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硕士论文-谷物硬度电测法测量系统的研究，共107页，51497字
摘 要
Abstract
谷物籽粒质地的软、硬是评价谷物加工品质和食用品质的一项重要指标，并与谷物
育种和贸易价格等多方面密切相关；硬度是国内外谷物市场分级和定价的重要依据；谷
物硬度与谷物加工工艺和最终产品品质密切相关。本论文研究了基于单片机的谷物硬度
电测法测量系统，主要内容如下：
1、谷物硬度测量传感器及其电路的设计。利用电阻应变原理、机械原理及材料力
学的相关知识，在对传感器结构形式研究的基础上研制出加工工艺简单、体积小的谷物
硬度传感器。
2、硬度测量装置机械部分的设计。主要包括施压机构的设计、电机的选用和调速
比的硬件设计，并且对重要部件涡轮轴进行了受力校核。
3、谷物硬度测试信号传输电路设计。包括键盘电路、模数转换电路、LED 显示器
等硬件接口电路、电机控制电路、时钟电路、复位电路和电源电路等。
4、硬度测试仪的软件设计。根据测试仪操作功能方面的要求完成对测试仪软件的
设计。包括：外部中断子程序、定时中断子程序和 LED 的显示控制程序等；分析了保
证测试仪实时测量的方法，并编写了相应的程序。
最后，为了对谷物测试仪进行进一步改进，作者对整个研究工作作了总结，并对以
后的工作进行了展望。
关键词：谷物硬度 单片机 传感器 测试
目录
摘 要·· ?
英文摘要············??
1. 绪 论··············1
1.1 谷物硬度测定的重要意义········· 1
1.2 目前国内外谷物硬度的测试方法············2
1.3 谷物硬度测定研究新进展········· 4
1.4 谷物硬度测试仪研制的意义·····5
1.5 谷物硬度测试仪器的设计要求和技术指标···········6
1.6 本论文的主要工作······7
2. 硬度测量的方案及传感器的设计·············9
2.1 硬度测试仪的开发方案············· 9
2.2 硬度测量传感器的设计············· 9
2.2.1 弹性元件设计···········9
2.3 电阻应变敏感元件····15
2.3.1 应变电阻转换原理·15
2.3.2 应变片的基本结构和测量原理···········16
2.3.3 转换电路··16
2.3.4 应变片的选择·········18
2.4 传感器的静态标定····19
2.5 压阻式传感器的优越性··········· 21
2.6 本章小节····· 22
3. 硬度测量机械部分设计············ 23
3.1 硬度测量机械部分的总体结构设计······23
3.2 电机的选择·24
3.2.1 电动机的类型和结构的选择24
3.2.2 电机容量的选择·····25
3.3 轴的支承方案的确定25
3.4 轴与轴承的配合········25
3.5 蜗杆轴结构的设计要求··········· 25
3.6 联轴器的设计············26
3.7 电机选用的验证········27
3.8 本章小节····· 30
4.谷物硬度测试仪检测电路设计··31
4.1 引言·············31
4.2 电路硬件总体设计····31
4.3 应变信号放大与变换电路·······32
4.4 放大电路设计············32
4.6 单片机模块·35
4.7 振荡器电路设计········36
4.8 复位电路的设计········37
4.9 模/数转换电路的设计·············· 37
4.10 本章小节··· 40
5. 硬度测试仪检测程序的设计····41
5.1 结构化程序的设计方法··········· 41
5.2 谷物硬度测试仪主程序设计···41
5.3 中断模块····· 43
5.3.1 外部中断··43
5.3.2 定时中断··43
5.4 显示模块····· 44
5.5 本章小节····· 45
6. 谷物硬度测试仪的试验及分析46
6.1 试验材料和仪器········46
6.2 试验数据：·46
6.3 分析与讨论·47
7. 结论与建议··48
7.1 设计工作的总结········48
7.2 设计的不足与改进····48
参考文献···········49
附录 A53
附录 B54
附录 C55
致 谢76