RU2774047C1

RU2774047C1 - Capacity measuring device for embedded control systems

Info

Publication number: RU2774047C1
Application number: RU2021127263A
Authority: RU
Inventors: Александр Витальевич Вострухин; Елена Артуровна Вахтина
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2022-06-14

Abstract

FIELD: measuring technology.

SUBSTANCE: invention relates to measuring technology, in particular to devices for measuring physical quantities with capacitive sensors and can be used in embedded computer control systems. The capacitance measurement device for embedded control systems contains (dwg) a microcontroller 1, a computer 2, an RC filter 3, the first resistor 4, the second resistor 5, a capacitive sensor 6, a sample capacitor 7. The capacitive sensor 6 and the sample capacitor 7 are connected to a common wire by the first plates, the second plate of the capacitive sensor 6 is connected to the first terminal of the first resistor 4, the second plate of the sample capacitor 7 is connected to the first terminal of the second resistor 5, the second terminals of the first and second resistors are connected to the corresponding outputs of the two-channel PWM (the two-channel PWM is not shown in dwg) built into the microcontroller 1, the second plates of the capacitive sensor 6 and the sample capacitor 7 are connected, respectively, to the first inputs of the first and second analog comparators (AC) built into the microcontroller 1, the output of the single-channel PWM built into the microcontroller 1 (the single-channel PWM is not shown in dwg) is connected to the input of the RC filter 3, the output of which is connected to the second inputs of the first and second AC, the microcontroller 1 is connected via a digital serial interface to the computer 2.

EFFECT: increase in the accuracy and speed of measuring the device, thanks to the introduction of new connections, which makes it possible to implement a parallel conversion algorithm for measuring and reference RC circuits, and, therefore, provides higher accuracy and speed of measurement.

1 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs

Изобретение относится к измерительной технике в частности, к устройствам для измерения физических величин емкостными датчиками и может быть использовано во встраиваемых вычислительных системах контроля и управления.The invention relates to measuring technology, in particular, to devices for measuring physical quantities with capacitive sensors and can be used in embedded computer control and monitoring systems.

Уровень техникиState of the art

Известно устройство для измерения неэлектрических величин конденсаторными датчиками, содержащее микроконтроллер, индикатор, первый и второй генераторы, во времязадающие цепи которых включены соответственно емкостный датчик и образцовый конденсатор, выходы генераторов подключены к входам микроконтроллера, индикатор подключен к одному из портов микроконтроллера (см. пат. РФ № 2214610, кл. G01 R27/26).A device for measuring non-electrical quantities with capacitor sensors is known, containing a microcontroller, an indicator, the first and second generators, in the time-setting circuits of which a capacitive sensor and a reference capacitor are connected, respectively, the outputs of the generators are connected to the inputs of the microcontroller, the indicator is connected to one of the ports of the microcontroller (see US Pat. RF No. 2214610, class G01 R27/26).

Недостаток известного решения – ограничены функциональные возможности.The disadvantage of the known solution is limited functionality.

Известно микроконтроллерное устройство для измерения частоты вращения вала, содержащее микроконтроллер, индикатор, первый и второй резисторы, емкостный датчик и образцовый конденсатор, которые первыми обкладками подключены к общему проводу, вторые обкладки емкостного датчика и образцового конденсатора подключены, соответственно, к первому и второму входам аналогового компаратора (АК) микроконтроллера и к первым выводам первого и второго резисторов, вторые выводы которых подключены к выходам микроконтроллера, индикатор подключен к одному из портов микроконтроллера (см. пат. РФ № 2378658, кл. G01 R27/26).A microcontroller device for measuring the shaft speed is known, containing a microcontroller, an indicator, the first and second resistors, a capacitive sensor and an exemplary capacitor, which are connected to a common wire by the first plates, the second plates of the capacitive sensor and an exemplary capacitor are connected, respectively, to the first and second inputs of the analog comparator (AC) of the microcontroller and to the first terminals of the first and second resistors, the second terminals of which are connected to the outputs of the microcontroller, the indicator is connected to one of the ports of the microcontroller (see RF Pat. No. 2378658, class G01 R27 / 26).

Недостаток известного решения – ограничены функциональные возможности, по причине несовершенного алгоритма преобразования емкости в двоичный код, а также ограниченных вычислительных и инфокоммуникационных возможностей устройства.The disadvantage of the known solution is that the functionality is limited due to the imperfect algorithm for converting the capacity into binary code, as well as the limited computing and infocommunication capabilities of the device.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению и принятое авторами за прототип является микроконтроллерное измерительное устройство емкости для встраиваемых вычислительных систем контроля и управления содержащее: микроконтроллер, емкостный датчик, образцовый конденсатор, первый и второй резисторы, RC-фильтр и компьютер, причем емкостный датчик и образцовый конденсатор первыми обкладками подключены к общему проводу, вторые обкладки емкостного датчика и образцового конденсатора подключены, соответственно, к первым выводам первого и второго резисторов, вторые выводы которых подключены к выходам, соответственно первого и второго широтно-импульсных модуляторов (ШИМ), встроенных в микроконтроллер, вторые обкладки емкостного датчика и образцового конденсатора подключены, соответственно к первому и второму входам аналогового мультиплексора, встроенного в микроконтроллер, компьютер подключен через цифровой последовательный интерфейс к микроконтроллеру, выход третьего ШИМ, встроенного в микроконтроллер, подключен к входу RC-фильтра, выход которого подключен к неинвертирующему входу АК, встроенного в микроконтроллер (см. пат. РФ № 2698492, кл. G01 R27/26).The closest in technical essence to the claimed technical solution and adopted by the authors as a prototype is a microcontroller capacitance measuring device for embedded computing monitoring and control systems containing: a microcontroller, a capacitive sensor, an exemplary capacitor, the first and second resistors, an RC filter and a computer, moreover, a capacitive sensor and the exemplary capacitor are connected by the first plates to a common wire, the second plates of the capacitive sensor and the exemplary capacitor are connected, respectively, to the first terminals of the first and second resistors, the second terminals of which are connected to the outputs, respectively, of the first and second pulse-width modulators (PWM) built into microcontroller, the second plates of the capacitive sensor and the exemplary capacitor are connected, respectively, to the first and second inputs of the analog multiplexer built into the microcontroller, the computer is connected via a digital serial interface to the microcontroller, the output is third Its PWM built into the microcontroller is connected to the input of an RC filter, the output of which is connected to the non-inverting input of the AC built into the microcontroller (see Fig. Pat. Russian Federation No. 2698492, class. G01 R27/26).

Недостаток известного решения – низкие быстродействие и точность устройства, по причине последовательного проведения преобразований в опорной и измерительной RC-цепях, вследствие чего возрастает время преобразования, а также воздействие различных во времени уровней внешних факторов, например электромагнитных помех, температуры, напряжения источника питания и т.д., что приводит к ограничению области использования данного устройства во встраиваемых системах управления. The disadvantage of the known solution is the low speed and accuracy of the device, due to sequential conversions in the reference and measuring RC circuits, as a result of which the conversion time increases, as well as the influence of different levels of external factors in time, such as electromagnetic interference, temperature, power supply voltage, etc. .d., which limits the scope of use of this device in embedded control systems.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Предлагаемое решение сводится к повышению точности и скорости измерения путем организации алгоритмов параллельного преобразования в опорной и измерительной RC-цепях. The proposed solution is to increase the accuracy and speed of measurement by organizing parallel conversion algorithms in the reference and measuring RC circuits.

Технический результат достигается тем, что устройство измерения емкости для встраиваемых систем управления, содержащее микроконтроллер, компьютер емкостный датчик, RC-фильтр, образцовый конденсатор, первый и второй резисторы, причем емкостный датчик и образцовый конденсатор первыми обкладками подключены к общему проводу, выход одноканального широтно-импульсного модулятора (ШИМ), встроенного в микроконтроллер, подключен к входу RC-фильтра, выход которого подключен к первому входу первого АК, встроенного в микроконтроллер, первые выводы первого и второго резисторов подключены, соответственно к вторым обкладкам емкостного датчика и образцового конденсатора, вторые выводы первого и второго резисторов подключены, соответственно, к выходам первого и второго ШИМ, встроенных в микроконтроллер, компьютер подключен через цифровой последовательный интерфейс к микроконтроллеру, отличающееся тем, что выход RC-фильтра подключен к первому входу второго АК, встроенного в микроконтроллер, вторые обкладки емкостного датчика и образцового конденсатора подключены к вторым входам, соответственно, первого и второго АК, встроенных в микроконтроллер. The technical result is achieved by the fact that a capacitance measuring device for embedded control systems, containing a microcontroller, a computer, a capacitive sensor, an RC filter, an exemplary capacitor, the first and second resistors, the capacitive sensor and the exemplary capacitor with the first plates are connected to a common wire, the output of a single-channel width- a pulse modulator (PWM) built into the microcontroller is connected to the input of an RC filter, the output of which is connected to the first input of the first AC built into the microcontroller, the first outputs of the first and second resistors are connected, respectively, to the second plates of the capacitive sensor and the reference capacitor, the second outputs the first and second resistors are connected, respectively, to the outputs of the first and second PWM built into the microcontroller, the computer is connected via a digital serial interface to the microcontroller, characterized in that the output of the RC filter is connected to the first input of the second AC built into the microcontroller, the second The capacitive sensor and exemplary capacitor inputs are connected to the second inputs, respectively, of the first and second AC built into the microcontroller.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На фиг. представлена структурная схема устройства измерения емкости для встраиваемых систем управления.In FIG. a block diagram of a capacitance measuring device for embedded control systems is presented.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Устройство измерения емкости для встраиваемых систем управления содержит (фиг.) микроконтроллер 1, компьютер 2, RC-фильтр 3, первый резистор 4, второй резистор 5, емкостный датчик 6, образцовый конденсатор 7. Емкостный датчик 6 и образцовый конденсатор 7 первыми обкладками подключены к общему проводу, вторая обкладка емкостного датчика 6 подключена к первому выводу первого резистора 4, вторая обкладка образцового конденсатора 7 подключена к первому выводу второго резистора 5, вторые выводы первого резистора 4 и второго резистора 5 подключены к соответствующим выходам двухканального ШИМ (на фиг. двухканальный ШИМ не показан) встроенного в микроконтроллер 1, выход одноканального ШИМ, встроенного в микроконтроллер 1, (на фиг. одноканальный ШИМ не показан) подключен к входу RC-фильтра 3, выход которого подключен к первым входам первого и второго АК, вторые обкладки емкостного датчика 6 и образцового конденсатора 7 подключены, соответственно к вторым входам первого и второго АК, встроенных в микроконтроллер 1, компьютер 2 подключен через цифровой последовательный интерфейс к микроконтроллеру 1.Capacitance measuring device for embedded control systems contains (Fig.) microcontroller 1, computer 2, RC filter 3, first resistor 4, second resistor 5, capacitive sensor 6, exemplary capacitor 7. Capacitive sensor 6 and exemplary capacitor 7 are connected by the first plates to to a common wire, the second plate of the capacitive sensor 6 is connected to the first terminal of the first resistor 4, the second plate of the exemplary capacitor 7 is connected to the first terminal of the second resistor 5, the second terminals of the first resistor 4 and the second resistor 5 are connected to the corresponding outputs of the two-channel PWM (in Fig. two-channel PWM not shown) built into the microcontroller 1, the output of the single-channel PWM built into the microcontroller 1 (in Fig. the single-channel PWM is not shown) is connected to the input of the RC filter 3, the output of which is connected to the first inputs of the first and second AC, the second plates of the capacitive sensor 6 and exemplary capacitor 7 are connected, respectively, to the second inputs of the first and second AC, built-in x to microcontroller 1, computer 2 is connected via a digital serial interface to microcontroller 1.

Устройство измерения емкости для встраиваемых систем управления работает следующим образом.Capacitance measurement device for embedded control systems operates as follows.

Микроконтроллер 1 настраивает двухканальный ШИМ на заданную частоту генерирования широтно-импульсных сигналов (ШИМ-сигналов) с заданными коэффициентами заполнения и запускает этот ШИМ. Оба канала данного ШИМ работают синхронно. Сопротивления первого резистора 4 и второго резистора 5, а также емкости емкостного датчика 6 и образцового конденсатора 7 подобраны так, чтобы на заданной частоте ШИМ-сигналов переходные процессы в RC-цепях, образованных этими элементами длились от одной до трех постоянных времени этих RC-цепей. На вторых обкладках емкостного датчика 6 и образцового конденсатора 7 напряжение будет изменяться по экспоненте от минимального значения до максимального, по известным законам (заряд-разряд). Коэффициенты заполнения ШИМ-сигналов пропорциональны двоичным кодам, которые загружаются программой в специальные регистры двухканального ШИМ. The microcontroller 1 tunes the dual-channel PWM to a predetermined frequency of generating pulse-width signals (PWM signals) with predetermined duty cycles and starts this PWM. Both channels of this PWM work synchronously. The resistances of the first resistor 4 and the second resistor 5, as well as the capacitances of the capacitive sensor 6 and the reference capacitor 7 are selected so that at a given frequency of the PWM signals, the transients in the RC circuits formed by these elements last from one to three time constants of these RC circuits . On the second plates of the capacitive sensor 6 and exemplary capacitor 7, the voltage will change exponentially from the minimum value to the maximum, according to known laws (charge-discharge). The duty cycles of the PWM signals are proportional to the binary codes that are loaded by the program into special dual-channel PWM registers.

Микроконтроллер 1 выполняет алгоритм последовательно шаг за шагом следующим образом.The microcontroller 1 executes the algorithm sequentially step by step as follows.

Шаг 1. Микроконтроллер 1 формирует на выходе одноканального ШИМ сигнал с начальным минимальным коэффициентом заполнения. Этот сигнал приложен к входу RC-фильтра 3. При этом, изменяющееся на емкостном датчике 6 и образцовом конденсаторе 7 напряжение, контролируемое неинвертирующими входами, соответственно, первого АК и второго АК будет выше уровня напряжения, формируемого на инвертирующих входах первого АК и второго АК RC-фильтром 3. На выходе первого АК и второго АК будет логическая 1. Step 1. Microcontroller 1 generates a signal with an initial minimum duty cycle at the output of a single-channel PWM. This signal is applied to the input of the RC filter 3. In this case, the voltage changing on the capacitive sensor 6 and the exemplary capacitor 7, controlled by the non-inverting inputs, respectively, of the first AK and the second AK will be higher than the voltage level generated at the inverting inputs of the first AK and the second AK RC -filter 3. The output of the first AK and the second AK will be logical 1.

Шаг 2. Микроконтроллер 1 начинает увеличивать коэффициент заполнения ШИМ-сигнала одноканального ШИМ, при этом напряжение на выходе RC-фильтра 3 плавно возрастает. Как только напряжение на выходе RC-фильтра 3 превысит изменяющееся напряжение, например на емкостном датчике 6, то на выходе первого АК будет сформирован кратковременно логический 0. Система прерываний микроконтроллера 1 сформирует сигнал, по которому микроконтроллер 1 прейдет к процедуре обработки данного прерывания. Эта процедура заключается в том, чтобы сохранить двоичный код, пропорциональный коэффициенту заполнения ШИМ-сигнала, при котором было обнаружено равенство напряжений на емкостном датчике 6 и на выходе RC-фильтра 3. В этом случае, сохраненный двоичный код есть эквивалент минимального значения напряжения на емкостном датчике 6. Step 2. Microcontroller 1 begins to increase the duty cycle of the single-channel PWM PWM signal, while the voltage at the output of RC filter 3 gradually increases. As soon as the voltage at the output of the RC filter 3 exceeds the changing voltage, for example, on the capacitive sensor 6, then a short-term logical 0 will be generated at the output of the first AC. The interrupt system of the microcontroller 1 will generate a signal, according to which the microcontroller 1 will proceed to the procedure for processing this interrupt. This procedure is to store a binary code proportional to the duty cycle of the PWM signal, at which the equality of the voltages at the capacitive sensor 6 and at the output of the RC filter 3 was found. In this case, the stored binary code is the equivalent of the minimum voltage value at the capacitive sensor 6.

Шаг 3. Далее микроконтроллер 1 продолжает увеличивать коэффициенту заполнения ШИМ-сигнала. Как только напряжение на выходе RC-фильтра 3 превысит изменяющееся напряжение, например на образцовом конденсаторе 7, то на выходе второго АК будет сформирован кратковременно логический 0. Система прерываний микроконтроллера 1 сформирует сигнал, по которому микроконтроллер 1 прейдет к процедуре обработки данного прерывания. Эта процедура заключается в том, чтобы сохранить двоичный код, пропорциональный коэффициенту заполнения ШИМ-сигнала, при котором было обнаружено равенство напряжений на образцовом конденсаторе 7 и на выходе RC-фильтра 3. В этом случае, сохраненный двоичный код есть эквивалент минимального значения напряжения на образцовом конденсаторе 7.Step 3. Next, microcontroller 1 continues to increase the duty cycle of the PWM signal. As soon as the voltage at the output of the RC filter 3 exceeds the changing voltage, for example, on the exemplary capacitor 7, then a short-term logical 0 will be generated at the output of the second AC. The interrupt system of the microcontroller 1 will generate a signal, according to which the microcontroller 1 will proceed to the procedure for processing this interrupt. This procedure is to store a binary code proportional to the duty cycle of the PWM signal, in which the equality of the voltages on the reference capacitor 7 and the output of the RC filter 3 was found. In this case, the stored binary code is the equivalent of the minimum voltage value on the reference capacitor 7.

Шаг 4. Микроконтроллер 1 формирует на входе одноканального ШИМ сигнал с начальным максимальным коэффициентом заполнения. При этом изменяющееся на емкостном датчике 6 и образцовом конденсаторе 7 напряжение, контролируемое инвертирующим входом аналогового компаратора будет ниже уровня напряжения формируемого на неинвертирующих входах первого и второго АК RC-фильтром 3 и на выходах первого и второго аналоговых АК будет логический 0.Step 4. Microcontroller 1 generates a signal with an initial maximum duty cycle at the input of a single-channel PWM. In this case, the voltage changing on the capacitive sensor 6 and the reference capacitor 7, controlled by the inverting input of the analog comparator, will be lower than the voltage level generated at the non-inverting inputs of the first and second AC by the RC filter 3 and the outputs of the first and second analog AC will be logical 0.

Шаг 5. Микроконтроллер 1 начинает уменьшать коэффициент заполнения ШИМ-сигнала, напряжение на выходе RC-фильтра 3 плавно уменьшается. Как только, напряжение на выходе RC-фильтра 3 будет ниже изменяющегося напряжения, например на емкостном датчике 6, то на выходе первого АК будет кратковременно сформирована логическая 1. Система прерываний микроконтроллера 1 сформирует сигнал, по которому он прейдет к процедуре обработки этого прерывания, которая заключается в том, чтобы сохранить двоичный код, пропорциональный коэффициенту заполнения ШИМ-сигнала одноканального ШИМ, при котором было обнаружено равенство напряжений на емкостном датчике 6 и на выходе RC-фильтра 3. В этом случае, сохраненный двоичный код есть эквивалент максимального значения напряжения на емкостном датчике 6.Step 5. Microcontroller 1 starts to reduce the duty cycle of the PWM signal, the voltage at the output of RC filter 3 gradually decreases. As soon as the voltage at the output of the RC filter 3 is lower than the changing voltage, for example, on the capacitive sensor 6, then a logic 1 will be briefly generated at the output of the first AC. The interrupt system of the microcontroller 1 will generate a signal by which it will proceed to the procedure for processing this interrupt, which is to store a binary code proportional to the duty cycle of the PWM signal of a single-channel PWM, at which the equality of the voltages at the capacitive sensor 6 and at the output of the RC filter 3 was detected. In this case, the stored binary code is the equivalent of the maximum voltage value at the capacitive sensor 6.

Шаг 6. Далее микроконтроллер 1 продолжает уменьшать коэффициенту заполнения ШИМ-сигнала. Как только, напряжение на выходе RC-фильтра 3 будет ниже изменяющегося напряжения, например на образцовом конденсаторе 7, то на выходе второго АК будет кратковременно сформирована логическая 1. Система прерываний микроконтроллера 1 сформирует сигнал, по которому он прейдет к процедуре обработки этого прерывания, которая заключается в том, чтобы сохранить двоичный код, пропорциональный коэффициенту заполнения ШИМ-сигнала одноканального ШИМ, при котором было обнаружено равенство напряжений на образцовом конденсаторе 7 и на выходе RC-фильтра 3. В этом случае сохраненный двоичный код есть эквивалент максимального значения напряжения на образцовом конденсаторе 7.Step 6. Next, microcontroller 1 continues to reduce the duty cycle of the PWM signal. As soon as the voltage at the output of the RC filter 3 is lower than the changing voltage, for example, on the reference capacitor 7, then a logical 1 will be briefly formed at the output of the second AC. The interrupt system of the microcontroller 1 will generate a signal by which it will proceed to the procedure for processing this interrupt, which is to store a binary code proportional to the duty cycle of the PWM signal of a single-channel PWM, at which the equality of the voltages on the reference capacitor 7 and the output of the RC filter 3 was found. In this case, the stored binary code is the equivalent of the maximum voltage value on the reference capacitor 7.

Шаг 7. Микроконтроллер 1 вычисляет разницу между максимальным значением кода и минимальным на емкостном датчике 6, а затем сохраняет эту разницу в памяти. Таким образом, микроконтроллер 1 определяет размах изменения напряжения на емкостном датчике 6. При возрастании емкости датчика 6 размах напряжения на нем уменьшается, а при уменьшении емкости датчика 6 размах напряжения на нем возрастает.Step 7. Microcontroller 1 calculates the difference between the maximum code value and the minimum value on the capacitive sensor 6, and then stores this difference in memory. Thus, the microcontroller 1 determines the range of voltage changes on the capacitive sensor 6. With an increase in the capacitance of the sensor 6, the voltage range across it decreases, and with a decrease in the capacitance of the sensor 6, the voltage range across it increases.

Шаг 8. Микроконтроллер 1 вычисляет разницу между максимальным значением кода и минимальным, на образцовом конденсаторе 7 и сохраняет эту разницу в памяти. Таким образом, микроконтроллер 1 определяет размах изменения напряжения на образцовом конденсаторе 7. Step 8. Microcontroller 1 calculates the difference between the maximum value of the code and the minimum value on the reference capacitor 7 and stores this difference in memory. Thus, the microcontroller 1 determines the magnitude of the voltage change on the exemplary capacitor 7.

Шаг 9. Микроконтроллер 1 определяет разницу между размахом напряжений на образцовом конденсаторе 7 и емкостном датчике 6, эта разница зависит, в основном, от измеряемой емкости конденсаторного датчика 6.Step 9. Microcontroller 1 determines the difference between the voltage range on the reference capacitor 7 and the capacitive sensor 6, this difference depends mainly on the measured capacitance of the capacitor sensor 6.

Шаг 10. Микроконтроллер 1 отправляет результат преобразования через цифровой последовательный интерфейс на компьютер 2, который выводит этот результат на монитор.Step 10. Microcontroller 1 sends the conversion result via a digital serial interface to computer 2, which displays this result on a monitor.

Шаг 11. Микроконтроллер 1 осуществляет переход к выполнению Шага 1, т.е. реализует новый цикл измерения.Step 11. Microcontroller 1 proceeds to Step 1, i.e. implements a new measurement cycle.

Компьютер 2 может сохранять, полученные от микроконтроллера 1 результаты измерений в памяти для их последующего анализа, а также может передавать по инфокоммуникационным сетям в любую географическую точку земли, в которой второй компьютер настроен на прием данной информации. Компьютер 2 позволяет оперативно записывать в программную память микроконтроллера 1 новые модифицированные программы. В качестве компьютера может быть использован микрокомпьютер типа Raspberry Pi. The computer 2 can store the measurement results received from the microcontroller 1 in memory for their subsequent analysis, and can also transmit via infocommunication networks to any geographical point on the earth where the second computer is configured to receive this information. Computer 2 allows you to quickly write to the program memory of the microcontroller 1 new modified programs. A microcomputer such as Raspberry Pi can be used as a computer.

Иногда требуется проводить измерения на нескольких частотах, особенно при измерении диэлектрической проницаемости материала расположенного между обкладками емкостного датчика 6, например, при измерении влажности семян сельскохозяйственных культур. Известно, что диэлектрическая проницаемость этих материалов зависит от частоты электрического поля между обкладками конденсатора. Sometimes it is required to carry out measurements at several frequencies, especially when measuring the dielectric constant of the material located between the plates of the capacitive sensor 6, for example, when measuring the moisture content of crop seeds. It is known that the dielectric constant of these materials depends on the frequency of the electric field between the capacitor plates.

Преимущества изобретения по сравнению с прототипом — повышена точность и скорость измерения устройства, благодаря введению новых связей, что позволяет реализовать алгоритм параллельного преобразования для измерительной и опорной RC-цепей, а следовательно позволяет получить более высокую точность и скорость измерения. The advantages of the invention in comparison with the prototype - increased accuracy and speed of measurement of the device, due to the introduction of new connections, which allows you to implement a parallel conversion algorithm for the measuring and reference RC circuits, and therefore allows you to get a higher accuracy and speed of measurement.

Claims

A device for measuring capacitance for embedded control systems, containing a microcontroller, a computer, an RC filter, a capacitive sensor, a reference capacitor, the first and second resistors, and the capacitive sensor and the reference capacitor are connected to a common wire by the first plates, the output of a single-channel pulse-width modulator (PWM) , built into the microcontroller, is connected to the input of the RC filter, the output of which is connected to the first input of the first analog comparator (AC) built into the microcontroller, the first outputs of the first and second resistors are connected, respectively, to the second plates of the capacitive sensor and the exemplary capacitor, the second outputs the first and second resistors are connected, respectively, to the outputs of the first and second PWM built into the microcontroller, the computer is connected via a digital serial interface to the microcontroller, characterized in that the output of the RC filter is connected to the first input of the second AC built into the microcontroller, the sensor and exemplary capacitor are connected to the second inputs, respectively, of the first and second AC, built into the microcontroller.