Устройство для измерения диэлектрических свойств плодоовощной продукции при прогнозировании ее лежкоспособности
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 другоеэталонным 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
СОЮЗ СОВЕ1 СКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N 33/02
ГОСУДАРСТВЕН1ОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) I ь i„ j,64ЯЗМ
1т;;,, " .:; .Г д
tl, ft ,\
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4919282/13 (22) 18.03.91 (46) 30.06.93. Бюл. М 24 (71) Киевский технологический институт пищевой промышленности (72) В.И.Лукашенко, П.Д.Мельничук и
И.А. Романовский (56) Измеритель CLR типа Е7-13 (гб
2.724.000òo). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЛОДООВОШНОЙ ПРОДУКЦИИ ПРИ ПРОГНОЗИРОВАНИИ ЕЕ ЛЕЖКОСПОСОБНОСТИ (57) 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 йапряжения, RC-полумост, одно иэ плеч которого образовано измеряемой емкостью, а другое — этае
Изобретение 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, фаэоврвщатель и последовательно соÄ.,5U ÄÄ 1824579 Al лонным сопротивлением, усилитель, фаэовращатель, последовательно соединенные фазочувствительный детектор, фильтр низких частот и амплитудно-цифровой преобразователь (АЦП) с цифровым индикатором на выходе. Кроме того, устройство снабжено разделительным трансформагором, вход которого соединен с формирователем синусоидального напряжения, выход — с усилителем, измерительной емкостью и фазочувствительиым детектором, а также с цепью стабилизирующей обратной связи, включенной между выходом усилителя и формирователем синуссидального напряжения и включающей источник опорного напряжения и последовательно соединенные амплитудный детектор (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 фаэовращателем и фазочувствительным детектором. 1 ил. единенные фаэочувствительиый детектор, фильтр низких частот и амплитудно-цифровой преобразователь с цифровым индикатором на выходе.
Согласно изобретению устройство снабжено разделительным трансформатором, выход — c усилителем, измерительной емкостью и фаэочувствительным детектором, цепью стабилизирующей обратной связи, включен ной между выходом усил ителя и формирователем синусоидального напряжения и включающей источник опорного напряжения и последовательно
18?4579 соединенные амплитудный детектор и усилигель сигнала р.lc(:О1ласования, при этом (30следнии связан с ист()яником О(10рног()
I>a1Ip v(eI«:!н, а выход а11литудно(о детектора подключен к выходу аплитудно-цифрового преобразователя, а также устройство снабжено формирователем (v;I(I>рюкения пpумо y Ол ° ".(1 1 фоp "»1 :.>, ус оноl!л» .. ым между фэз(>вр; тц:>те:!:... !:; >зочувс>ви-еnьным детектором.
Огть(;д(11(ение пр(1,(»1э(аемых > lpl>Ia(IBI(oB в со >(. (а11ии с ра!атее .>э(>>,> > ными позволяет полу ить новый (loll, и.е!(«ый эффект, заключаю(ций в повышении достоверности результатов 1>змеренин диэлектрических свойств (тлодоо(3ощной продукции при про(нозировании ее лежкоспособности.
На чертеже изображена блок-схема п редлагаемого устройства.
«Оормирователь синусоидального на1А l5
20 прнжонин (1) соединен с понижающим разделительным трансформа3 ором (2), 11а руже(3н(лм на последовательно соединенные эталонное сопротивление(2) и измеряемую емкость (4), общая точка которых соединена с шинои "Земля", Бь>ход РТ (2) (.о стороны Сх (4) подсоединен с инвертирую1цему входу масштабного у(. >ли3еля (5), а выход последнего соединен ка с фазовраща (ел:M (5) так и с амплитуд- 30 ным детектором (7), Детектор (7) соединен с ам(1»чудно-цифровым преобразователем (8) и с одним из входов усилителя сигнала рассогласования (9). другой вход которого подсоедине(1 к còaá(I«IIçèpoaal!íoìó (тсто нику ЯС опорного наттрнженин (10). а выход УСР (9) соединен с (13С11 (1).
Выход фазовращателя (6) соединен с формирователем напряжения и рямоугольной формы (11), а тот — с управляюш(1(л вхо- "0 дом фазо((унствительного детектора (12), сигнальный вход которого соединен с выходом РТ (2) со стороны Г((> (2).
ФЧД (12) соединен с фильтром низких частот (13), а тот — с сигнальным входом АЦП (8)
Генератор тактовых импульсов (14), являющийся составной частью АЦП (8). соединен со входом формирователя (13).
Устройство работает следующим обра- 50 зом.
ГТИ (14), входящий в состав АЦП (8), выполненного в виде большой интегральной микросхемы, генерирует импульгы частотой
90-100 кГц по форме близкие к прямоугольным, Эти импульсы не только обеспечивают нормальное функционирование непосредственно АЦП (8), но и служат доля раскачки формирователя синусоидяльного напряжения (1), обслуживающего измерительный
РС-полумост (3,4), Ьла(одарн повышенной рабочей частоте (f Р 90 к1 ц) формирователя (1} удает(.н примерно в 3 раза снизить (по сравнению с прототипом) требования к фазовой (угловой) избирательной ФЧД. Теперь все, встречающиеся на практике случаи, включая и самый неблагоприятный (С, -- ". vcl, Я,» = 50 ом), соответствуют значениям (9 д = 3. Дальнейшее увеличение частоты (выше 110 кГц) хотя, в (тринципе, и
>loзволяет улу шить качественные показатели устройства, однако, сопряжено с существенным усложнением е(о конструкции (переход на более скоростную элементную базу, введение развязок для подавления самовозбужденин на высоких ся(.т(3тах и T,(I,), что вряд ли оправд;-»но.
На(тряжение (. выхода ФСН (1) на последовате>,ьно соединенные эталонное сопротивление I((> (3) и измеряемую емкость С>((4) (в качестве Сх выступает датчик, заполненНЫИ ОВОЩНО>1 МНКО(ЬЮ ) ПОДаЕтея чЕРеэ поНИжaloщий ра ЗдЕ>!И3 СЛьhÛé траНСфОрМатОр (2). Общая точка между 1(„и Сх соединена с шиной "Земля", На(трнжение И,, действующее на Сх (4).
«одается на вход масштабного усилителя (5), с выхода Kolop(3((поступает на амплитудный детектор (7) и после детектирования и с лаживанин я этом каскаде cpaâ(vèâaåòcÿ на входе усил г(еля си>н Зла рассогласования (9) го стабилизир(ванным по: тоянным напрнжгнием Иоп От источника опорного напряжения (10), С -»;им выходным сигналом
"C((9) еоздействл(-т на формирователь (1) аким Образом. что л напряжение на электродах датчика (на С, (4)) при изменении в широких пределах электрических параметров(емкос.и и проводимости) исследуемого образца поддерживалось на неизменном
УРовне Vlx = И 1/г, К„(гДе Ку — коэффиЦиент усиления усилителя (5), а Кд — коэффициент передачи детектора 7)), Иными словами, элементы устроистна MY (5) — АД (7) — УСР (9) и ИОН (10) образуют цепь обратной связи, (.т билизирующую амплитуду напряжения, действующего на измеряемой емкости (4) (на электродах датчика).
Одновременно с этим сигнал с выхода
MY (5) подается на фазовращатель (6), осуществляющий поворот фазы на угол 90О.
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
1824579
Составитель В.Лукашенко
Техред М.Моргентал Корректор С,Лисинв
Редактор
Заказ 2223 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 (3), Это напряжение носит комплексный характер, содержит активную и реактивную (емкостную) составляющие, сдвинутые по фазе друг относительно друга на угол 90О, причем активная составляющая синфазна с 5
Их. Благодаря тому, что ФЧД (12) управляется напряжением. сдвинутым по фазе на . 90 относительно Их, он пропустит на свай выход только емкостную составляющую сигнала с R< (3) пропорциональную измеряе- 10 мой емкости С» (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- 15 няются ошибки измерения, связанные с температурным дрейфом выходного напряжения ИОН (10).
Введение обратной связи, стабилизирующей амплитуду напряжения на иэмеряе- 20 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- 25 ния дает воэможность определить С» для всех видов плодоовощной продукции, эакладываемой на длительное хранение.
Формула изобретения
Устройство для измерения диэлектри- 30 ческих свойств плодоовощной продукции при прогнозировании ее лежкоспособности, включающее формирователь синусоидального напряжения RC-полумост, одно из плеч которого образовано измеряемой
eMKoc1l,å, а другое — эталонным сопротивлением, у,л-;литель, фээовращэтель и последовэтельнг соединенные фаэо .Увст,. ит льный детектор, фильтр низких частот и амплитудно-цифровой преобразователь с цифровым индикатором на выход,::, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерения, оно снабжено разделительным трансФорматором, 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, э выход амплитудного детектора подключен к входу амплитудно-цифрового преобрэзовэгеля, а также устройство снабжено формирователем напряжения прямоугольной формы, установленным между фэзоврэщэтелем и фээочусствительным детектором.
