“仓廪实,天下安”。粮食是安天下之本,是国民经济基础的基础。因此,粮食问题是关系国计民生的重大课题,其中粮食的安全储藏与运输显得尤为重要。利用干燥设备降低水分是粮食安全储藏和运输的重要环节。而在粮食干燥过程中,水分在线检测和控制是制约干燥环节的核心技术。由于影响因素复杂,常规方法难以实现干燥过程水分在线测量的快速性及水分控制的精确性。因此,应用现代新的技术手段与理论方法来检测粮食的水分,解决目前粮食水分检测中存在的问题,保证干燥过程中粮食的品质与经济效益,具有非常重要的意义。本文针对粮食干燥过程中水分在线、准确检测这一问题,依据粮食水分与其电阻之间的相关性,开发了一套电阻式粮食水分在线检测仪,实现了粮食水分的在线检测。主要研究内容如下：(1)水分仪的结构与功能设计。整体结构主要包括采样机构以及动力装置。采样机构采用辊轮式结构,用以对待测谷物样品进行碾压,采集得到谷物内部的实时电阻；动力装置使用单相交流电机作为驱动马达,通过齿轮传动机构使碾压谷物的一对辊轮等速、相向转动。水分仪的功能主要包括在线动态传感水分；数据总线；传输数字显示；手动／自动工作方式选择；手动增减校正；校正值存储；开关量控制输出；PID控制输出；温度自动校正；湿度校正；转速校正；粮食品种切换等。(2)水分仪的硬件设计。采用模块化的设计思想,以STC89C52单片机为核心设计了一套硬件电路,包括电源电路、电阻信号的采集电路、温度测量电路、单相交流电机驱动电路、电机转速测量电路和串口通信电路等模块。(3)水分仪的软件设计与功能实现。采用模块化的设计思想,对软件系统的程序进行设计并且对水分仪的工作时序进行分析。软件系统由下位机与上位机两部分组成,程序均利用单片机C语言编写。下位机程序主要负责接收上位机指令,水分数据的采集、温度数据的采集,数据处理等工作。主要包括水分、温度数据的采集与串口数据的收发等程序模块。上位机主要负责控制下位机工作,接收下位机发送的数据并显示,存储校正数据,控制开关量输出等工作。主要包括参数设置模块、串口通讯模块以及应用EEPROM的数据存储模块等。(4)水分仪的标定、水分检测数学模型特征曲线的分析以及不同特征值的提取。依据GB/T5497-1985《粮食、油料检验水分测定法》中的水分测定理论和具体操作程序,选取一个品种的水稻作为试验样品,对水分仪标定数据进行采集,并对采集的标定数据进行了粗大误差的剔除和滑动平均滤波等预处理。通过对特征曲线的分析、不同特征参数的提取建立不同特征参数回归方程并对这些方程的相关性进行比较,选取了最优的特征参数数学模型。这些特征参数包括采集频率的最大值、平均值、标准差、频率值等于1000时曲线宽度、频率值等于1000时与曲线围成图形的面积与频率最大值大于1200的数据个数。(5)水分仪的精度检测与误差分析。利用F检验法和t检验法对回归模型的精密度和正确度进行了分析,分析结果表明采用各种特征参数建立的回归模型的精密度和正确度均较好。但利用采样频率的最大值建立特征参数方程,方程的相关性最好,因此选用采样频率的最大值建立特征参数方程作为水分仪的水分检测数学模型。并且通过水分检测综合测试系统对水分仪的误差进行了分析,通过对误差来源的分析有的放矢地采取了不同的方法减小误差,而后对水分仪的误差和重复性进行了检验,测试结果符合使用标准。(6)水分仪性能测试与对比。采用自行设计的粮食水分检测试验系统对水分仪性能进行整体测试,将自制水分仪与日本Kett公司生产的PM-2500型号单粒自动水分计进行对比试验,并对它们精度、稳定性、抗干扰能力以及水分仪稳定度等进行了对比分析。