专利名称：便携式鲜茧干壳量快速电测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种鲜蚕茧干壳量的测定装置，具体涉及一种采用电子秤称出茧层原量同时利用电阻法测得茧层含水率从而快速得到鲜茧干壳量的电测仪。
鲜茧干壳量是我国鲜茧分级和评级标准的重要指标。所谓干壳量是指从鲜茧中抽取有代表性的样茧，再从其中抽取小样50克鲜光上车茧，切剖全部小样茧，将小样鲜茧壳烘至无水恒量即为干壳量值。
在桑蚕鲜茧收购过程中，鲜茧干壳量测定不仅关系到蚕农的经济利益，而且也关系到国家经济利益。为了体现按质论价的公平原则，长期以来鲜茧干量测定一直是一个敏感问题。现有技术中，具有代表性的鲜茧干壳量评茧仪主要有两大类，一类是电脑评茧仪及控温烘箱，目前已投入产品开发的型号有YJGI型全自动蚕茧干壳量测试仪(江苏常州第五电子仪器厂生产)；DP100型电脑评茧仪(江苏无锡县衡器厂生产)；ZSP-91型电脑评茧仪(浙江丝绸科学研究院四叶电器开发公司生产)等多种产品。这类评茧仪一般由电子秤、微机控制及控温烘箱三大部分组成，优点是结构简单，测量精度较高，缺点是测量速度慢，一般在30分钟以上。另一类是干壳量与茧层含水率自动测量仪，如我国发明专利公报于1990年8月29日公开的一件名称为《蚕鲜茧干壳量与含水率自动测试仪》，公开号为CN1044989A，申请号为89104137.0的发明专利申请。该自动测试仪由测试传感夹具、电子秤、温度计、放大电路、数模转换电路和微机组成，其优点是运用现代电测技术对鲜茧含水率、干壳量相关的物理量进行测量，可以不剖茧，不烘茧壳即能迅速测定样茧的干壳量和茧层含水率，并可以进行结算、打印等辅助功能。但缺点是1、称重、测水、测湿以及计算机部分在空间相互相独立，不是一体化结构，携带安装不便；2、干壳量测定过程中，称重、测水、测湿传感器测得的三个独立量值要通过键盘人工输入计算机进行处理，操作十分繁琐；3、测试传感夹具分割成几十个相等的小格，每个小格中均采用两块导电板上下夹持一个鲜茧进行测量，这样的夹具形式不仅导致设备结构复杂，而且这种并联测量电阻的结构测量误差较大，不能客观反映茧层群体的平均电阻值，而是小于茧层群体中电阻值最小的个体电阻值。总之，这种测试仪尽管运用了现代电测技术和计算机技术，具有一定的先进性，但因实用性差，结构复杂，价格贵未被市场所接受本实用新型目的是提供一种快速、准确测定鲜茧干壳量的便携式电测仪。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种便携式鲜茧干壳量快速电测仪，至少由电子称重传感器、电子温度传感器、电阻式传感器、带软件程序的单片机、模数转换电路、放大电路、取样电路和显示电路组成。上述各组成部分均安置在一个机壳内，其中，电阻式传感器支承在电子称重传感器上，电子称重传感器支承在机壳上，机壳上设有限制电子称重传感器变形量的限位保护结构；所述电阻式传感器由两块电极板形成压力夹持结构构成，两块电极板之间有一个整体夹持空间，其中一块电极板背后设有弹性构件，两块电极板之间通过锁扣结构开合。
上述技术方案中，所述“支承”其核心是力的作用，换句话说是下方物体承受上方物体重量，致于上方物体与下方物体的连接关系，一般情况下为固定连接，也可以不是固定连接。所述“限位保护结构”的作用于是限制变形量来保护电子称重传感器。这样传感器在工作中不会因受力太大而损坏或丧失精度。
上述技术方案中，电阻式传感器最佳方案是由下电极板、上电极板、压板、弹簧、绝缘试样盒、盒盖和搭扣组成，下电极板固定在试样盒内底面上，上电极板固定在压板底面上，压板通过弹簧悬挂在盒盖内顶面上，盒盖的一端通过铰链与试样盒连接，另一端通过搭扣与试样盒开合连接。这种结构为最佳方案。为了使鲜茧称样更方便，盒盖的外顶面上可以设有一个敞口的称样盘。
上述技术方案中，所述电子称重传感器为双孔悬臂梁式由口字形骨架和贴在上下两个对应边上的应变片构成，其左右两个对应边，一个从顶部向下，另一个从底部向上，分别为两个受力端，电阻式传感器的底部通过横向悬臂固定在顶部向下的受力端，底部向上的受力端通过螺钉固定在机壳或机壳的支架上，电阻式传感器的中心线与电子称重传感器的中心线重合。电子称重传感器也可以采用其它形式和结构。
上述技术方案中，所述限位保护结构可以由限位保护圈和基准环组成，限位保护圈固定在机壳上，其内侧面上设有环形槽，基准环固定在试样盒侧面外缘上，基准环有间隙的安置在限位保护圈的环形槽中。所述限位保护结构也可以由限位螺钉构成，限位螺钉设在机壳或机壳内的支架上，其头部接近被限制构件实体表面。还可以将以上两种限位保护结构同时使用。
上述技术方案中，电子温度传感器可以安置在试样盒内，也可以安置在能充分反映环境温度的机壳任何部位，电子温度传感器的输出通过导线与电路连接。
上述技术方案中，为了增强电测仪的功能，还可以增加语音读数器及相应电路，打印接口电路等。
本实用新型工作原理是根据干燥茧丝具有较高的绝缘性能，又容易吸收水分，而水是弱电解质，具有导电性，故鲜茧茧层含水率与其导电性存在线性对数关系的原理，利用电极板压力式电阻传感器测定茧层含水率，并经过电子温度传感器测定的温度值进行温度修正得到实际含水率，最后将电子称重传感器测到的茧层原量扣除含水率部分得到鲜茧的干壳量。
上述鲜茧茧层电阻值与含水率的关系需要通过实验测得在标准温度下(标准温度是指统一的温度，如常温)，鲜茧茧层含水率与电阻值的对应关系，同时还要通过实验测得含水率对应电阻值在不同温度下的温度修正函数关系，利用该函数关系对测得的含水率进行温度修正才能得到茧层的实际含水率。在测量精度符合要求的前提下，该温度修正系数可以用近似值常数来代替。总之本实用新型只通过测试重量、电阻值、温度这三个茧层物理量从而得出鲜茧干壳量。
本实用新型使用方法和操作过程是1、用称样盘称量毛茧50克，取下毛茧，拨去茧衣，削开茧壳去蛹和蜕皮剩下茧壳；2、将上述茧壳放入试样盒内，盖上盒盖锁上锁扣，此时茧壳处于两块电极板的夹持中，弹性构件提供一定的夹持力；3、按下面板上的干壳量按钮，电路通过电子称重传感器测得茧壳重量，通过电极板压力式电阻传感器测得茧壳电阻值，通过电子温度传感器测得温度值，然后在计算机软件程序控制下，首先将测得的电阻值按实验公式转换成标准含水率，再用测得的温度值按实验公式进行温度修正得到实际含水率，最后将称重得到的茧层原量扣除实际含水率部分得出鲜茧干壳量。这些过程在启动干壳量按钮全部由计算机自动完成，时间为1秒钟左右。
本实用新型在设置干壳量测试功能的同时，可以单独设置含水率测定功能，如果需要知道茧层的实际含水率，只要按下含水率按钮，可以直接通过显示装置显示含水率数值。也可以设置称重、统计、50克校正、语音、打印等辅助功能。这些功能只要在上述方案基础上增加相应硬件和软件便可以实现。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1、由于本实用新型将称重、测电阻、测温度传感器以及单片机装置和相关电路集成在一个机壳内，真正实现了测试仪的小型化、一体化和实用化。
2、由于本实用新型电阻式传感器由两块电极板形成压力夹持结构为茧层整体夹持方式，每个个体在群体中是一种串并混合结构，这种混合结构较好地代表了这个群体的平均电阻值，既使群体中茧层水分不均匀，甚至差别可能很大，但通过群体测试较好的体现了电阻的平均水平，因此测量结构更为准确可靠。
3、由于本实用新型测量干壳量时除称量50克毛茧和剖茧外，其余测量过程几乎同时进行，并且在1秒钟左右自动完成，与现有技术相比不仅自动化水平高，而且测量速度大大提高。
4、由于本实用新型电阻式传感器支承在电子称重传感器上，电子称重传感器支承在机壳上，这种结构设计的技术构思其效果一是茧层称重和测量电阻可以同时进行，为提高测量速度打下了基础；二是结构紧凑，受力合理，因此取得了满意的效果。
5、本实用新型在盒盖的外顶面上另设了一个敞口的称样盘，该称样盘专用于称量50克毛茧，不需共用试样盒，这样给用户实际操作带来方便。
6、为了保护电子称重传感器精度，本实用新型专门设有限位保护结构，该结构用较为简单的形式对传感器的变形空间进行限制，从而获得了较好的效果。
7、本实用新型箱体长度仅30cm左右，体积小重量轻，携带方便，适合于全国各地城乡桑蚕鲜茧收购站点推广应用。
附
图1为本实用新型实施例结构剖视图；附图2为本实用新型实施例打开箱盖和试样盒盖状态的剖视图；附图3为本实用新型实施例打开箱盖后的俯视图；附图4为本实用新型电原理框图。
其中[1]、机壳；[2]、称样盘；[3]、弹簧；[4]、压板；[5]、搭扣；[6]、试样盒；[7]、盒盖；[8]、上电极板；[9]、下电极板；[10]、称重传感器；[11]、限位螺钉；[12]、底板；[13]、立柱；[14]、面板；[15]、铰链；[16]、限位保护圈；[17]、基准环；[18]、悬臂；[19]、支承；[20]、调节螺钉；[21]、温度传感器；[22]、法码；[23]、喇叭；[24]、校验插座；[25]、键盘；[26]、数字显示。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例参见附图1～附图4所示，一种便携式鲜茧干壳量快速电测仪，由机箱、传感器和电路三部分构成。机箱由机壳[1]、面板[14]、支架、限位保护结构组成，传感器由电子称重传感器[10]、电子温度传感器[21]和电阻式传感器组成，电路由带软件程序的单片机、模数转换电路、测温电路、称重电路、测电阻电路、显示电路、语音电路和打印接口电路组成。机壳[1]由底壳和上盖组成，上述各组成部分均安置在一个机壳[1]内，其中，电阻式传感器支承在电子称重传感器[10]上，电子称重传感器[10]支承在支架上，支架挂在面板[14]上，面板[14]支承在底壳上。支架由一块底板[12]、4根立柱[13]和4个调节螺钉[20]组成，4根立柱通过螺钉吊装在面板[14]底面上，其下端通过4个调节螺钉[20]将底板[12]固定，面板[14]中央开有一个大孔，电阻式传感器座落在大孔中而且与大孔孔壁具有活动间隙。
所述电阻式传感器由下电极板[9]、上电极板[8]、压板[4]、4根弹簧[3]、绝缘试样盒[6]、盒盖[7]、搭扣[5]和称样盘[2]组成，下电极板[9]固定在试样盒[6]内底面上，上电极板[8]固定在压板[4]底面上，压板[4]通过4根弹簧[3]悬挂在盒盖[7]内顶面上，盒盖[7]的一端通过铰链[15]与试样盒[6]连接，另一端通过搭扣[5]与试样盒[6]开合连接，敞口的称样盘[2]固定在盒盖[7]的外顶面上。
所述电子称重传感器[10]为双孔悬臂梁式由口字形骨架和贴在上下两个对应边上的应变片构成，其左右两个对应边，一个从顶部向下，另一个从底部向上，分别为两个受力端，电阻式传感器的底部通过2个支承[19]和横向悬臂[18]固定在顶部向下的受力端，底部向上的受力端通过螺钉固定在底板[12]上，电阻式传感器的中心线与电子称重传感器[10]的中心线重合。
所述限制电子称重传感器[10]变形量的限位保护结构有一个空间限位保护结构和一个单向限位保护结构。空间限位保护结构由限位保护圈[16]和基准环[17]组成，限位保护圈[16]固定在面板[14]的大孔孔口旁，其内侧面上设有环形槽，基准环[17]固定在试样盒[6]侧面对应位置的外缘上，基准环[17]有间隙的安置在限位保护圈[16]的环形槽中，从而通过间隙限制试样盒[6]空间位移量。单向限位保护结构由限位螺钉[11]构成，限位螺钉[11]设在底板[12]，其头部接近悬臂梁式电子称重传感器[10]口字形骨架摆动端底面，从而限制摆动端向下移动的距离。
电子温度传感器[21]、喇叭[23]、数码显示管和各种操作按钮均设在面板[14]上。所述按钮由干壳量、含水率、打印、语音、删除、清除、统计清除、统计、50克校正、去皮组成。面板[14]上还配由校正法码[22]和校验插座，该校验插座用于校验电阻值也就是含水率。
权利要求1.一种便携式鲜茧干壳量快速电测仪，至少由电子称重传感器[10]、电子温度传感器[21]、电阻式传感器、带软件程序的单片机、模数转换电路、放大电路、取样电路和显示电路组成，其特征在于上述各组成部分均安置在一个机壳[1]内，其中，电阻式传感器支承在电子称重传感器[10]上，电子称重传感器[10]支承在机壳[1]上，机壳[1]上设有限制电子称重传感器[10]变形量的限位保护结构；所述电阻式传感器由两块电极板形成压力夹持结构构成，两块电极板之间有一个整体夹持空间，其中一块电极板背后设有弹性构件，两块电极板之间通过锁扣结构开合。
2.根据权利要求1所述的电测仪，其特征在于所述电阻式传感器由下电极板[9]、上电极板[8]、压板[4]、弹簧[3]、绝缘试样盒[6]、盒盖[7]和搭扣[5]组成，下电极板[9]固定在试样盒[6]内底面上，上电极板[8]固定在压板[4]底面上，压板[4]通过弹簧[3]悬挂在盒盖[7]内顶面上，盒盖[7]的一端通过铰链[15]与试样盒[6]连接，另一端通过搭扣[5]与试样盒[6]开合连接。
3.根据权利要求2所述的电测仪，其特征在于所述盒盖[7]的外顶面上设有一个敞口的称样盘[2]。
4.根据权利要求1所述的电测仪，其特征在于所述限位保护结构由限位保护圈[16]和基准环[17]组成，限位保护圈[16]固定在机壳[1]上，其内侧面上设有环形槽，基准环[17]固定在试样盒[6]侧面外缘上，基准环[17]有间隙的安置在限位保护圈[16]的环形槽中。
5.根据权利要求1所述的电测仪，其特征在于所述限位保护结构由限位螺钉[11]构成，限位螺钉[11]设在机壳[1]或机壳[1]内的支架上，其头部接近被限制构件实体表面。
6.根据权利要求1所述的电测仪，其特征在于所述电子称重传感器[10]为悬臂梁式由口字形骨架和贴在上下两个对应边上的应变片构成，其左右两个对应边，一个从顶部向下，另一个从底部向上，分别为两个受力端，电阻式传感器的底部通过横向悬臂[18]固定在顶部向下的受力端，底部向上的受力端通过螺钉固定在机壳[1]或机壳[1]的支架上，电阻式传感器的中心线与电子称重传感器[10]的中心线重合。
专利摘要一种便携式鲜茧干壳量快速电测仪,至少由电子称重传感器[10]、电子温度传感器[21]、电阻式传感器、带软件程序的单片机、模数转换电路、放大电路和显示电路组成,特征是:上述各组成部分均安置在一个机壳[1]内,其中,电阻式传感器支承在电子称重传感器[10]上,电子称重传感器[10]支承在机壳[1]上,机壳[1]上设有限制电子称重传感器[10]变形量的限位保护结构;所述电阻式传感器由两块电极板形成压力夹持结构构成,两块电极板之间有一个整体夹持空间,其中一块电极板背后设有弹性构件,两块电极板之间通过锁扣结构开合。特点是结构一体化和小型化,测试自动化和精确化,适合于全国各地城乡桑蚕鲜茧收购站点推广应用。
文档编号G01N27/12GK2490580SQ0124452
公开日2002年5月8日 申请日期2001年6月25日 优先权日2001年6月25日
发明者张友信 申请人:张友信