时间：2022-04-24 11:37:21
序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇电容式传感器范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。
关键词：电容；传感器；转换；测量
在生产科研活动中，经常要对温度、压力等非电量进行测量，使得现代传感器技术有了飞速的发展。电容式传感器的检测元件可将被测非电量变换为电容量，然后通过对电容值的测量得到相应的非电量的值。由此可见对电容值进行测量是有实际意义的。在数字化测量技术中，为实现对电容所测值进行数字显示，通常是将被测电容Cx先转换成与其成正比的直流电压信号（称C/U转换）或时间信号（称C/t转换）。这里介绍一些具体的转换方法，并详细讨论一个典型的C/U转换电路。
1、测量电容的几种转换方法
⑴ 充电法测电容
图1是这种方法的原理图。集成运放反向输入端所加的基准电压Ur经电阻R对被测电容Cx进行充电，当输出电压Uo达到预先设定的额定值时就停止充电。在Ur和R为定值的情况下，显然充电时间t的长短与Cx成正比。由图1可写出其关系式：
只要测出时间t的大小，就可得知Cx的值。利用这种C/t的转换方法测电容，其可测范围为10μf-999.9μf。
⑵ 充放电法测电容
图2是这种方法的原理图之一，它由窗口比较器对电容的充放电进行控制。基准Ur先对Cx进行充电，当两端电压达到额定值时就对地放电，当电容两端电压降低到一个额定值时再次充电。Cx如此反复的充放电，就形成一个周期为T的震荡电压波形，T值与Cx成正比，因此通过测量时间T的大小就可得知Cx的值。这种通过C/t转换测量电容若配上单片机电容量的分辩率可达（0.5-1）×10-3乘以电容满度值，可测范围为0-200μF。
和上述方法相似的另一种测量方式是称为换向式的测量法，它也是先充电后放电，但放电到-Ur为止通过测量放电的持续时间Td得知Cx的大小，这种方法的优点是对充电电源及放大器参数要求不严格，测量误差小，分辨力可达0.1pF，能满足电容传感器的要求。
⑶ 脉宽调制法测电容
图3是这种方法的原理图。它是在如图所示的单稳态触发器的触发端输入一个脉宽为tw，周期为T的矩形波，在阈值为TH加被测电容Cx。通过Cx充放电在输出端得到一个周期仍为T，但脉宽tw即占空比q=tw/T随Cx成比例变化的矩形波（所以称为脉宽调制）。如果能设法测出tw的值，则Cx也可得，这显然也属于用C/t转换法测电容。由于q随C/x改变是输出的矩形波电压平均值Uo值随之而变，即表明Cx与Uo成正比，所以只要能Uo并测出它的数值，就可以得出Cx的值，显然这属于通过C/U转换测电容。脉宽调制法测电容的范围为0-20μF，最高分辨别率为1μF，它的缺点是测量前都要手动调零，从而延长了测量时间。
⑷ 容抗法测电容
图4是这种方法的原理电路图。运放处于线性工作，Ui是幅度及频率fo均恒定的正弦测试信号。电容中通过正弦交流信号时，其容抗为Xc=1/（2πfoCx），当fo恒定时，Xc与Cx成反比。
2、按容抗法实现的C/U转换电路的设计与分析
根据容抗法测量原理，为实现C/U转换，必须有正弦信号发生器，C/ACU转换电路，AC/DC转换电路，滤波器及辅助电路等。
由集成运放N1，电阻R1-R5和C1-C2组成RC桥式振荡器，其中C1R1和C2R2组成RC串并联网络，R3R4R5组成负反馈网络，通过调整R3R4R5 的值使略大于3满足起振的条件，即R4+R5>2R3。运放N2是一级反向输入的缓冲放大器，其电压增益为A = -（R7+RP1）/R6其中RP1为校准电位器，调节RP1可改变N2的电压增益。由运放N3、电阻RS和电容Cx组成测量电容的主电路，其功能是实现C/ACU的转换。由运放N4、电阻R9- R11和电容C3- C4组成二阶有源带通滤波器，其中心频率fo = 400HZ因此有源带通滤波器只允许400HZ信号通过，这样就得到一个纯正的400HZ的正弦波。由集成运放N5、二极管VD3-VD5电阻R13- R16和，电位器RP2和电容C5- C8组成精密整流电路，电路中的R12是N5的同向端输入电阻，R13、 R14为负反馈电阻可将N5偏置在线性放大区并控制运放的增益。
3、电容式传感器的应用
电容式传感器的检测元件将被测非电量变换为电容量变化后，用测量线路（C/U转换电路）把电容容量的变化变换为电压，再通过电压与电容的关系得出非电量的值。可应用在测气体的浓度、油箱油量、导电液体液位等等。
这种电容式转换电路具有线性度好、准确度高、电路简单、成本小、功耗低等特点可应用于一些小型、便携式装置中。例如数字万用表就是利用容抗法实现C/U转换输出平均值电压再配以高分辩率的液晶A/D转换器把模拟量转换成数字量来测量电容的。
参考文献：
[1]沙占友等.数字万用表应用技巧 .北京：国防工业出版社，1997
桥梁挠度测量是桥梁安全性评价试验中检测的重要内容，基于常用挠度测量方法受使用环境条件的制约，本文研制开发出一款体积小、重量轻、安装简单、使用方便的挠度测量系统。通过大跨度桥梁实际使用表明：该系统应用条件宽，自动化程度高，挠度测量精度满足工程要求。系统具有很强的推广价值及实际工程应用前景。
【关键词】电容测量 挠度测量 荷载试验 桥梁
1 引言
桥梁是交通运输网络的重要组成元素，是城市基础设施建设的重要内容，因此确保桥梁结构运营安全极其重要。由于受到环境、有害物质的侵蚀，车辆、风、地震、疲劳、人为因素等作用，将导致结构各部件产生的损伤和劣化。这些损伤与劣化如果不能及时得到有效的检测和维修，将会影响行车安全、缩短桥梁使用寿命，甚至导致桥梁突然破坏和倒塌。
新桥验收试验与旧桥评估检测是确保桥梁正常安全运营的一项重要工作，荷载试验是桥梁承载能力评定最有效的方法之一，在荷载试验时，合理检测桥梁结构的关键状态参数（如应力应变、挠度、动力参数）是试验中最主要的内容。挠度直接反映桥梁结构形变是否超出危险范围，是评价桥梁安全性的重要指标，因此正确有效地检测桥梁挠度直接关系到试验结果评价的可靠性。
对斜拉桥、悬索桥及刚构桥等大跨度桥梁，因跨度大、河面宽、桥面高差大、桥面离水面高、测点布置多、温差变化大，试验往往需夜间，目前常用的挠度测量方法有位移计法、水准仪法、全站仪法、连通管法、光电法等，但在使用上会受到各种客观条件限制。基于此本文研发出一款利用电容测量技术与连通管原理有机结构的桥梁挠度测量系统，克服了传统挠度测量方法的不足，其结构简单、安装方便、适用场合广，且便于实现长期监测与自动化检测。
2 电容传感器数学模型
图1中由两个同轴圆柱形导体组成一个圆柱形电容器，其内导体外半径为r，外导体内半径为R，导体长度为h。当hR-r时，导体两端边缘效应可忽略，圆柱体可视为无穷长，则其电容为
（1）
当被测液体的液位在同心圆柱形内高度发生变化时，将导致电容变化，此时，相当于两个同轴圆柱形电容器并联，由式（1）得
（2）
令
则式（2）变为
C=a+bx（3）
式中：
为被测液体介电常数，为真空介电常数；
h为圆柱形导体长度，R为外导体内径，r为内导体外径；
x为液面当前高度。
由式（3）可知，圆柱形电容的输出电容与液面高度x成线性关系。系数a、b与传感器结构的几何参数、液体介质种类有关，可通过实验标定方式来获得。当使用水作为液体介质时，介电常数随水质与温度变化而变化，由此对系数b所带来的测量影响是不能忽略的，在实际应用中必须进行有效的修正。
3 桥梁挠度测量原理
由电容传感器、水体及连通管构成一个完整的桥梁挠度测量系统（见图2），将测量传感器固定在桥梁指定位置，用带水的连通管连接一起时，调节水量使液面保持在传感器量程内某位置处。当桥梁挠度发生变化时，传感器安装位置高程随之发生变化，其内的液面也发生相应改变，通过测量电路可测出此时电容值，即可计算出测点的液面高度。
假设在桥墩附近位置安装一个传感器作为参考基准点，设初始状态时各测量点液面测量值为 （i为测点编号）
当桥梁挠度发生变化时，各测点液面测量值为 （j为测点第几次测量）
则各测点液面位置变化为
（5）
由此可计算出各测量点相对于参考基准的高差为
（6）
电容式挠度传感器正是利用被测液体的介电常数，将液位转化成电容变化来表征输入信号大小以实现液位的测量。该传感器具有许多优点：结构简单、灵敏度高、分辨率高、体积小、安装方便，但液体介质种类及温度变化造成的介电常数变化是影响其测量精度、重复性及稳定性的主要因素。
液体介质种类对测量精度的影响，可以通过使用前在线校准方法得以有效消除。环境温度对介质介电常数的影响，本文通过单独使用一个传感器的测量数据，来计算出环境温度修正项，此传感器应安装在与其它传感器相同的使用环境中，用同类介质充满到指定高度后与连通管隔离，通过它测量结果来在线计算出当时环境温度变化对测量精度的修正项。传感器内的液体介质温度与种类影响修正项由专用处理软件完成。
4 电容传感器结构与测量电路设计
挠度传感器结构如图3所示，它由两个同轴圆筒组成电容两个电极，两个电极使用同种金属材料做成，经氧化处理后确保两筒间绝缘，两筒间隙形成储液腔。在外筒下底部设计可与连通管相接的进水口，上端设计有小孔与空气相连，以确保测量时水位变化流畅。为提高测量精度，减少寄生电容等影响，在传感器顶部集成的测量电路组合成一个一体化智能传感器，在内部设计有自动校准标，并通过RS485口与外部通讯，形成分布式测量结构体系中的一个节点。
电容测量前端选用MS3110芯片，它是个具有极低噪声的通用电容读出接口芯片，采用调制解调方式来对单电容或差动电容变化的测量，其测量范围为（0.25-10）pF，理论精度达4aF。其内部基本电路由电容补偿电路、电荷积分电路、采样保持电路、低通滤波及放大器组成如图所示。CS1IN，CS2IN为检测电容，CS1、CS2为芯片内部可调补偿电容，用于调节输入电容不对称而引起的偏置，LPF为低通滤波器，GAIN为可调节增益环节。
测量时通过MSC51系列单片机对MS3110芯片写入不同控制字进行内部参数设置，平衡外部容差，减小输出电压偏置，使工作在较好的线性范围内。使用集成有100kHz的转换速率、12位A/D模数转换精度的MSC51系列单片机作为上位机，并使用软件过采样平均技术将片内12位A/D转换精度提高到18位。使用MS3110芯片2.25V参考电压输出作为内部A/D转换器的参考电压，实现比率测量来提高电源看干扰能力。硬件电路如图4所示，P1.1口作为时钟与MS3110的时钟端相连，P1.2与MS3110的SDATA端相连将控制字写入MS3110。利用单片机集成的串行口，通过MAX485芯片接口，实现与外部双向通讯，并使用广播接收、查询输出的传输协议，实现在分布式结构的测量系统中各测点的同步测量。
5 应用实例与结论
用所开发的电容挠度传感器，并编制相应的Windows应用软件，在大跨度刚构桥动静载试验中典型实测桥面挠度见图5，经几座桥梁应用验证，结果表明：
（1）传感器体积小、重量轻、安装简单，不受桥面高差影响，使用环境条件宽；
（2）液体介质对测量精度的影响可通过现场校准方式有效解决；
（3）环境温度对测量精度的影响可使用补偿传感器在线修正；
（4）一体化智能传感器设计可方便地实现分布式同步自动测量。
参考文献
[1]宋一凡.公路桥梁荷载试验与结构评定[M].北京：人民交通出版社，2002.
[2]王安元.桥梁荷载试验挠度测量方法的运用[J].工程与试验，2012（1）.
[3]单成祥.传感器的理论与设计基础及其应用[M]北京：国防工业出版社，1999.
[4]Irvine sensors Corp， MS3110 Data Sheet，2012.
【关键词】电容式；液位变送器；水电厂；集水井；自动控制；应用
水电厂中，集水井的排水装置是用于排除厂房的渗漏水以及生产污水，为了保证排水装置的正常运行，防止厂房被淹以及潮湿，集水井的排水装置要实现自动控制。集水以及排水装置的自动控制中在关键设备在于液位传感器，早期广泛使用的液位传感器，当集水井内部水有油污之时将经常产生故障而导致装置质控。新型的液位传感器在在实际的发展过程中得到了持续的研究和应用。电容式的液位变送器也是新型研发的变送器装置，通过将电容式的液位变送器在集水井的自动控制中进行应用，同时实现了其与智能控制器的配套使用，从而能有效解决上述问题，有效提高了集水井系统运行的可靠性。
一、概述
电容式液位传感器能在高温、高压、易结晶、强腐蚀以及易堵塞等恶劣条件下实现各种液体的连续检测，同时也能把污水、锅炉水位以及酸碱溶液进行测量，整机不具备任何可动以及弹性部件，由此耐冲击、便于安装且可靠性和精度都较高。电容式的液位传感器的使用，能替代传统的浮球式、压差式以及投入式的液位变送器。
电容式的液位变送器使用陷阱的射频电容的检测电路，同时通过16位的单片机经过精确的温度补偿以及线性修正，可将其转化为标准的电信号，一般其运行的电信号范围为4～20mA，可选择CANBUS、HART、485等通讯协议进行系统的组态。整个变送器都具有自校准的功能，用户可通过两个按键进行零点以及量程的自动校准，由此适应了不同场所下的不同测量的要求。
二、特点
结构相对简单，相应体系中不存在任何可动或者弹性的元部件，由此具有极高的可靠性，维护量也极少。一般状况下，可不进行常规的维修；能实现多信号的输出，便于不同应用系统的配置；能在高温以及高压容器环境下进行液位的测量，并且其测量的值不受到所测试液体的温度、比重和容器形状以及压力等因素的影响；同时还能适应酸性以及碱性等强腐蚀性液体的测量；相应的设备具有完善的过压、过流以及电源的极性保护。
三、电容式液位变送器以及智能控制器
1.电容式液位变送器
以前所是用的电容式液位变送器一般为二线或者四线制，在DC 24V以及4-20mA或者1～5V输出的条件下运行。不限制被测试的液位高度。通过测量探极，一般是特制的软线，和变送器两个部分所构成。金属的探极与被测试的介质完全绝缘，同时与变送器连接起来，而变送器的外壳与被测试介质的金属箱体、连接以及固定的金属部分构成电容的两极。在实际的测量过程中，将水作为电容两极之间的介质，电容量将随着水位的上升而增加，下降而减少，电容量与水位之间呈正比的关系。变送器对探极所检测到的电容量实行C/U转换，并输出直流电流以及电压的信号。
该种模式的电容式液位变送器，在工作中的电流在35mA左右，若是将该种电容器与智能控制器结合起来，那么智能控制其所配备的DC24V无法满足二者的电压需要，而SX-92B二线制的电容式液位变送器则可直接与智能控制器结合使用。
2.智能控制器
该智能控制器实现了与电容式液位变送器的配套使用，型号为WP-C80，该种型号的智能控制器能使用双重显示模式，也就是数字以及光柱的共同显示方式。电压为AC220V，输入4～20mA，同时实现一组控制接点输出。例如可实现多组控制输出，例如双泵工作加报警输出，同时还应配备多继电器输出的控制器。
四、电容式液位变送器在水位控制系统中的应用
水电厂的集水井中设置有两台水泵，相互作为备用准备。在水位过高时发出报警信号，根据这一要求，可选择四组继电器接点所输出的智能控制器与液位变送器共同配套使用。由于所使用的SX一9213四线制的电容液位变送器的工作电流约为35mA，无法与智能控制器所配套的DC24V结合使用，由此还应另外配备一台DC24V电源，从而保障电动机的安全持续运行。同时还在电动机的控制回路当中安装了电动机的保护器。
五、电容式液位变送器以及智能控制器的安装
1.安装电容式液位变送器
通过将原有集水井的环境磁钢浮子以及导向管等拆除，保留金属钢管的部分。一般状况下为一段金属钢管，并使用混凝土浇筑在蜗壳层水泥地面上。通过将电容式的液位变送器安装在钢管上的相关位置，同时将变送器固定在安装架上，从而使传感器的金属软线位于钢管的中心位置，同时保证芯线向下。电容器金属探极的下部分应使用重锤进行悬吊，从而保证重锤下段与地面距离约10cm，或者在井底加设一个固定环，使用绝缘线将探极拉直固定。无论怎样固定，都应将探极的下部套上一段绝缘管，从而防止对金属探极造成损坏。若是探极过长，则应截掉上部，重新剥去一段绝缘皮，并将探极的头部进行折回。为了保证连接的牢固可靠，为防止螺钉损坏探极当中的金属丝，还应套上一小段薄金属管，并将其放入变送器的连接孔，拧紧固定螺钉。固定变送器的金属钢管要使用圆钢，实现与集水井与周围混凝土当中的钢筋焊接上，从而构成了电容的一极；或者在距离探极1m位置垂直固定一根钢管，并将钢管与固定变送器的钢管连接起来。
2.安装智能控制器
要将智能控制器安装在主控室返回屏上的适当位置，从而便于相关的运行人员进行观察和监视。若是需要安装外配的DC24V电源，则应选择在靠近距离控制器较近的位置。智能控制器与水泵的控制柜或者控制箱之间使用KVV8×1.5mm2的电缆进行连接，为了有效提高智能控制器的抗干扰的能力，智能控制器的标识也要使用大于2.5mm2的单芯铜线可靠接地，在电容式变送器以及控制器之间的导线要使用屏蔽线。
六、集水井自动控制系统的调试运行
在电容式液位变送器以及智能控制器安装完毕之后，要对电容式液位变送器以及智能控制器进行使用前的调试。
1.调试电容式液位变送器
通过将电容式液位变送器和智能控制器进行连接，不连接控制线，而后在液位变送器的信号回路上串接上毫安测试表，打开液位变送器上盖实现对液位变送器的通电。通过将集水井抽干，保持其零水位，同时实现对零点电位器的调整，使其毫安表指示为4mA；当集水井达到最高水位，则实现对电位器的调整，将毫安表指示为20mA，通过反复的检查和调整，直到电流符合要求。
2.设定智能控制器的参数
由于智能控制器的参数不同，相应的设定方法以及设定的步骤也有所区别，由此要根据实际的智能控制器的说明书进行设定。以及WP-C80型号的智能控制器为例，自动启泵水位2.1m、停泵水位为0.2m、备用泵启动水位2.3m、显示范围0～3m、报警水位2.5m、分辨率为0.01m。四路输出代号分别为ALM1，ALM2，ALM3，ALM4。同时由于该种型号的继电器具有滞回特性，由此只能用其开接点进行控制，并不需要加设自保持。其中ALM1可作为自动起泵使用。启泵的水位为2.1m、停泵水位为0.2m；ALM2则是备用泵，启泵水位2.3m、停泵水位0.2m；ALM3路为报警使用，报警水位2.5m，返回水位2.1m；ALM4未用。
七、电容式液位变送器在实际使用中的维护
1.使用
电容式液位变送器外壳的防水性能较差，由此应采用防水措施，同时防止外壳遭到硬性损伤，从而防止对探极的绝缘外皮造成损伤而导致绝缘能力下降，同时可拆除绝缘外皮遭到损坏的探极，使用防水的万能胶封好破损的部位，经过实践了解到，探极与水之间的绝缘电阻要大于5MΩ，过小则应及时更换。而智能控制器的工作电源的电压范围在180～250V，若是电压的波动超过该工作电压范围，则可考虑增设稳压电源装置。
2.维护
在电容式液位变送器投入使用之后，应建立定期检测机制，一般为半年检测一次。检测的内容为，金属探极与水之间的绝缘电阻要大于5MΩ，在电阻测量之前应断开探极与水之间的绝缘电阻的连接线。若是小于标准的数值则应对金属探极进行更换，测试实际的水位是否与显示的水位保持一致，若是相差超过0.1m甚至以上则应进行调试处理，首先应对探极杂物进行处理，并使用擦机布擦拭干净探极，而后再检查其是否符合要求，若是依旧不符合要求，可能是由于电容式液位变送器的动作点漂移所导致的，由此则应对工作点进行测试，知道符合要求；对控制器的工作进行检查，明确相应的动作值是否发生了变化，若是动作值发生了变化，则应检查设定值，若是设定值准确，那么需要及时更换控制器。
参考文献
[1]刘传清.变频器在液位自控中的应用及节能效果[J].应用能源技术，2007（08）.
[2]孙万里，刘宪林.两线制电容式数字液位传感器研制[J].仪表技术与传感器，2009（03）.
[3]赵静，颜德田.利用电容式传感器测量液位的研究[J].计量技术，2006（06）.
[4]隋修武，谢望，樊玉铭，张国雄，尹伟.电容式液位传感器的有限元计算与误差分析[J].传感器与微系统，2008（06）.
[5]张峰.微机型综合保护装置在电力系统中的应用[J].新疆电力技术，2007（02）.
[6]王芸，张国雄，樊玉铭.基于运算法的电容式液位传感器的设计[J].电子测量技术，2008（03）.
【关键词】电容式测压器;MSP430;红外;LABVIEW;滤波
1.引言
目前的火炮膛压大多采用的是压电式传感器，其存在的问题是改造后的国产压电式高压传感器的性能不够稳定，进口传感器价格昂贵，体积较大;并且压电式传感器存在着零点漂移的问题[1]。膛压--火药气体燃烧时在枪炮膛内产生的压力。它是身管发射武器设计、研制、验收中必须进行多次测量分析的重要动态参数之一。火炮最大膛压的测定，是检测火炮强度的一项重要的技术指标。因此，膛压测试技术的发展对火炮系统的发展起者举足轻重的作用[2]。而测试仪器往往需要内置于火炸药中，炮弹在发射或终点爆炸过程中火炮膛内的环境极其恶劣，因此要求测试仪器耐瞬时高温高压、抗高冲击振动、适应长时间高低温环境、能够准确测出膛压变化。本文所研究的是一种电容式的壳体测压器，壳体理论上是很好的弹性元件，以这个思想设计了以测压器的壳体作为压力敏感元件的电子测压器，实现压力传感器与壳体―体化，代替传统的压电传感器，减小了体积，又降低了成本，提高了整体性能。
2.测试原理
测压器主要机械结构由端盖、内外筒、内筒定位环、绝缘垫等组成，其中外筒由高强度壳体构成，内筒为一薄壁圆筒，如图2.1左图所示。壳体由内外筒组成，外圆筒极板半径为R，内圆筒极板半径为r，若R很接近于r，可以将它看作一个不考虑电容边缘效应的电容器，在内外圆间截取一个微圆，且外筒发生微小形变时，就可以把它看成一个平板电容器，整个电容器相当于无限个微型平行板电容器并联而成。当内筒固定不动，外筒随压力产生微小形变，内外筒之间的间距R-r变小。从而改变内外筒的距离，相当于平板电极的间距减小，从而导致其电容量的变化。
图2.1 机械结构示意图
由电容式传感器的原理式2.1可知，改变了极板间的距离可以产生微小电量。根据式1.1进一步得到关于壳体长度的计算公式1.2[3]。
（1.1）
（1.2）
C――电容改变的微小电量;L――内外筒相覆盖的长度;R――外筒半径;r――内筒半径;ε――介质的介电常数;
3.测试系统
本测试系统如图3.1所示包括内外筒设计的承压壳体，硬件设计，接口电路设计以及上位机软件设计。由分析可知传感器壳体的初始电容值在36pF左右，电容变化值在0～10pF 的范围内，膛压信号频率在2kHz左右。因此如果要达到高精度测量，则要求检测电路必须能够测量pF级的微小静动态电容，达到10fF级的分辨率，10kHz左右的数据采样频率[4]。整个测压器及其传感器壳体体积很小，相应地要求整个电路模块的体积尽量小，电池体积尽量小。小体积的电池的电量也小，而测压器还要在高低温环境下长时间保温，这就要求电路的功耗尽量小。测压器置于炮膛底部或炮弹药筒底部，需要实现无人操作，等待外部压力信号触发测压器而使之开始工作，完整地记录完膛压的变化曲线后停止工作，并要防止其由于电磁干扰信号出现误触发工作，最后从抛出的药筒中取出测压器，计算机通过接口读出测试数据，显示和处理测试结果。因此在电路设计中，需要进行触发设计，负延时设计，电路状态转换设计;为了适应恶劣环境，要求电路可靠，抗电磁干扰，能够保高低温。简言之，理想目标是设计出高分辨率、高采样速率、低功耗、小体积、智能化、可靠性高的微小动态电容检测系统电路模块。
图3.1 电容式测压器系统总体示意图
4.软件设计
本上位机程序使用LABVIEW来实现，相对于VB（Visual Basic）语言，LABVIEW可以和USB接口电路中的CY7C68013A芯片更好的结合，通过调用库函数节点将CY7C68013A的库文件导入到LABVIEW系统当中，根据CY7C68013A库函数的要求配置相关的函数，可以建立与CY7C68013A的实时连接，发送指定十六进制指令，命令MSP430完成相应的操作，包括设备检测，电路编程，数据采集，软件功能如图4.1所示。除了和硬件相关的操作外，还可以对读取和存储的数据进行滤波、频谱分析、和标准测压器测出的曲线进行互相关分析，用来分析实测曲线与标准曲线之间的差值。
图4.1 软件系统功能图
4.1 设备检测
上位机调用库文件中的OpenDevice函数打开USB设备再使用BulkWrite函数通过接口电路向外部的MSP430发送指定的十六进制命令，MSP430收到指令后向上位机发送256个字节的数据，上位机接到数据检测第8位数据是否与设置的数据位一致，这里规定第8位数据位是固定不变的某一个数值的，也就是说如果返回的256个字节的数据中第8位的数据与规定的不一致则设备出现问题，可能没有接入电源或者电路的某一部分没有接好，一致则表明设备正常可以使用，显示相应的电压。
4.2 电路编程
上位机通过设置把需要的指定的参数发送给MSP430，例如采样频率，负延迟，触发压力等，MSP430收到数据后写入芯片，改变测压器电路的参数后，返回指定的数据。上位机对上传来的数据判断是否正确，正确即对电路编程成功。
4.3 数据采集
在设备检测没有问题，电路给定正确的采样频率，负延迟，触发压力的前提下，进行数据采集，通过LABVIEW的库函数节点，调用库文件中的BulkRead函数，读取来自于MSP430通过接口电路上传来的数据，将数据存储为数组，显示于波形显示控件中。当数据读取完毕时，通过CloseDevice函数发送关闭设备通信命令将所有数据保存为二进制文件，方便后期对数据回读和处理。
5.软件运行结果
模拟膛压发生器可以产生模拟膛压信号，通过发射药快速燃烧产生的压力、高温高冲击和电磁场与实际发射环境相当，所以利用模拟膛压发生器产生的膛压信号可以模拟真实的膛压信号。通过模拟得到实验数据在软件中读出的P-t曲线如图5.1所示，5.1左图是电容式测压器经过定标，滤波后的一组数据，5.1右图是标准传感器经过定标，滤波后的数据。能够看出电容式测压器测出的数据的峰值达到200MPa，上升沿和下降沿基本吻合，下降沿后出现误差，原因为电路板的耦合电容以及其它杂散电容对其造成的影响，另外，加工的误差、壳体装配以及温度变化都可能是其与理论值有偏差的原因。可证明测压器测试系统设计合理。
图5.1 实验数据对比图
6.结束语
根据膛压测试理论与电容测压原理，设计了一种基于LABVIEW的电容式壳体测压器测试系统，使用LABVIEW作为测试软件不仅可以对实验数据进行有效的分析，而且由于其强大的功能可以与硬件进行交互。使用LABVIEW是未来的一种趋势。用壳体本身作为传感部分，大大减小了测压器体积与研制成本，最终实现了测压器的微型化。体现了其低功耗的优点。该测压器体积小，成本低，有广泛的推广价值。
参考文献
[1]李新娥，祖静等.用于火炮膛内压力测试的电容式传感器的设计[J].仪器仪表学报，2011，32（3）：641-645.
[2]李政清，李新娥等.电容式膛压测试仪的设计[J].计算机测量与控制，2012，20（4）：1142-1144.
[3]齐骥，马铁华.一种基于电容传感器的电子测压器的设计[J].计量与测试技术，2007，34（11）：45-46.
[4]叶娟，李新娥等.微小型一体化电容式测压器的设计与实现[J].传感器与微系统，2011，30（7）：132-134.
[5]刘浪.一体化电容式测压器的研究[D].太原：中北大学，2010：35-41.
[6]代月松，董力科等.基于CY7C68013A的并口转USB口数据采集系统设计[J].电子设计工程，2011，19（16）：42-44.
[7]刘芮君，李新娥等.基于电容式应变计的膛压测试系统[J].电子测试，2011，7：54-57.
[8]刘挪，黄庆安，秦明.一种新型CMOS电容式绝对压力传感器的设计[J].传感技术学报，2006（5）：1863-1870.
[9]孙圣和.现代传感器发展方向[J].电子测量与仪器学报，2009，23（1）：1-10.
【关键词】加速度计 电容 传感器
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-254-01
一、前言
MEMS是英文Micro Electro Mechanical Systems的缩写，即微电子机械系统，是建立在微米/纳米技术（micro/nanotechnology）基础上的21世纪新型多学科交叉的前沿技术，是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术 ，它涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多学科。它研究的主要内容包括微型传感器、微型执行器和复杂的微系统 ， 微机电系统技术的发展开辟了一个全新领域和产业，在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景，它对21世纪的科学技术，人类生产和生活方式将产生革命性影响，并在未来高科技战争中扮演着举足轻重的角色，是关系国民经济发展和国家安全保障的关键技术。利用MEMS技术，可以制成准确检测病变的基因芯片、比手掌还小的飞行器、重量仅有几十克的微小卫星……我们这里讨论的微加速度计就是MEMS技术具体应用，顾名思义微加速度计就是来测量加速度的，实际应用中目的往往并不是测量加速度，而是速度，进而可以测量出直线位移，结合陀螺仪（MEMS的一种，用来测量角速度的），可以准确定位，这在航空航天，导弹制导等方面有广泛的应用。
二、MEMS结构模型
MEMS加速度计主要有两部分：微电子技术加工的电容性机械振动系统（Micro Electro Mechanical System）和带有闭环反馈的信号转换控制ASIC（Application Specific Integrated Circuit 特定用途集成电路）系统。
2.1 基本电路原理
MEMS传感器有开环和闭环两种。
该加速度传感基于电容变化原理，惯性质体将加速度作用进行放大并转换成电容极板的位移。差动电容的变化通过检测电路变成电信号，在经过力平衡回路反馈。激励可移动的电容极板始终处于平衡位置。反馈信号同时作为输出，它表明了输入加速度的大小。
2.2 MEMS机械系统结构分析
为了提高加速度计的工作灵敏度，通常采用电容式结构。我们这里所研究的加速度计属于电容式结构的一种；采用质量块-弹簧-阻尼器系统来感应加速度，它是利用比较成熟的硅加工工艺在硅片内形成的立体结构。质量块是微加速度计的执行器，与质量块相连的是可动臂；与可动臂相对的是固定臂。可动臂和固定臂形成了电容结构，作为微加速度计的感应器。其中的弹簧并非真正的弹簧，而是由硅材料经过立体加工形成的一种力学结构，它在加速度计中的作用相当于弹簧。
三、MEMS工作原理
加速度计的工作原理可概述如下：当加速度计连同外界物体（该物体的加速度就是待测的加速度）一起加速运动时，质量块就受到惯性力的作用向相反的方向运动。质量块发生的位移受到弹簧和阻尼器的限制。显然该位移与外界加速度具有一一对应的关系：外界加速度固定时，质量块具有确定的位移；外界加速度变化时（只要变化不是很快），质量块的位移也发生相应的变化。另一方面，当质量块的发生位移时，可动臂和固定臂（即感应器）之间的电容就会发生相应的变化；如果测得感应器输出电压的变化，就等同于测得了执行器（质量块）的位移。既然执行器的位移与待测加速度具有确定的一一对应关系，那么输出电压与外界加速度也就有了确定的关系，即通过输出电压就能测得外界加速度。
四、MEMS的应用
MEMS具有广阔的应用前景。目前，全世界有大约600余家单位从事MEMS的研制和生产工作，已研制出包括微型压力传感器、加速度传感器、微喷墨打印头、数字微镜显示器在内的几百种产品，其中微传感器占相当大的比例。微传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时，在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。
4.1微机械压力传感器
微机械压力传感器是最早开始研制的微机械产品，也是微机械技术中最成熟、最早开始产业化的产品。从信号检测方式来看，微机械压力传感器分为压阻式和电容式两类，分别以体微机械加工技术和牺牲层技术为基础制造。从敏感膜结构来看，有圆形、方形、矩形、E形等多种结构。
4.2微加速度传感器
硅微加速度传感器是继微压力传感器之后第二个进入市场的微机械传感器。其主要类型有压阻式、电容式、力平衡式和谐振式。国内在微加速度传感器的研制方面也作了大量的工作，如西安电子科技大学研制的压阻式微加速度传感器和清华大学微电子所开发的谐振式微加速度传感器。
4.3微机械陀螺
角速度一般是用陀螺仪来进行测量的。传统的陀螺仪是利用高速转动的物体具有保持其角动量的特性来测量角速度的。这种陀螺仪的精度很高，但它的结构复杂，使用寿命短，成本高，一般仅用于导航方面，而难以在一般的运动控制系统中应用。
4.4微流量传感器
微流量传感器不仅外形尺寸小，能达到很低的测量量级，而且死区容量小，响应时间短，适合于微流体的精密测量和控制。目前国内外研究的微流量传感器依据工作原理可分为热式（包括热传导式和热飞行时间式）、机械式和谐振式3种。
4.5微气体传感器
根据制作材料的不同，微气敏传感器分为硅基气敏传感器和硅微气敏传感器。其中前者以硅为衬底，敏感层为非硅材料，是当前微气敏传感器的主流。微气体传感器可满足人们对气敏传感器集成化、智能化、多功能化等要求。
五、结论
用MEMS技术加工制作的微结构传感器具有微型化、可集成化、阵列化、智能化、低功耗、低成本、高可靠性、易批量生产、可实现多点多参数检测等一系列优点，受到各国研究者的重视。尽管目前开发的传感器还有某些不足之处，例如灵敏度低、工作温区窄、精度不高。但是，随着科研工作者的深入研究，在不久的将来必有更多结构更新、性能更优异的实用化的传感器问世
参考文献：
[1] 沈景春 ，MEMS数字检波器结构与原理分析，2008年。
[2] 黄庆安，硅微机械加工技术，科学出版社，1996年。
【关键词】数字；传感器；应用
0 前言
各类科学实验中，数据的测量是实验成败的关键。如果单靠人力来进行数据测量，难免会出现各种各样的误差和错误。传感器则能有效地解决这类问题，相比人力测量，使用传感器能极大程度上避免了错误的发生，但是误差问题却依旧存在。随着传感器的发展，数字传感器的出现有效地解决了错误和误差问题，并且数据的读取和记录方式也给科研人员带来了极大的便利。现在，数字传感器得到了广泛的应用，从航空航天到个人消费电子，它们的身影无处不在。
1 数字传感器的应用领域范例
1.1 传感器在停车场的应用
很多国外汽车厂商已经开发出了自动泊车系统，并已配装了许多高端车型，这是数字传感器应用很成功的一个范例。该系统是通过传感器发射信号并接收反射信号，来计算车与墙壁、车与车之间的间距，再通过智能程序控制汽车走位，来实现智能泊车。常见的包括射频，红外或者超声波等传感器，许多停车场的墙壁上也安装了此类传感器，当汽车距离墙壁太近时，系统将报警提醒驾车人，以免发生事故。这些系统的应用大大提高了泊车的安全系数，方便了司机们的起车和泊车，同时对停车场的管理带来了极大的便利。
1.2 传感器在仪器电路中的应用
传感器在仪器电路中的应用也十分广泛。日常生活中的很多常见的物品都运用到了数字传感器。例如菜市场常见的电子秤，大街上常见的路灯，家里常用的压力锅……这些物品中的数字传感器能够将我们所需的数据更快更准确的显示在我们眼前。有些传感器负责检测有用的数据供人们查看，而有些传感器能保护设备仪器甚至人身的安全。这类传感器通过将检测到的物理信号转换成电信号，通过程序处理，对相关负载进行控制，使仪器维持在安全的状态。总之，数字传感器在各类仪器中的应用必不可少。
1.3 传感器在水利工程方面的应用
在水利工程方面，传感器的应用也尤为广泛，例如控制压强和温度的压力传感器和温度传感器。传感器可以将非电信号的变化转换为电信号，以水位传感器为例，当传感器中的线圈固定不动，气压推动隔膜带动磁芯使其与线圈之间的相对位置发生变化，线圈的电感量发生变化，导致线圈中电流变化，通过感应电阻转换成变化的电压输出变量，由此实现了水位由非电信号到电信号的变换。这些传感器除了能及时地掌握工程状况，确保其安全外还能满足对工程进度的诊断、预测以及研究。数字传感器在水利工程方面的应用使得工作人员能更加科学有效的做好工程的控制和规划，也杜绝了工作人员依靠经验判断而导致工程出现安全隐患。水利工程方面传感器的应用还体现在了位移传感器上，例如三汊河河口闸工程中应用了位移传感器，该工程2008年3月完工后，历经3个多月时间运行，使用情况良好，未发现任何质量问题，有效地保证了水闸的自动化控制运行，达到了理想的改造目的。
2 常见的部分数字传感器的介绍
2.1 三轴数字磁传感器
三轴数字磁传感器能够对速度、方向、加速度的变化甚至最细微的运动做出立即响应。地球磁场在三维坐标系中可以将地球磁场分为垂直分量和两个水平分量，常见的三轴数字磁传感器HMC5883L就是用来采集这三个分量的值。该传感器目前有应用于家庭游戏机Wii，以及更多的日常常见的电子用品中。由于三轴数字磁传感器对于运动的响应特别明显，对于细微的运动也格外地敏感，三轴数字磁传感器运用到了我们日常生活中需要通过微小的变化来进行控制的机器上，例如手机、平板、笔记本电脑……如今，越来越多的电子设备朝着便携的方向发展。而便携所带来的隐患就是机器的易损毁。于是，技术人员们就在尝试着研发出更加稳定可靠的便携式设备。三轴数字磁传感器极大地推进了这方面的研究，这种传感器通过对设备周边环境的变化对机器所处的位置进行判断，并在适合的时候加以保护。
2.2 数字电容式传感器
数字电容式传感器是将机械位移量转换为电容量变化的传感器。基于锁相环的频率-数字转换原理，当振荡器接收到信号时，会发射一个响应频率的信号。鉴相器通过对这两个信号的相位差的判断继续输出一个数字信号。而这个数字信号就会对应地转换成为相应的数据来控制振荡器，从而影响环路的振荡频率。而其他的影响因素则为板间距离和正对面积。当这些量的数值发生改变的时候，传感器所显示的数值就会发生变化。如今，机电一体化发展迅速，就出现了一种数字电容式液位传感器，它替代传统投入浮子式油箱液位传感器。利用电容量随电容极板间介质的介电常数变化这一原理，通过测量变化的电容量得到剩余燃油量，同时监控油箱内部的温度。数字电容式液位传感器有自补偿功能，消除了温度和燃油杂质对测量结果产生影响，无可动部件的设计增加了它的使用寿命，令测量结果准确，实时。不仅如此，生活中所用到的可以通过旋转旋钮控制灯光亮度的台灯正是运用了通过改变正对面积进而改变电容进而改变信号的原理。现今生活中，数字电容式传感器更是应用在了触摸屏上、导航系统中、游戏设备里……可谓处处皆有数字电容式传感器的身影。
2.3 水利工程方面应用的传感器
在水利工程方面，比较常见的一种传感器是网络数字水位传感器。网络数字水位传感器在普通的数字水位传感器的基础上添加了通讯技术，使得传感器不仅具有自我检测、自我校准、自我诊断的功能，还添加了网络通讯的功能，更加方便了用户的使用。在全自动洗衣机里就应用到了水位传感器。我们常见的水位传感器有两种：开关式和电子式。开关式水位开关由于档位少，不能满足对于水的多方面控制，现在很少再采用，而电子式水位开关档位多、线路少、精度较高且具有较强的防浪涌功能等优点，因此被广泛应用于各种实用水位采集中。网络数字水位传感器的应用可以预防一些灾情的发生，通过各种电路的检测，实时掌握水位情况，并通过网络通讯，使工作人员更及时地掌握水位情况，在灾情的预防和情势的控制上更加的便利。
3 结语
数字传感器的发明是人类社会的一大进步，也为科技的进步奠定了优良的基础，为科研人员的工作提供了便利和更加精准的实验结果，让各类实验在得出结果的过程中能够利用更为准确的数值测量得更为客观、正确，方便科研人员得到更加精准无误的结论。不仅如此，数字传感器在日常生活中的运用也让人们的生活更加的安全、便利。随着科技的进步，数字传感器的运用会越来越普遍，人们将在生活得各个角落都运用到数字传感器。数字传感器在生产生活中的地位将越来越稳固，越来越不可替代。也会随着数字传感器的大量使用，它的许多弊端也会逐渐显现出来，但这并不影响人们对它的应用。科研人员们将会在实践中不断地改进、完善数字传感器，让数字传感器更好地为人们服务、提供便利。
【参考文献】
介绍了一种基于STC89C52单片机的棉花水分检测仪的组成及工作原理，分析了棉花水分检测原理，进行了系统的硬件和软件设计。通过选择合适电路元件，改进设计方法，使该检测仪满足棉花水分智能检测的要求。
关键词：棉花；水分；水分检测仪
棉花是世界上最主要的农作物之一，是仅次于粮食的第二大农作物，也是关系国计民生的重要战略物资。棉花的品质在收购、加工、储存等过程中受到多种因素的影响，特别是超高水分对棉花的质量影响很大。因此，棉花水分检测是棉花各个环节检验的一项重要内容。准确和快速地测量棉花水分直接影响到棉花收购的质量以及后续的存储加工等工作。随着科技的不断发展，我国的棉花收购检验工作正朝着规范化、仪器化的方向发展，最终达到棉花的水分检验准确和可靠[1]。
目前，在我国大量使用的棉花水分检测仪，仍停留在早期的研制水平，基本上是最开始所研制的电阻式水分检测仪，这种仪器存在着体积较大、携带不方便、操作繁琐、数据显示不直观等缺陷[2]。因此，研制一种操作简单、便携式携带方便的棉花水分检测仪器已势在必行。本设计采用STC89C52单片机为核心，这种单片机具有高速、低功耗、超强抗干扰等特点，特别适合于便携式智能仪器的研制，旨在满足棉花水分智能检测仪的要求。
1 系统的组成
便携式智能棉花水分检测仪主要由STC89C52单片机、数字温度传感器DS18B20、电容式水分传感器、串口通讯RS485、人机界面显示与按键、电源及电源处理模块等组成。棉花水分检测仪的设计原理图，如图1所示。
该棉花水分检测仪主要包括上位机和下位机两大部分。其中上位机主要包括电源、电源开关、按键、显示屏、交直流选择按钮等，下位机主要包括测湿电容及相关电路、温度传感器等。电源包括DC（直流6V）和AC（交流220V）两种电源，可根据实际检验情况任选其一。该棉花水分检测仪的结构特点是采用交直流两用电源，因而扩大了仪器的使用范围，具有携带方便、实用性强的优点[3]。
整个棉花水分检测仪的工作原理为：温度信号和湿度信号由各自传感器输出，经过放大、滤波后输入到单片机内，经过片内A/D转换后进行数据处理，利用通讯接口RS485，将单片机处理完的结果送入上位机以便于数据的分析和整理，实现了单片机与上位机即计算机的通讯。
2 水分检测原理
当电容器以棉花为介质时，其电容值随棉花水分的变化而不同，棉花水分检测仪就是利用这一特点来进行棉花（籽棉）含水率的非电量转换。电容器的电容大小与极板间材料的介电常数有关，把被测棉花当作电容的中间介质时，其介电常数取决于棉花中的含水量，通过测量电容的大小就可得到棉花含水量[4]。与此同时，棉花水分检测仪的具体检测效果还受棉花温度、棉花蓬松程度、棉花含杂率等其他因素的影响。因此，棉花水分的非线性校正和温度补偿是棉花水分检测仪开发的技术关键[5]。本设计中的棉花水分检测系统由待测电容（测量传感头）、参考电容、阻容脉冲转换电路、数字温度传感器、单片微机、RS485 通讯模块等单元组成。工作过程是：待测电容和参考电容分别产生脉冲信号，脉冲信号的脉冲数与电容器的容值负相关，一定时间内两列脉冲序列的脉冲数之差与待测物料的水分正相关，单片机通过计数器检测在一定时间内的脉冲数之差，将此数与数字温度传感器产生的温度测量值一起通过RS485串行总线发给上位机即计算机[3]。
该方法的关键是测量电容，常用的电容测量方法是给电容加上交流信号后，通过测量电容两端的阻抗并经过换算得到电容值，这种方法需要相应的电路和元器件来实现，主要包括交流信号发生电路、交流电桥以及A/D转换器等。这种测量方法存在电路相对复杂，元器件较多，不适用于便携式设计使用。为了适应便携式设计，需要简化电路，该设计中采用充放电电路将电容测量转变为频率的测量[6]。把对敏感电容的测量转化为对输出信号频率的测量，电容随着棉花湿度的变化而变化，则输出的信号频率也就随着棉花湿度的变化而变化，从而可以实现测量频率就可以得到棉花的含水量[4]。
3 系统硬件设计
硬件是该检测仪的主要部分，设计的好坏会直接影响到检测仪的诸多性能。在硬件设计中主要考虑选用一些低功耗和性价比高的电路元件，同时要尽量减少所有的电路，以减小检测仪的体积，也要保证检测仪良好的性能、较小的电耗和低廉的价格等。
整个硬件系统分为以下几个模块：
（1）信号采集处理控制系统模块。包括水分信号采集、温度补偿信号采集、压力补偿信号采集、通信电路（信号传递）和单片机控制部分。
（2）按键和显示控制部分模块。包括显示的部分、按键部分、上位机即计算机控制部分。
（3）电源电路模块。电源电路主要为系统的各个子电路提供独立电源。
本检测仪的单片机选用STC89C52RC单片机，这是一款低功耗、高性价比的微型处理器。它集成了很多硬件功能，配置简单、明晰，具有较强的抗外界干扰的能力。本设计中温度传感器选用DS18B20，这种数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式等。具有耐磨耐碰、体积小、使用方便、封装形式多样等特点。适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。该种温度传感器可编程的分辨率为9～12位，温度值的位数是12位，温度转换时的延时时间为750ms。
4 系统软件设计
根据检测仪功能要求和系统硬件电路设计，在软件部分的设计中应能完成信号的数据采集、湿度数字显示、按键设定以及开关量的输出等功能。为此，需要在仪器操作面板上设置开机、测量、复位、结束和上传5个功能键[2]，分别实现不同的功能，实现智能检测。
为了方便程序调试和提高软件的可靠性，本检测仪的软件设计采用了模块化程序结构，系统的整个软件包括系统主程序、主监控程序、数据采集与处理子程序、键盘显示管理子程序等。系统主程序是键盘扫描程序，这是一段无限循环的程序，当有键按下时即开始运行，没有键按下时则循环判断。主监控程序主要功能是完成系统初始化、自检、中断管理分配等，通过中断调用其他相应程序[2]。
5 结论
在本设计中采用了高性价比、高性能、低功耗等功能部件，采用了合适的设计方法，由此设计出的棉花水分检测仪具有低功耗、低成本、结构简单、测量准确、精度较高、性能稳定、智能化和使用方便等特点。该棉花水分检测仪可用于棉花收购、加工、纺织、检验等各部门对棉花含水量的快速测定。
参考文献：
[1]王伟，宗望远，吴文福，等.基于BP 神经网络的棉花水分检测仪设计[J].华中农业大学学报，2010，29（4）：533-536.
[2]林敏，于忠得，侯秉涛. HS1100/HS1101电容式湿度传感器及其应用[J].仪表技术与传感器，2001，（10）：44-45.
[3]吕金焕，卢庆林，杜云，等. MWS型微电脑原棉水分测定仪的设计[J].西北农林科技大学学报，2004，（10） ：140-144.