Измеритель разности биоэлектрических потенциалов растений Советский патент 1990 года по МПК A01G7/00 

Изобретение относится к области сельского и лесного хочяйства и экспериментальной биологии и может быть применено в процессе проведения науч- но-исследователъских работ для определения параметров жизнедеятельности объектов живой природы.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На чертеже представлена блок-схема измерителя биоэлектрических потенциалов растений.

Измеритель состоит из измерительных блоков 1 , отключаемого имитатора 2 высокоомного источника сигнала, вы- сокоомного повторителя 3 входного напряжения, схемы 4 компенсации входного тока высокоомного повторителя Зэ эквивалента 5 входного повторителя 3, усилителя-фильтра и измерительного усилителя 6, регистрирующего прибора 7, двуетоляркого микромощного стаби- тозатора 8 напряжения, широтно-им- пульсного преобразователя 9 напряже- ния, источника 10 питания, выходного разъема 11 для подключения измерительного прибора и двухпозиционного

переключателя 12.

Для любого усилителя 6 постоянного тока, принимающего сигнал от высокоомного источника, такого как семя, одним из основных источников погрешности является входной ток усилителя. Входной ток, протекая через источник сигнала, вызывает на нем нежелательное падение напряжения, которое зависит от величины электрического сопротивления объекта измерения и не може быть учтено, поскольку электрическое сопротивление объекта может варьироваться в широких пределах. Поэтому важно подавить входной ток усилителя 6, отводя ток с помощью схемы 4 компенсации входного тока, так как вход- ной ток может значительно изменяться в зависимости от температуры, в схему 4 компенсации входного тока поступает информация о величине входного тока в данный момент от эквивалента 5 ВХОД ного повторителя 3, который находится в тех же температурных условиях, что и входной повторитель 3.

В схему 4 компенсации входного тока поступает также выходной сигнал повторителя 3 для создания необходимой обратной связи,

Высокоомный повторитель 3 входного напряжения предназначен для сопряжения высокоомного источника сигнала (измеряемого объекта) последующими блоками измерителя, которые не могут быть подключены к источнику сигнала непосредственно. Напряжение на выходе повторителя 3 такое же, как и на его входе, однако выход обладает достаточной нагрузочной способностью.

Имитатор 2 входного сигнала содержит высокоомное сопротивление, предназначенное для проверки (достаточно ли подавлен входной ток). Имитатор обладает максимально допустимым для измеряемых объектов электрическим сопротивлением 9 но в отличие от этих объектов не несет разности биоэлектрических потенциалов.

Поэтому если входной ток достаточно подавлен, он не будет вызывать заявленного падения напряжения на имитаторе 2 и напряжение на выходе измерителя окажется близким к нулю. В противном случае необходима калибровка устройства.

Измерение области биоэлектрических потенциалов растений проводится следующим образом.

Напряжение с объекта (колос, початок, стебель, лист растения, ткани человека и животных) снимается измерительными электродами 1. Отключаемьй имитатор 2 высокоомного источника сигнала включается для контроля за точностью работы прибора, который выставляется на О перед началом измерений Напряжение от измерительных электродов 1 подается на вход высокоомного повторителя 3 выходного напряжения, при этом стабильность входного тока повторителя 3 входного напряжения поддерживается схемой 4 компенсации входного тока с подключенным к нему эквивалентом 5 входного повторителя 3, Напряжение с выхода входного повторителя 3 подается на активный фильтр измерительного усилителя 6, где фильтруется и усиливается до уровня, необходимого для работы регистрирующего прибора 7, имеющего индикацию полярности. Сигнал с выхода активного фильтра измерительного усилителя 6 подается на выходной разъем 11 для подключения измерительной аппаратуры. Выходное напряжение с высокоомного повторителя 3 входного напряжения подается также на схему 4 компенсации входного тока.

Питание схемы производится от источника 10 питания (аккумулятора), через высокоомный широтно-импульсный преобразователь 9 напряжения и двупо лярный микромощний стабилизатор 8 напряжения, обеспечивающий на выходе напряжение + 15 В. Измеритель разности биоэлектрических потенциалов малогабаритен менее 2 кг), удобен для работы в полевых условиях для измерения разности биопотенциалов сельскохозяйственных растений для мгновен ного точного измерения и получения точных сравнительных данных по разности биоэлектрических потенциалов в разные Аазы развития растении, поскольку прибор автоматически исправляет ошибку при изменении сопротивле1 ния в ходе вегетации, а также получе ния точных данных по разности биоэле ктрических потенциалов у различных органов растений, имеющих неодинаковое сопротивление.

Кроме исследований, предусматрива ющих измерение мгновенных значений напряжении разности биоэлектрических потенциалов покоя и их регистрации, с помощью измерителя можно исследовать разность биоэлектрических потенциалов действия и Ликсироватъ эти значения.

Следовательно, измеритель может быть использован в лаборатории при подключении к нему чувствительного гальванометра, самопишущего прибора для длительной записи разности биоэлектрических потенциалов и другой измерительной аппаратуры. Измеритель может быть подключен к системам автоматизированного сбора данных,

Измеритель также может быть использован для исследования раневой разности биоэлектрических потенциалов у всех видов живых организмов.

Измеритель может быть использован для развития частной электрофизиологии сельскохозяйственных, культур и быстрой диагностики хозяйственно- полезных признаков в полевых и лабораторных условиях, таких как продуктивность, холодо- и морозоустойчивость, жизнеспособность, контроль за электрической полярностью растений при дозированном воздействии электрическим током в целях стимуляции, контроля за функциональным состоянием растений при агрохимических мероприятиях и др.

7ЬО Иб

Имея мощное средство зашиты от воздействия электромагнитного поля, термокомпенсацию и стабилизацию пи- , тания, измеритель отличается большой точностью и может быть использован такжз в космических полетах при измерении рг.зности биоэлектрических по- тенииалов растений в космосе и их

Ю электрической полярности. Вместо аккумуляторов в качестве источника пи- гания можно использовать солнечные батареи. При использовании прибора в полевых условиях вместо автономного

15 питания измеритель можно подключить к бортовой сети автомобиля, катера и др.

20

25

бормула изобретения

Измеритель разности биоэлектрических потенциалов растений, содержащий измерительные электроды, измерительный усилитель, связанный с блоком питания, который включает источник питания и стабилизатор напряженияs двух позиционный переключатель и регистри- рукл. блок, отличающийся тем, что, с цел i-ю повышения точности

30 измерения, он снабжен имитатором вы- сокоомного источника сигнала, регистрирующий блок включает регистрирующий и измерительный приборы, а измерительный усилитель выполнен в виде высоко35 омного повторителя входного напряжения, усилителя-фильтра, эквивалента высокоомного повторителя, и схемы компенсации входного тока высокоомного повторителя, причем блок питания

40 оснащен импульсным преобразователем напряжения, включенным между источником питания и стабилизатором напряжения, при этом имитатор высокоомного источника сигнала и измерительные

45 электроды подключены к первому входу высокоомного повторителя входного напряжения и выходу схемы компенсации входного тока высокоомного пов- / торителя, первый и второй входы кото50 рого подключены соответственно к выходам высокоомного повторителя входного напряжения и эквивалента входного повторителя, а третий вход объединен с входом последнего, вторым вхосс дом высокоомного повторителя входного напряжения, первым входом усилителя- фильтра и соединен с выходом двухпо- лярного стабилизатора напряжения, причем выход высокоомного повторите 15760398

ля входного напряжения связан также выход которого подключен к регистри- с вторым входом усилителя-фильтра, рующему и измерительному приборам. i

Изобретение относится к сельскому хозяйству и экспериментальной биологии и может быть использовано, например, для электрофизиологических исследований сельскохозяйственных растений. Цель изобретения - повышение точности измерения. Измеритель позволяет определить значение разности биоэлектрических потенциалов растений и получить точные данные не только о мгновенных напряжениях и их полярности, но и о динамике их изменения в ходе вегетации при изменении сопротивления объекта. Это свойство измерителя обеспечивается схемой компенсации 4 входного тока, дающей коррекцию ошибки. Результаты изменения фиксируются с помощью анализирующего блока. Измеритель биоэлектрических потенциалов имеет высокую температурную стабильность и защиту от воздействия электромагнитного поля. Перед каждой серией измерений прибор настраивается, с помощью имитатора 2 входного сигнала корректируется положение нуля, что позволяет снимать показания в поле поточно и экономить тем самым время исследования. Напряжение с объекта снимается с помощью измерительных электродов 1 и подается на вход высокоомного повторителя 3, стабильность входного сигнала которого поддерживается схемой компенсации 4, с подключенным к нему эквивалентом 5 входного повторителя. Напряжение с выхода повторителя 3 подается на активный фильтр измерительного усилителя 6, где сигнал фильтруется и усиливается до уровня, необходимого для работы регистрирующего прибора 7. Кроме того выходной сигнал усилителя 6 поступает на выходной разъем 11 для подключения измерительного прибора. Питание измерителя производится от источника питания 10 через широтно-импульсный преобразователь 9 напряжения и двухполярный стабилизатор 8 напряжения. Прибор можно использовать для измерения раневой разности биоэлектрических потенциалов не только растений, но и животных. 1 ил.