[发明专利]联合收割机的粮箱谷物堆积高度测量装置

权利要求书

1.一种联合收割机的粮箱谷物堆积高度测量装置，其特征在于：3只平行板电容器构成谷物堆积高度测量装置，每只电容器的极板间距、宽度相同，其中第一只电容器是谷物填充量传感器Cg，它竖立于升运器出口对面的粮箱内壁上,极板的长度等于粮箱底部到升运器出口之间的距离；第二只电容器是谷物参考传感器Cr，它平立于粮箱的底部，横跨于粮箱底部的支架之间；第三只电容器是粉尘传感器Cd，它平立于粮箱内的顶部，极板的长度等于谷物参考传感器Cr的极板长度；每只传感器通过同轴电缆与测量ECU电连接；

测量ECU内部构建了3支并联的纯容性桥臂：电容C1和谷物填充量传感器Cg构成的桥臂、电容C2和谷物参考传感器Cr构成的桥臂，以及电容C3和粉尘传感器Cd构成的桥臂；电容C1，电容C2，和电容C3是电容元器件，他们的电容值是这么选定的：把谷物填充量传感器Cg和谷物参考传感器Cr各自淹没于谷物中，调整电容C1和电容C2的选择，使得C1＝Cg，C2＝Cr；在无尘土的环境下，调整电容C3的选择，使得C3＝Cd。

2.按照权利要求1所述的联合收割机的粮箱谷物堆积高度测量装置，其特征是：RLC正弦波信号发生电路产生的正弦信号、三组桥臂的分压信号分别与两只独立的TMUX1104四路模拟开关的S1-S4引脚电连接，即每一个信号同时接入TMUX1104四路模拟开关的同名引脚，第一只TMUX1104四路模拟开关的D引脚电连接到LTC5507峰峰值检测电路的Vin引脚，第二只TMUX1104四路模拟开关的D引脚电连接到AD736平均值转换电路的Vin引脚，LTC5507峰峰值检测电路的Vo引脚与PIC18F25K80单片机的AN0引脚电连接，AD736平均值转换电路的Vo引脚与PIC18F25K80单片机的AN1引脚电连接，PIC18F25K80单片机的RC0、RC1、RC2与第一只TMUX1104四路模拟开关的EN、A1、A0分别电连接，PIC18F25K80单片机的RC3、RC4、RC5与第二只TMUX1104四路模拟开关的EN、A1、A0分别电连接。

3.按照权利要求1所述的联合收割机的粮箱谷物堆积高度测量装置，其特征是：测量ECU上电后，初始化PIC18F25K80单片机的RA、RC端口，使两只四路模拟开关全处于断开状态，再依次初始化定时器TIMER0、模数A/D变换和CAN通信寄存器，构建时间继电器T0，开启定时器和CAN通信中断功能；程序按照循环扫描的方式运行：当时间继电器T0时间到时，先使能第一只TMUX1104四路模拟开关，闭合第一路模拟开关，启动A/D变换，从AN0端口读出RLC正弦波信号发生电路产生的正弦信号的峰峰值Uipp，然后依次读出谷物填充量传感器Cg、谷物参考传感器Cr和粉尘传感器Cd在各自桥臂中所产生的分压值Ugpp、Urpp、Udpp；关闭第一只TMUX1104四路模拟开关，再使能第二只TMUX1104四路模拟开关，闭合第一路模拟开关，启动A/D变换，从AN1端口读出RLC正弦波信号发生电路产生的正弦信号的平均值Uirms，然后依次读出谷物填充量传感器Cg、谷物参考传感器Cr和粉尘传感器Cd在各自桥臂中所产生的分压值Ugrms、Urrms、Udrms；依据峰峰值测量法和平均值测量法都可以计算出当前的谷物堆积高度：

式中，xpp：依据峰峰值测量所获得的当前的堆积高度，xrms：依据平均值测量所获得的当前的堆积高度，L1：谷物填充量传感器Cg的极板长度，L2：谷物参考传感器Cr的极板长度；当PIC18F25K80单片机发生CAN中断，则依据指令，修改时间继电器T0的时间常数，也就是改变了数据输出的频率。