Устройство для измерения диэлектрических свойств плодоовощной продукции при прогнозировании ее лежкоспособности

(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ пи ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭВОЙСТВ ПЛОДООВОШЦИИ ПРИ ПРОГНОЕ Л ЕЖКОСПОСОБи картофеля, изобретения; ипу прямого комплексноое напряжем емкостной держит форйапряжения,орого образо- другое - этадостоет изОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Киевский технологический институтщевой промышленности(54) УСТРОЙСТВОЛЕКТРИЧЕСКИХ СНОЙ ПРОДУКЗИРОВАНИИ ЕНОСТИ(57) Использование: в хранениовощей и плодов, сущностьустройство работает по принцпреобразования измеряемогого сопротивления в комплекснние с последующим выделениесоставляющей. Устройство сомирователь синусоидальногоВС-полумост, одно иэ плеч котвано измеряемой емкостью, а Изобретение относится к хранению картофеля, овощей и плодов.Цель изобретения - повышение верности результатов измерения за сч менения конструкции устройства.Устройство для измерения диэлектрических свойств плодоовощной продукции при прогнозировании ее лежкоспособности включает формирователь синусоидального напряжения, ВС-полумост, одно из плеч которого образовано измеряемой емкостью, а другое- эталонным сопротивлением, усилитель, фаэоврвщатель и последовательно со.,Ж, 1824579 А 1 лонным сопротивлением, усилитель, фаэов. ращатель, 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 фазочуествительиым 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 ииочником опорного напряжения, а выход АД подключен к входу АЦП, а также устройство снабжено формирователсм 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 - с 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 последовательносоединенные амплитудный де 1 ектор и усилигель сиГнала рассолэсОВэния, при этом последнии связан с источником опорного чаряже.н, а выход алитудно О детектора подключен к выходу аплитудно-цифрово- ГО преобразователя, а также устройство снабжено формирователем н;(рюкенля п румо уянп 1 (дрИ(:.(, ус Гановл ныл между фэзовр- ц.Те;л; зочувсВи-ельным детек 1 орок.,ОГ)водаГЕГИЕ ПР(,Э ВЕМьХ (риэ 1 аКОВ в соО Га ии с ранее эГ(хными ГОзво(Яет получигь новый ол, иель: ый эффект, заключающий в повь(шении достоверности результатов Г(змеренин диэлектрических гвойсГВ иодоовогцной продукции при прогнозировании ее лежкоспособносГи,На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.срормирователь сиусоидального на 10 15 20 пряжонин (1) соединен с понижающим разделительным трансформа 1 ором (2).а(груженным на последовательно соединенные эталонное сопротивление(2) и измеряемую емкость (4), общая точка которыхсоединена с шинои "Земля",Выход РТ(2) со стороны С,(4) подсоединен с инвертиру Одему входу масштабногоус 1 ли 1 еля (5), а выход последнего соединенка с фазовращагелем (6) так и с амплитудныдетектором (7), Детектор (7) соединен самгш(лудно-цифровым преобразова 1 елем (8)и с одним из входов усилителя сигнала рассогласования (9). другой вход которого подсоединен к стабилизированному истоникуЗсопорного наГ 1 рнженин (10), а выход УСР (9)соединен с ФС 11(1),Выход фазовращателя (б) соединен сформирователем напряжения прямоугольной формы (11), а тот - с управляющим входом фазолунствительного детектора (12),сигнальный вход которого соединен с выхоДом РТ (2) со с 1 сроны Г 12).ФЧД (12) соединен с фильтром низкихчастот (13), а тот - с сигнальным входом АЦП 45(8),Генератор тактовых импульсов (14), являющийся составной частью АЦП (8), соединен со входом формирователя (13).Устройство работает следующим образом,ГТИ (14), входящий в состав АЦП (8), выполненного в виде большой интегральной микросхемы, генерирует импульгы частотой90-100 кГц по форме близкие к прямоугольным, Эти импульсы не только обеспечиваютнормальное функционирование непосредственно АЦП (8), но и служат доля раскачкиформирователя синусоидяльного напряжения (1), обслуживающего изГлерительный РС-полумост (3,4), Ьлагодзрн повышенной рабочей частоте(190 к 1 ц) формирователя (1) удаетсн 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 (С2 ис 1 Я, = 50 ом), соответствуют значениям т 9 д3. Дальнейшее увеличение частоты (выше 110 кГц) хотя, в ринципе, и позволяет ул(уцИть качественные показатели усг 1(ойства, однако, сопряжено с существенным усложнением его конструкции (переход ча более скоростную элементную базу, введение развязок для подавления самовозб;(жденин на вьОоких чя.Готах и т,(,), что Вряд ли ОправдаО,Наряжение с выхода ФСН (1) на последоватегено соединенные эталонное сопротивление со (3) и измеряемую емкость С (4) (в качестве Сх выступае 1 датчик, заполненныи овощноГ мякотью ) подается через понижаощий раздели 1 сльный трансформатор (2), Общая точка между М и С соединена с шиной "Земля",Нарнжение И действующее на С (4). одается на вход масштабного усилителя (5), с выхода ко 1 ОГОго поступает на амплиУдный дегектор (7) и после детектирования и с лажиоанин в этом кяскаде сравнивается на входе усилтеля си н ла рассогласования (9) го стабилизир(ванным по тоянным напряжением Иоп От источника опорного апряжения(10), Стим выходным сигналом "СР (9) еоздейст.цет на Формирователь (1) яким образом, чтонапряжение на электродах датчика (на С (4 при изменении в инлроких пределах электрических параметров(емкос.и и проводимости) исследуемого образца поддерживалось на неизменном уровне И = Ио(/К, К(где Ку - коэффициент усиления усилителя (5), а Кд - коэффициент передачи детектора 7, Иными словами, элементы устроист на МУ (5) - АД (7) - УСР (9) и ИОН (10) образуют цепь обратной связи, .т билизирующую амплитуду напряжения, действующего на измеряемой емкости (4) яа электродах датчика).Одновременно с этим сигнал с выхода МУ (5) подается на фазовращатель (6), осуществляющий поворот фазы на угол 90 О. 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 сопротивления1824579 Составитель В.ЛукашенкоТех ред М. Моргентал Корректор С,Лисина Редактор Заказ 2223 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, 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 90 О, 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 Яо (3) пропорциональную измеряе 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 няются ошибки измерения, связанные с температурным дрейфом выходного напряжения ИОН (10).Введение обратной связи, стабилизирующей амплитуду напряжения на иэмеряе мой емкости, позволяет устранить влияние нелинейности мякоти плодов (овощей) на результаты измерений. а выбор достаточно высокой рабочей частоты (1 - 100 кГц) в сочетании с методом фазового детектирова ния дает воэможность определить С для всех видов плодоовощной продукции, эакладываемой на длительное хранение.Формула изобретенияУстройство для измерения диэлектри ческих свойств плодоовощной продукции при прогнозировании ее лежкоспособности, включающее формирователь синусоидального напряжения РС-полумост, одно из плеч которого образовано измеряемой емкостью, а другое - эталонным сопротивлением, уо,литель, фаэовращатель и последовательнг соединенные фаэочувст,.1 итльный детектор, фильтр низких частот и амплитудно-цифровой преобразоцлтель 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, а выход амплитудного детектора подключен к входу амплитудно-цифрового преобразовагеля, а также устройство снабжено формирователем напряжения прямоугольной формы, установленным между фазовращателем и фаэочусстоигельным детектором.