RU1824579C - Устройство дл измерени диэлектрических свойств плодоовощной продукции при прогнозировании ее лежкоспособности - Google Patents

Abstract

Использование: в хранении картофел , овощей и плодов. Сущность изобретени : устройство работает по принципу пр мого преобразовани  измер емого комплексного сопротивлени  в комплексное напр жение с последующим выделением емкостной составл ющей. Устройство содержит формирователь синусоидального напр жени , RC-полумост, одно из плеч которого образовано измер емой емкостью, а другое - этаИзобретение относитс  к хранению картофел , овощей и плодов. Цель изобретени  - повышение достоверности результатов измерени  за счет изменени  конструкции устройства. Устройство дл  измерени  диэлектрических свойств плодоовощной продукции при прогнозировании ее лежкоспособности включает формирователь синусоидального напр жени , RC-полумост, одно из плеч которого образовано измер емой 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 напр жени , выход - с усилителем , измерительной емкостью и фазочуествительным детектором, а также с цепью стабилизирующей обратной св зи, включенной между выходом усилител  и формирователем синусоидального напр жени  и включающей источник опорного напр жени  и последовательно соединенные амплитудный дет ектор (АД) и усилитель сигнала рассогласовани , при этом последний св зан с источником опорного напр жени , а выход АД подключен к входу АЦП. а также устройство снабжено формирователем напр жени  пр моугольной 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 св зи, включенной между выходом усилител  и формирователем синусоидального напр жени  м включающей источник опорного напр жени  и последовательно 00 го с  1 о

Description

соединенные амплитудный детектор и усилитель сигнала рчссшпасовани , при этом последний с источником опорного Иг пр жегН.ч т выхо/л анлит удного детектора подключен к выходу аплитудно-цифрово- гу преобразовател  а также устройство снаОжеио фогн-ирователем напр жени 

npyML Vi О с,   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 позвол ет nu/iyu-ur- юьыи пол vije. tS bin эффект, заключающий в повышении достоверности результатов намерени  диэлектрических войсга плидоот щной продукции при прогнозировании ее л жкоспособносги.

На чертеже изображена блок схема предлагаемою устроисгва

Формирователь синусоидального на- пр жони  (1) соединен с понижающим раз- делительным грансформаюром (2), налуженным на последовательно соединенные эта лонное сопротивление (2) и измер емую емкость (4). обща  точка которых соединена с шиной Земл 

Выход РТ()ьо стороны Су ( l) подсоединен с инвергирующыиу входу масштабного ус жител  (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 усилител  сигнала рассогласовани  (9) другой R/ОД которого под соединен к стабипизироз нному источнику опорного напр жени  (10), а выход УСР (9) соединен „ ФОН (1)

Выход фазовращател  (6) соединен с формирователем напр жени  пр моугольной формы (И) этот - с управп юшнм 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),  вл ющийс  составной мастью АЦП (8), соединен со входом формировател  (13).

Устройство работает следующим обра- зом

ГТИ (14) вход щий в состав АЦП (8), выполненного в виде большой интегральной микросхемы , генерирует импульгы частотой 90-100 кГц по форме близкие к пр моуголь- ным Эти импульсы не только обеспечивают нормальное функционирование непосредственно АЦП (8) но и служат дол  раскачки формировател  синусоидального напр жени  (1) обспуживающего измерительный

RL-полумост (3,4) Благодар  повышенной рабочей частоте (f 90 к ц) формировател 

(1)удитс  примерно в 3 раза снизить (по .равнению с прототипом) требовани  к фазовой (угловой) избирательной ФЧД Теперь все, встречающиес  на практике случаи включа  и самый неблагопри тный (Сх - и Ч RUI 50 ом) соответствуют значени м tg 6 S 3 Дальнейшее увеличение частоты (зыше 110 кГц) хот , в принципе, и ПОТВОЛЯРТ улучшить качественные показатели устроисгва, однако, сопр жено с существенным усложнением его конструкции (переход ма более скоростную элементную , введение разв зок дл  подавлени  са- мово Гл /кдени  п. РЬКОКИХ частотах л т и ), что вр д ли

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

(2)Обща  точка между Но и Сх соединена с шиной Земл 

Напр жение Их, действующее на Сх (4), подастс  на вход масштабного усилител  (5), с выход  которого поступает на ампли- удный детектор (7) и после детектировани  и сглажиы ми  : этом каскаде с пзвниваетс  на входе усилител  си(нзлз рассогласовани  (9) со стаОипизиронзнным посто нным напр жением Поп or источника опорного напр жени  (10). выходным сигналом Ср (9j создеист9/(1т на формирователь (1) им образом, что напр жение 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 усилени  усилител  b), d Кд - коэффициент передачи детектора 7)) Иными словами, элементы устройства МУ (5) - АД (7) - УСР (9) и ИОН (10) образуют цепь обратной св зи, стабилизирующую амплитуду напр жени , действующего на измер емой емкости (4) (ча электродах датчика).

Одновременно с этим сигнал с выхода МУ (5) подаетс  на фазовращатель (6), осуществл ющий поворот фазы на угол 90°. Далее следует формирователь напр жени  пр моугольной формы (11), преобразующий сдвинутое на фазе синусоидальное напр жение в пр моугольное, типа меадр. служащее дл  управлени  работой фазочувствительного детектора (12).

На сигнальный фход ФЧД (12) поступает напр жение с эталонного сопротивлени 

(3). Это напр жение носит комплексный характер , содержит активную и реактивную (емкостную) составл ющие, сдвинутые по фазе друг относительно друга на угол 90°, причем активна  составл юща  синфазна с Их. Благодар  тому, что ФЧД (12) управл етс  напр жением, сдвинутым по фазе на 90° относительно Их, он пропустит на свой выход только емкостную составл ющую сигнала с RO (3) пропорциональную измер в мой емкости Сх (4).

Затем сигнал с выхода ФЧД (12) сглаживаетс  с помощью фильтра низких частот (13) и подаетс  на измерительный вход АЦП (8) В напр жение АД (7), за счет чего устра- н ютс  ошибки измерени , св занные с температурным дрейфом выходного напр жени  ИОН (10).

Введение обратной св зи, стабилизирующей амплитуду напр жени  на измер в- мой емкости, позвол ет устранить вли ние нелинейности м коти плодов (овощей) на результаты измерений, а выбор достаточно высокой рабочей частоты (f 100 кГц) в сочетании с методом фазового детектирова- ни  дает возможность определить Сх дл  зсех видов плодоовощной продукции, закладываемой на длительное хранение.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  диэлектри- ческих свойств плодоовощной продукции

   ,Јх

   при прогнозировании ее лежкоспособно- сти, включающее формирователь синусоидального напр жени  RC-полумост, одно из плеч которого образовано измер емой емкосию. а друюе - эталонным сопротивлением , у г-;литель, фазовращатель и последовательносоединенные фазо1|увстчитрпьмый детектор, фильтр низких частот и амплитудно-цифровой преоб- разоолтель с цифровым индикатором на выход-;, отличающеес  тем, что. с целью повышени  достоверности результатов измор ни , оно снабжено разделительным тр нсформатором, вход которого соединен с формирователем синусоидального напр жени , выход - с усилителем, измерительной емкостью и фазочувствительным детектором, цепью стабилизирующей обратной св зи, включенной между выходом усилител  и формирователем синусоидального напр жени  и последовательно соединенные амплитудный детектор и усилитель сигнала рассогласовани , при этом последний св зан с источником опорного напр жени , а выход амплитудного детектора подключен к входу амплитудно-цифрового преобразовател , а также устройство снабжено формирователем напр жени  пр моугольной формы, установленным между фа ювиащэтелем и фазочусстоительным де- гек гооом

   АиП