数显式土壤硬度计的制作方法
【专利摘要】本实用新型是一种土壤检测仪器，特别是一种数显式土壤硬度计。旨在解决现有技术中使用功能单一，控制模式简单的问题。包括显示屏、按键、硬度计壳体、机身和手摇式探头，手摇式探头中包括对应探头位置安装的位移传感器和压力传感器，还包括摇柄，与摇柄同轴安装的主动轴、与主动轴形成交错轴传动的从动轴、和从动轴下方安装的探头，主动轴、从动轴处于机身内；硬度计壳体上设有与探头配合的通讯插口，显示屏和按键自壳体表面嵌入。有益效果在于：采用手摇式探头，方便野外使用，同时增加了位移传感器和GPS模块，使测量结果的数据体系更完整。
【专利说明】数显式土壤硬度计
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种土壤检测仪器，特别是一种数显式土壤硬度计。
【背景技术】
[0002]土壤紧实度仪也被称作土壤坚实度和硬度测量仪，主要用于野外测量土壤的紧实度。紧实的土壤可阻止水分的入渗，降低化肥的利用率，影响植物根系生长，导致作物减产。因此，得知土壤的紧实度显得尤为重要，性能卓越的仪器可以更好的指导农业生产和公路建设。
[0003]土壤硬度计是利用压力计的理论值Kg/cm2，直接测量出土壤的硬度值。土壤硬度计测定方法:a、确定显示器与传感器连接好，其“F”指示代表为力值，也就是所谓的传感器连接头；b、确定位移指示器的数据线插入显示器连接好，其“S”指示代表为位移，也就是所谓的传感器连接头；c、打开电源开关，显示厂家信息以及欢迎使用，进入用户主界面；d、若数据不为零，请按清零键；e、根据土壤测量深度要求，平稳均匀旋转测量手柄至要求深度，按保存键保存测量数据。
[0004]现有技术中对土壤紧实度仪的改进多是从传统的机械测量转换为利用压力传感器测量，比如专利文献中公布号为CN203017060U、名为一种土壤硬度计的实用新型，就是利用压力传感器与显示器信号连接，实现测量数值的快速读取。
[0005]但是，上述技术方案仍存在着缺点:模数信号间通过模数转换开关完成，转换方式单一，控制模式简单，作为检测工具，功能单一，不具备预警功能，也不能与其他设备相连接，使用范围窄。
[0006]而且，在野外作业中，每处和每个深度的土壤硬度不同，单一功能的硬度计不能完全适应野外复杂的工作状态。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的就是为了解决现有技术中使用功能单一，控制模式简单不便于野外作业的问题。
[0008]本实用新型的具体方案是:
[0009]设计一种数显式土壤硬度计，包括显示屏、按键、硬度计壳体、机身和手摇式探头，手摇式探头中包括对应探头位置安装的位移传感器和压力传感器，还包括摇杆，与摇杆同轴安装的主动轴、与主动轴形成交错轴传动的从动轴、和从动轴下方安装的探头，主动轴、从动轴处于机身内；硬度计壳体上设有与探头配合的通讯插口，显示屏和按键自壳体表面嵌入。
[0010]优选的，在机身底部边缘设有脚踏底板。以便于测量时固定，优选的，还包括安装在壳体内通过数模转换器与探头内的位移/压力传感器相连接的控制电路，控制电路包括压力传感器模块、通信模块、显示模块、电源模块、GPS模块、位移传感器模块、及微处理器；其中，微处理器的输入端连接位移传感器模块、压力传感器模块、GPS模块、电源模块和数模转换器，微处理器的输出端连接显示模块，通信模块与固定在壳体上的按键连接，其另一端连接微处理器的输入端，数模转换器为CS5532型数模转换器。
[0011]优选的通信模块还包括串口通信，该串口通信的接口处于壳体上。
[0012]优选的，串口通信的接口为RS-232C接口。
[0013]本实用新型的有益效果在于:
[0014]1.采用手摇式探头，不同于以往的固定方式，固定方式更为稳固，方便野外使用，同时增加了位移传感器和GPS模块，能够从深度和地理位置对数据进行描述，使测量结果的数据体系更完整；
[0015]2.采用极低噪音的、多通道Λ - Σ型模拟/数字转换器，也就是CE5532型转换器，由于其采用电荷平衡技术和极低噪声的可编程增益斩波稳定测量放大器，可得到高达24位分辨率的输出结果，精度高、动态特性宽。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型控制部分简图；
[0017]图2是本实用新型外部结构的主视方向示意图；
[0018]图3是本实用新型手摇探头的动力传递部分示意图；
[0019]图中各部件名称:1.串口接口；2.壳体；3.按键；4.显示屏；5.扶手；6.机身；7.脚踏底板；8.探头；9.摇杆；10.传感器连接线；11.位移指示数据线。
【具体实施方式】
[0020]实施例1:一种数显式土壤硬度计，参见图1?图3，设计一种数显式土壤硬度计，包括显示屏4、按键3、硬度计壳体2、机身6和手摇式探头，手摇式探头中包括对应探头位置安装的位移传感器和压力传感器，还包括摇杆9，与摇杆9同轴安装的主动轴、与主动轴形成交错轴传动的从动轴、和从动轴下方安装的探头8，主动轴、从动轴处于机身6内；硬度计壳体2上设有与探头8配合的通讯插口，显示屏4和按键3自硬度计壳体2表面嵌入。通讯插口也就是图2中的串口接口 I。该结构不同于以往的一字型固定，固定的支撑点从两个点变为一个面，使固定更牢稳，也同时使测量结果更精确。
[0021]交错轴的传动设计，目的在于，摇动摇杆9，可以控制探头的上下移动，进而位移传感器和压力传感器可以准确得知各处高度范围内的土壤硬度的数值。
[0022]在机身6底部边缘设有脚踏底板7，以便于测量时固定。手摇式测量方式，野外便携式，脚踏底板7的设计，使操作方便传动平稳，避免了以往直插式测量费力及人为因素造成的测量误差。
[0023]本实用新型其壳体2下方设有与探头配合的探头插口，显示屏4和按键3自壳体2表面嵌入，还包括安装在壳体2内的通过数模转换器与探头相连接的控制电路，控制电路包括压力传感器模块、通信模块、显示模块、电源模块、GPS模块、位移传感器模块、及微处理器；其中，微处理器的输入端连接位移传感器模块、压力传感器模块、GPS模块、电源模块和数模转换器，微处理器的输出端连接显示模块，通信模块与固定在壳体上的按键连接，其另一端连接微处理器的输入端，数模转换器为CS5532型数模转换器。GPS模块，也就是图1中的GPS自动定位系统。显示模块，控制图1中的LED液晶显示。
[0024]位移传感器是经过微处理器的串口进行数据传输的。
[0025]GPS模块的应用可以在显示屏上显示当前经度、玮度和时间。使实验结果能够形成体系，更加便于观察。
[0026]数模转换器为CS5532型数模转换器。该类型的传感器首次应用于数显式土壤硬度计的使用，提高了数据的精确程度。
[0027]通信模块还包括串口通信，该串口通信的接口处于壳体上。便于后续与PC机相连接。
[0028]串口通信的接口为RS-232C接口。
[0029]最后需说明的是，以上者仅系本实用新型部份实施例，并非用以限制本实用新型，依据本实用新型的结构及特征，稍加变化修饰而成者，亦应包括在本实用新型范围之内。
【权利要求】
1.一种数显式土壤硬度计，其特征在于:包括探头(8)、显示屏(4)、按键(3)、硬度计壳体(2)、机身(6)和手摇式探头，所述手摇式探头中包括对应探头(8)位置安装的位移传感器和压力传感器，还包括摇杆(9)，与摇杆(9)同轴安装的主动轴、与主动轴形成交错轴传动的从动轴、和从动轴下方安装的探头(8)，所述主动轴、从动轴处于机身(6)内；所述硬度计壳体(2)上设有与探头(8)配合的通讯插口，所述显示屏(4)和按键(3)自硬度计壳体(2)表面嵌入。
2.如权利要求1所述的数显式土壤硬度计，其特征在于:在所述机身(6)底部边缘设有脚踏底板(7)。
3.如权利要求1所述的数显式土壤硬度计，其特征在于:还包括安装在所述壳体内通过数模转换器与探头内的压力传感器相连接的控制电路，所述控制电路包括压力传感器模块、通信模块、显示模块、电源模块、GPS模块、位移传感器模块、及微处理器；其中，所述微处理器的输入端连接所述位移传感器模块、压力传感器模块、GPS模块、电源模块和数模转换器，所述微处理器的输出端连接所述显示模块，所述通信模块与固定在壳体上的按键连接，其另一端连接所述微处理器的输入端，所述数模转换器为CS5532型数模转换器。
4.如权利要求3所述的数显式土壤硬度计，其特征在于:所述通信模块还包括串口通信，该串口通信的接口处于所述壳体上。
5.如权利要求4所述的数显式土壤硬度计，其特征在于:所述串口通信的接口为RS-232C 接 口。
【文档编号】G01N3/06GK204203018SQ201420494602
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年8月30日 优先权日:2014年8月30日
【发明者】宋俊奇, 白长江, 张礼, 白红霞 申请人:郑州欧柯奇仪器制造有限公司