Устройство для измерения площади листьев растений Советский патент 1991 года по МПК A01G7/00 

сл

с

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к средствам автоматизации в биологических исследованиях. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей. Устройство содержит измерительные электроды 1 в виде электрических термометров, посредством коммутатора 8 связанные с усилителем 12 напряжения, счетчик-дешифратор 15, цифровой индикатор 16, нагреватель 4. При помещении объекта 6 измерения между нагревателем 4 и измерительными электродами 1 сигналы с последних посредством коммутатора поступают на усилитель 12 напряжения. Усиленные сигналы считываются счетчиком-дешифратором 15 «отображаются на цифровом индикаторе 16, соответствуя площади объекта 6 измерения. 2 ил.

Os

4 а СЛ

ЧЭ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к средствам автоматизации в биологических исследованиях.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей.

На фиг,1 представлена структурная схема устройства для измерения площади листьев, реализующая предлагаемый- способ; на фиг.2 - фрагмент конструкции измерительных электродов.

Устройство для измерения площади листьев растений содержит измерительные электроды 1, выполненные, например, в виде термоэлектрических термометров с положительными термоэлектродами 2 и отрицательными термоэлектродами 3, нагреватель 4, выполненный, например, в виде электронагревателя 5 сопротивления, объект 6 измерения, источник 7 стабилизированного тока, коммутатор 8, состоящий, например, из электронных ключей 9-11, усилитель 12 напряжения, цифровой компаратор 13 напряжения, источник 14 опорного напряжения, счетчик-дешифратор 15, цифровой индикатор 16, блок 17 управления, состоящий, например, из переключателей 18, 19, электронного ключа 20, выполненного, например, в виде транзистора 21 и реле 22 с нормально замкнутым контактом 23, формирователя 24 импульсов, выполненного, например, в виде резисторов 25, 26, конденсатора 27 и инвертора 28, генератора 29 прямоугольных импульсов, счетчика 30 с за- данным коэффициентом деления и RS-триг- гера31.

Измерительные электроды содержат теплоизоляционные диэлектрические основания 32, 33, выполненные, например, в виде ситалловых подложек. В основании 32 изготовлены отверстия, расстояние между центрами которых Л кратно единице измерения длины, например, 1 мм. На основание 32 нанесен слой электропроводящего электрода 34, например, методом вакуумного напыления. В отверстиях закреплены горячие спаи микро-термопар (термоэлектрических термометров), причем положительные термоэлектроды 2 имеют электрический контакт с общим электродом 34. Это достигается, например, медотом термокомпрессионной сварки, Термопары размещены по всей рабочей плоскости основания 32, площадь которого определяется максимальной площадью листа конкретного растения, На основание 33 нанесен слой электронагревателя 5 сопротивления. Горячие спаи термопар в месте контакта с листом могут быть защищены теплопроводным диэлектрическим материалом, например, лаком (не показано) Положительные термоэлектроды 2

соединены между собой и подключены к точке нулевого потенциала (фиг.1). Отрицательные термоэлектроды 3 подключены к коммутационным входам электронных клю- чей 9-11 коммутатора 8, выходы которых соединены между со5ой и подключены к потенциальному вхо/iv .ителя 12, непотенциальный вход которого соединен с точкой нулевого потенциала, а ыход - с одним 0 из входов цифрового компаратора 13 напряжения, другой вход которого подключен к выходу источника 14 опорного напряжения, Выход же компаратора 13 подключен к информационному входу счетчика-дешифра- 5 тора 15, установочный вход которого соединен с входом установки нуля RS-триг- гера 31, счетчика 30 и выходом инвертора 28 блока 17 управления Управляющие входы электронных ключей 9-11 коммутатора 8 0 подключены к выходам 0,,.п - 1 счетчика 30, последний выход которого соединен с входом установки единицы RS-триггера 31, прямой выход которого подключен к базе транзистора 21 электронного ключа 20 и 5 входу блокировки счетчика 30, вход синхронизации которого соединен с выходом генератора 29 импульсов. Входы источника 7 стабилизированного тока через переключатель 18 блока 17 управления подключены к 0 источнику питающего напряжения. Выводы электронагревателя 5 сопротивления через нормально замкнутый контакт 23 реле 22 электронного ключа 20 соединены с выходом источника 7 стабилизированного тока. 5 Клемма питания всех электронных блоков устройства + En через переключатель 19 подключена с одной стороны к одному из выводов обмотки реле 22, другой вывод которой соединен с коллектором транзистора 0 21, эмиттер которого подключен к точке нулевого потенциала, а с другой стороны через резистор 25 подключена к входу инвертора 28, который подключен к точке нулевого потенциала через параллельно со- 5 единенные резистор 26 и конденсатор 27 Выход счетчика-дешифратора 15 соединен с выходом цифрового индикатора 16.

Устройство работает следующим образом.

0 Объект 6 измерения помещают между нагревателем и электродами С помощью переключателей 18 блока 17 управления включают источник 7 стабилизированного тока, который вызывает нагрев электронагревателя 5 5 сопротивления. При подключении измерительной части устройств к клемме Еп с помощью переключателя 19 на входе инвертора 28 в пераый момент времени установлен уровень логического нуля, а на выходе - уровень логической единицы Конденсатор

27 начинает заряжаться по цепи: переключатель 19, резистор 25 до напряжениями, и в тот момент времени, когда напряжение достигнет величины порогового напряжения, для состояния уровня логической еди- ницы на выходе инвертора 28 устанавливается уровень логического нуля. То есть на выходе инвертора 28 формирователя 24 импульсов формируется короткий импульс при каждом подключении элемен- тов устройства к клемме 4€п. Этим импульсом устанавливаются в исходное состояние счетчик-дешифратор 15 и счетчик 30 и RS- триггер31, на выходе которого устанавливается состояние логического нуля, которое поступает на базу транзистора 21 электронного ключа 20 и вход блокировки ДЕ счетчика 30.

Транзистор 21 закрыт, и источник 7 продолжает нагрев элемента нагрева геля 4. Ге- нератор 29 при подключении питания начинает формировать прямоугольные импульсы, которые поступают на вход синхронизации со счетчика 30, на выходах О, 1, 2,,.,,(1-1 последовательно появляются им- пульсы, сдвинутые по времени относительно друг друга, длительность которых равна периоду последовательности генерируемых импульсов Таким образом счетчик 30 через электронные ключи 9-11 коммутатора 8 осуществляет последовательное подключение всех датчиков температуры - электродов 1 к входу усилителя 12, который усиливает сигналы до уровня, необходимого для работы компаратора 13 напряжения.

Так как лист растения находится в тепловом контакте с нагревателем и с электродами I, а теплопроводность листа и окружающего воздуха различна, то сигналы с выхода усилителя 12 будут отличаться по уровню и на выходе компаратора формируется последовательность импульсов, число которых характеризует площадь измеряемого листа, так как расстояние между центрами электродов кратно единице измерения длины.

При формировании последнего импульса счетчика 30 (выход И) на прямом выходе устанавливается состояние логической единицы, которая, поступая на вход блокировки ДЕ счетчика 30, запрещает счет, и последовательности импульсов не Формируется. Параллельно транзистор 21 электронного ключа 20 открывается, реле 22 запитывается и своим контактом 23 разрывает цепь нагрева элемента нагревателя. Число - импульсный код с компаратора 13 считывается и преобразуется, например, в семисегмент- ный код счетчиком-дешифратором 15, информация отображается на цифровом индикаторе 16.

Формула изобретения Устройство для измерения площади листьев растений, содержащее измерительные электроды, соединенные с коммутационными входами коммутатора, выход которого подключен к входу усилителя напряжения, а выход последнего связан с одним из входов компаратора, другой вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, при этом выход коммутатора подсоединен к информационному входу счетчика, установочный вход которого связан с первым выходом блока управления, а выход - с входом цифрового индикатора, причем второй выход блока управления подключен к управляющему входу коммутатора, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено источником стабилизированного тока и нагревателем, а измерительные электроды выполнены в виде датчиков температуры, при этом выход источника стабилизированного тока последовательно соединен с клеммами нагревателя и третьим выходом блока управления.

J4