便携式苹果新鲜度分析仪的制作方法

本实用新型是基于苹果内部介电参数与其本身的水分、糖分、酸度等理化指标之间的相关关系，在不损害苹果内外部品质的前提下对其相关介电参数进行测量，实现无损检测，并根据相关理论准确鉴别苹果的新鲜度。

背景技术：
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在近几年来，对于苹果内部品质的无损检测，主要是基于近红外光谱及成像的苹果品质无损检测方法和装置研究。由于苹果对光穿透性的限制，很难检测出苹果内部品质的变化情况。鉴于此，研究该装置是通过电信号，贯穿整个苹果对其内部品质进行检测，以取得更好的研究效果。

技术实现要素：
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本实用新型采用多频信号发生器、等效测量电路和人机交互模块，对苹果内部介电参数进行测量，实现无损检测，并根据相关理论准确鉴别苹果的新鲜度，使之能够达到期望的测量分析要求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：将多频信号发生器作为便携式苹果新鲜度分析仪等效测量电路所需要的激励源。通过扫频和定频功能，成功发出5个定频点，以及扫频范围在 100Hz～5MHz的正弦信号。等效测量电路模块采用矢量伏安法，对5个频点下的苹果介电常数值进行采集和测量，完成微弱信号放大功能、稳压功能、相敏检波等功能。人机交互模块先将测量后的信号通过选择电路进行信号选择，然后经过模数转换将选择的信号数字化后，将该信号通过蓝牙传输至PC 端，准确鉴别苹果的新鲜度。

本实用新型的有效成果是：能精确测量苹果内部品质的相关介电参数，准确鉴别苹果的新鲜度。

附图说明：

图1是总体架构图

图2是多频信号发生模块

图3是多频信号发生器的原理图

图4是等效测量模块

图5是微弱信号放大电路图

图6是稳压/稳幅电路图

图7是半波整流电路图

图8是人机交互模块

具体实施方式：

在图2中，多频信号发生器采用单片机STC89C52控制信号发生芯片AD9850产生一定频率下的正弦波信号，然后通过控衰电路和滤波电路控制正弦波的幅值准确输出该信号，作为便携式苹果新鲜度分析仪等效测量电路所需要的激励源。

在图3中，信号发生芯片采用DDS技术，主要由三部分组成。第一部分是DDS内核也是AD9850 的核心，包括微控制器、相位控制、频率控制、相位累加器、相位寄存器；第二部分是接口电路，用于接收单片机传输的数据；第三部分是模拟电路部分，主要是由转换器(DAC)、低通滤波器(LPF)正弦查询表和比较器构成。AD9850的核心和一个可编程DDS系统的核心是相位累加器，它由一个加法器和一个N位相位寄存器组成，N一般位于24～32。每来一个外部参考时钟，相位寄存器便以步长M递加。相位寄存器的输出与相位控制字相加后可输入到正弦查询表地址上。正弦查询表包含一个正弦波周期的数字幅度信息，每一个地址对应正弦波中0°～360°范围内的一个相位点。查询表把输入地址的相位信息映射成正弦波幅度信号，然后驱动数模转换器(DAC)以输出模拟量。

在图4中，在等效测量模块中，多频信号发生器产生的正弦波信号通过苹果的阻抗测量电路后，信号将会变得很微弱，因此先采用微弱信号放大电路将该信号放大，再让其经过稳压/稳幅电路和半波整流电路，完成测量工作。

在图5中，微弱信号放大电路采用集成运算放大电路对微弱信号进行放大，集成运算放大电路采用三级放大，为了满足高输入阻抗，高共模抑制比，低噪声的要求，第一级采用三运放仪表放大器，放大倍数为100倍，第二级和第三级均采用低噪声，非斩波稳零的双极性芯片OP07构成反相放大器，放大倍数分别是100倍和10倍，可得到电路总增益为100000倍。

在图6中，稳压/稳幅电路一般作为缓冲级和隔离级，可以保证电路的电压的前级、后级电路之间互不影响，减小电路上的损耗，提高原来电路的负载能力，减小误差。采用的芯片主要是LM358。

在图7中，半波整流电路采用LM358AN芯片实现，完成电路的整流和检波功能。半波整流电路相当于一个理想二极管，当二极管的正向电压和正向电阻与外接电路的等效电阻相比均可忽略时，这时二极管可以看作理想二极管。

在图8中，人机交互模块主要是通过按键部分控制单片机STC89C52和单片机STC90C516RD完成以上各功能模块的所有功能。其中单片机STC89C52完成正弦波信号的产生以及对被测信号进行选择；单片机STC90C516RD将模数转换后的信号通过蓝牙传输至PC端，最后完成苹果新鲜度的鉴别。