的补偿[D];西安理工大学;2008年

9 王英亮;分段式液位测量变送器的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

10 黄明;基于线性霍尔传感器的智能阀位变送器的设计[D];杭州电子科技大学;2009年

  本文关键词：任意结构形状的电容传感器原理和数学模型，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：106820