Устройство для измерения диэлектрических свойств плодоовощной продукции при прогнозировании ее лежкоспособности Советский патент 1993 года по МПК G01N33/02 

соединенные амплитудный детектор и усилитель сигнала рчссшпасования, при этом последний с источником опорного Иг пряжегН.ч т выхо/л анлит удного детектора подключен к выходу аплитудно-цифрово- гу преобразователя а также устройство снаОжеио фогн-ирователем напряжения

npyML Vi О с, я 1 .Vjj-t i УС. .- НЫМ

между фз: опрчцчте i- м и :, азочувсгоитель- ным де ектооо

Объединение np V Nia Mbi/ признаков п сочетании ранее 11зс.нчми позволяет nu/iyu-ur- юьыи пол vije. tS bin эффект, заключающий в повышении достоверности результатов намерения диэлектрических войсга плидоот щной продукции при прогнозировании ее л жкоспособносги.

На чертеже изображена блок схема предлагаемою устроисгва

Формирователь синусоидального на- пряжония (1) соединен с понижающим раз- делительным грансформаюром (2), налуженным на последовательно соединенные эта лонное сопротивление (2) и измеряемую емкость (4). общая точка которых соединена с шиной Земля

Выход РТ()ьо стороны Су ( l) подсоединен с инвергирующыиу входу масштабного ус жителя (5) а выход последнею соединен к,3г с фазовращагрл м (G) и с амплитуд- ныс детектором (7) Детектор (7) соединен с амилчудно-цифровым преобразователрм (8) и с одним из входов усилителя сигнала рассогласования (9) другой R/ОД которого под соединен к стабипизироз нному источнику опорного напряжения (10), а выход УСР (9) соединен „ ФОН (1)

Выход фазовращателя (6) соединен с формирователем напряжения прямоугольной формы (И) этот - с управпяюшнм в/о- дом фазбчувотвительного детектора (12), сигнальный вход которого соединен с выходом ГТ (2) со стороны RO (2)

ФЧД (12) соединен с фильтоом низких частот (13), а тот- с сигнальным входом АЦП (8)

Генератор тактовых импульсов (14), являющийся составной мастью АЦП (8), соединен со входом формирователя (13).

Устройство работает следующим обра- зом

ГТИ (14) входящий в состав АЦП (8), выполненного в виде большой интегральной микросхемы, генерирует импульгы частотой 90-100 кГц по форме близкие к прямоуголь- ным Эти импульсы не только обеспечивают нормальное функционирование непосредственно АЦП (8) но и служат доля раскачки формирователя синусоидального напряжения (1) обспуживающего измерительный

RL-полумост (3,4) Благодаря повышенной рабочей частоте (f 90 к ц) формирователя

(1)удится примерно в 3 раза снизить (по .равнению с прототипом) требования к фазовой (угловой) избирательной ФЧД Теперь все, встречающиеся на практике случаи включая и самый неблагоприятный (Сх - и Ч RUI 50 ом) соответствуют значениям tg 6 S 3 Дальнейшее увеличение частоты (зыше 110 кГц) хотя, в принципе, и ПОТВОЛЯРТ улучшить качественные показатели устроисгва, однако, сопряжено с существенным усложнением его конструкции (переход ма более скоростную элементную , введение развязок для подавления са- мово Гл /кдения п. РЬКОКИХ частотах л т и ), что вряд ли

Напряжение с выхода ФСН (1) на после- доватепьно соединенные эталонное сопротивление RO (3) и измеряемую емкость Сх (4) (R качестве Сх выступает датчик заполненный овощноп ) подается через понижающий разделит i/гьный трансформатор

(2)Общая точка между Но и Сх соединена с шиной Земля

Напряжение Их, действующее на Сх (4), подастся на вход масштабного усилителя (5), с выходя которого поступает на ампли- удный детектор (7) и после детектирования и сглажиыямия : этом каскаде с пзвнивается на входе усилителя си(нзлз рассогласования (9) со стаОипизиронзнным постоянным напряжением Поп or источника опорного напряжения (10). выходным сигналом Ср (9j создеист9/(1т на формирователь (1) им образом, что напряжение на элек- 1 родах датчика (на Сх (4)) при изменении в и ироких пределах электрических параметров (емкое и и проводимости) исследуемого образца поддерживалось на неизменном уровне И/ Иоп/г Кд(где Ку- коэффициент усиления усилителя b), d Кд - коэффициент передачи детектора 7)) Иными словами, элементы устройства МУ (5) - АД (7) - УСР (9) и ИОН (10) образуют цепь обратной связи, стабилизирующую амплитуду напряжения, действующего на измеряемой емкости (4) (ча электродах датчика).

Одновременно с этим сигнал с выхода МУ (5) подается на фазовращатель (6), осуществляющий поворот фазы на угол 90°. Далее следует формирователь напряжения прямоугольной формы (11), преобразующий сдвинутое на фазе синусоидальное напряжение в прямоугольное, типа меадр. служащее для управления работой фазочувствительного детектора (12).

На сигнальный фход ФЧД (12) поступает напряжение с эталонного сопротивления

(3). Это напряжение носит комплексный характер, содержит активную и реактивную (емкостную) составляющие, сдвинутые по фазе друг относительно друга на угол 90°, причем активная составляющая синфазна с Их. Благодаря тому, что ФЧД (12) управляется напряжением, сдвинутым по фазе на 90° относительно Их, он пропустит на свой выход только емкостную составляющую сигнала с RO (3) пропорциональную измеряв мой емкости Сх (4).

Затем сигнал с выхода ФЧД (12) сглаживается с помощью фильтра низких частот (13) и подается на измерительный вход АЦП (8) В напряжение АД (7), за счет чего устра- няются ошибки измерения, связанные с температурным дрейфом выходного напряжения ИОН (10).

Введение обратной связи, стабилизирующей амплитуду напряжения на измеряв- мой емкости, позволяет устранить влияние нелинейности мякоти плодов (овощей) на результаты измерений, а выбор достаточно высокой рабочей частоты (f 100 кГц) в сочетании с методом фазового детектирова- ния дает возможность определить Сх для зсех видов плодоовощной продукции, закладываемой на длительное хранение.

Формула изобретения

Устройство для измерения диэлектри- ческих свойств плодоовощной продукции

,Јх

при прогнозировании ее лежкоспособно- сти, включающее формирователь синусоидального напряжения RC-полумост, одно из плеч которого образовано измеряемой емкосию. а друюе - эталонным сопротивлением, у г-;литель, фазовращатель и последовательносоединенныефазо1|увстчитрпьмый детектор, фильтр низких частот и амплитудно-цифровой преоб- разоолтель с цифровым индикатором на выход-;, отличающееся тем, что. с целью повышения достоверности результатов измор ния, оно снабжено разделительным трянсформатором, вход которого соединен с формирователем синусоидального напряжения, выход - с усилителем, измерительной емкостью и фазочувствительным детектором, цепью стабилизирующей обратной связи, включенной между выходом усилителя и формирователем синусоидального напряжения и последовательно соединенные амплитудный детектор и усилитель сигнала рассогласования, при этом последний связан с источником опорного напряжения, а выход амплитудного детектора подключен к входу амплитудно-цифрового преобразователя, а также устройство снабжено формирователем напряжения прямоугольной формы, установленным между фа ювиащэтелем и фазочусстоительным де- гек гооом

АиП

Использование: в хранении картофеля, овощей и плодов. Сущность изобретения: устройство работает по принципу прямого преобразования измеряемого комплексного сопротивления в комплексное напряжение с последующим выделением емкостной составляющей. Устройство содержит формирователь синусоидального напряжения, RC-полумост, одно из плеч которого образовано измеряемой емкостью, а другое - этаИзобретение относится к хранению картофеля, овощей и плодов. Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерения за счет изменения конструкции устройства. Устройство для измерения диэлектрических свойств плодоовощной продукции при прогнозировании ее лежкоспособности включает формирователь синусоидального напряжения, RC-полумост, одно из плеч которого образовано измеряемой емкостью, а другое- эталонным сопротивлением, усилитель, фазовращатель и последовательно солонным сопротивлением, усилитель, фазовращатель, последовательно соединенные фазочувствитсльный детектор, фильтр низких частот и амплитудно-цифровой преобразователь (АЦП) с цифровым индикатором на выходе. Кроме того, устройство снабжено разделительным трансформатором, вход которого соединен с формирователем синусоидального напряжения, выход - с усилителем, измерительной емкостью и фазочуествительным детектором, а также с цепью стабилизирующей обратной связи, включенной между выходом усилителя и формирователем синусоидального напряжения и включающей источник опорного напряжения и последовательно соединенные амплитудный дет ектор (АД) и усилитель сигнала рассогласования, при этом последний связан с источником опорного напряжения, а выход АД подключен к входу АЦП. а также устройство снабжено формирователем напряжения прямоугольной формы, установленным между фазовращателем и фазочуаствительным детектором. 1 ил. единенные фазоч/вствительный детектор, фильтр низких частот и амплитудно-цифровой преобразователь с цифровым индикатором на выходе. Согласно изобретению устройство снабжено разделительным трансформатором, выход - с усилителем, измерительной емкостью и фазочувствительным детектором, цепью стабилизирующей обратной связи, включенной между выходом усилителя и формирователем синусоидального напряжения м включающей источник опорного напряжения и последовательно 00 го ся 1 о