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小杂粮泛指大宗粮豆之外的粮食作物,含有其它大宗粮食所欠缺的人体必需营养元素,常用作保健食品。在收购、运输和贮存过程中,小杂粮的含水率高低直接影响到小杂粮的品质,也关系到小杂粮深加工工艺的选取,因此小杂粮的含水率检测具有重要意义。现有的粮食含水率检测仪大多以大宗粮食为检测对象,不适用于小杂粮。为此,开发一种精度良好且针对小杂粮的含水率检测仪是十分必要的。粮食的介电常数与含水率密切相关,可以通过检测介电常数间接检测粮食的含水率。然而,粮食的介电常数并不只有含水率决定,还与品种、温度和容积密度等因素有关。基于此,本文设计了一种基于介电特性的小杂粮含水率检测仪,并充分考虑了容积密度和温度对检测精度的影响,主要研究内容和结果如下:(1)设计了含水率检测仪的硬件系统。系统由8位单片机AT89S52、直流充放电式电容检测模块、温度检测模块、质量检测模块、模数转换和输入输出模块等组成,可以实现对小杂粮电容、温度和容积密度的检测,并显示被测杂粮的含水率。(2)采用C51语言编写了含水率检测仪的软件。包括系统主程序、键盘循环扫描子程序、温度采集子程序、液晶显示子程序、模数转换子程序、含水率计算子程序等。(3)采用Altium Designer软件对含水率检测仪进行了PCB设计,并进行了硬件系统的制作与软件的调试。结果表明,含水率检测仪运行状况良好,电容检测精度为±2pF,温度检测精度为±0.3℃,质量检测精度为±0.2%F.S.。(4)以含水率检测仪为平台,小米为研究对象,通过大量试验和数据分析,探明了容积密度、温度和含水率对小米电容的影响规律,建立了电容与含水率和温度之间的数学模型,验证了模型的合理性。检验结果表明,模型的决定系数R~2=0.9852。(5)在5~40℃范围内,以湿基含水率11~20%内的7种不同含水率小米为测试对象,进行了小杂粮含水率检测仪的检测精度校验。结果表明:与标准烘干法相比较,本文设计的含水率检测仪检测绝对误差在±0.5%以内,相应时间小于3s。