Измеритель разности биоэлектрических потенциалов растений

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и экспериментальной биологии и может быть использовано, например, для электрофизиологических исследований сельскохозяйственных растений. Цель изобретения - повышение точности измерения. Измеритель позволяет определить значение разности биоэлектрических потенциалов растений и получить точные данные не только о мгновенных напряжениях и их полярности, но и о динамике их изменения в ходе вегетации при изменении сопротивления объекта. Это свойство измерителя обеспечивается схемой компенсации 4 входного тока, дающей коррекцию ошибки. Результаты изменения фиксируются с помощью анализирующего блока. Измеритель биоэлектрических потенциалов имеет высокую температурную стабильность и защиту от воздействия электромагнитного поля. Перед каждой серией измерений прибор настраивается, с помощью имитатора 2 входного сигнала корректируется положение нуля, что позволяет снимать показания в поле поточно и экономить тем самым время исследования. Напряжение с объекта снимается с помощью измерительных электродов 1 и подается на вход высокоомного повторителя 3, стабильность входного сигнала которого поддерживается схемой компенсации 4, с подключенным к нему эквивалентом 5 входного повторителя. Напряжение с выхода повторителя 3 подается на активный фильтр измерительного усилителя 6, где сигнал фильтруется и усиливается до уровня, необходимого для работы регистрирующего прибора 7. Кроме того выходной сигнал усилителя 6 поступает на выходной разъем 11 для подключения измерительного прибора. Питание измерителя производится от источника питания 10 через широтно-импульсный преобразователь 9 напряжения и двухполярный стабилизатор 8 напряжения. Прибор можно использовать для измерения раневой разности биоэлектрических потенциалов не только растений, но и животных. 1 ил.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„ (5! )5 А 01 С 7/00

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4436498/31-1 5 (22) 07.06,88 (46) 07.07.90. Бюл, Р 25 (71) Горьковский сельскохозяйственный институт и Горьковский государственный университет им. Н. И. Лобачевского (72) M.Ñ.Ðóáöoâà и А.В.Опритов (53) 578, 087. 1 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1155193, кл. А О! С 7/ОО, 1983. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ РАЗНОСТИ БИОЭЛЕКТРИ—

ЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ РАСТЕНИЙ

„(57) Изобретение относится к сельско му хозяйству и экспериментальной биологии и может быть использовано, например для электрофизиологических ис, следований сельскохозяйственных растений . Цель изобретения — повышение точности измерения. Измеритель позво- ляет определить значение разности биоэлектрических потенциалов растений и получить точные данные не только о мгновенных напряжениях и их полярности, но и о динамике их изменения в ходе вегетации при изменении сопроти— вления объекта. Зто свойство измерителя обеспечивается схемой 4 компенсации входного тока, дающей коррекцию ошибки. Результаты изменения фиксируются с помощью анализирующего блока.

Измеритель биоэлектрических потенциалов имеет высокую температурную стабильность и защиту от воздействия электромагнитного поля. Перед каждой серией измерений прибор настраивается, с помощью имитатора 2 входного сиг-нала корректируется положение нуля, что поз воляе т снимать показ ания в поле rIaòî÷íî и экономить тем самым время исследования. Напряжение с объекта снимается с помощью измерительных электродов 1 и подается на вход высокоомного повторителя 3, стабильность входного сигнала которого подцерживается схемой 4 компенсации, с подключенным к нему эквивалентом 5 входного говторителя. Напряжение с выхода повторителя 3 подается на активный . фильтр измерительного усилителя 6, где сигнал фильтруется и усиливается до уровня, необходимого для работы регистрирующего прибора 7, Кроме того выходной сигнал усилителя 6 поступает на выходной разъем 11 для подключения измерительного прибора. Питание измерителя производится от источника 10 питания через широтно-импульсный преобразователь 9 напряже-. ния и двухполярный стабилизатор 8 напряжения. Прибор можно использовать для измерения раневой разности биоэлектрических потенциалов не только растений, но и животных. 1 ил.

1576П39

Изобретение относится к области сельского и лесного хозяйства и экспериментальной биологии и может быть применено в процессе проведения науч5 но-исследовательских работ для определения параметров жизнедеятельности объектов живой природы, Цель изобретения — повышение точности измерения. 1О

la чертеже представлена блок-схема измерителя биоэлектрических потенциалов растений.

Измеритель состоит из измерительных блоков l, отключаемого имитатора

2 высокоомного источника сигналя, высокоомного повторителя 3 входного напряжения, схемы 4 компенсации входного тока высокоомного повторителя 3, эквивалента 5 входного повторителя 3, 2О усилителя-фильтра и измерительного усилителя 6, регистрирующего прибора

7, двухполярного микромощного стабипизатора 8 напряжения, широтно-импульсного преобразователя 9 напряжения, источника 10 питания, выходного разъема ll для подключения измерительного прибора и двухпозиционного переключателя 12.

Для любого усилителя 6 постоянного 3Q тока., принимающего сивнал от высокоомного источника, такого как семя, одним из основных источников погрешности является входной ток усилителя, Входной ток, протекая через источник сигнала, вызывает на нем нежелательное падение напряжения„ которое зави— сит от величины электрического сопро— тивления объекта измерения и не может быть учтено, поскольку электрическое О сопротивление объекта может варьироваться в широких пределах. Поэтому важно подавить входной ток усилителя

6, отводя ток с помощью схемы 4 компенсации входного тока, так как входной ток может значительно изменяться в зависимости от температуры, в схему

4 компенсации входного тока поступает информация о величине входного тока в данный момент от эквивалента 5 вход=О ного повторителя 3, который находится в тех же температурных условиях, что и входной повторитель 3, В схему 4 компенсации входного тока поступает также выходной сигнал

55 повторителя 3 для создания необходимой обратной связи, Высокоомный повторитель 3 Входко го напряжения предназначен для соприжения высокоомного источника сигнала (измеряемого объекта) последующими блоками измерителя, которые не могут быть подключены к источнику сигнала непосрецственно. Напряжение на выходе повторителя 3 такое же, как и на его входе, однако выход обладает достаточной нагрузочной способностью.

Имитатор 2 входного сицнала содержит высокоомное сопротивление, предназначенное для проверки (достаточно ли подавлен входной ток). Имитатор обладает максимально допустимым для измеряемых объектов электрическим сопротивлением, но в отличие от этих объектов не несет разности биоэлектрических потенциалов.

Поэтому если входной ток достаточно подавлен, он не будет вызывать заявленного падения напряжения на ими— таторе 2 и напряжение на выходе измерителя окажется близким к »vs. В противном случае необходима калибровка устройства, Измерение области биоэлектрических потенциалов растений проводится сле— дующим образом.

Напряжение с объекта (колос, початок, стебель, лист растения, ткани человека и животных) снимается изме— рительными электродами 1. Отключяемый имитатор 2 высокоомного источника сHI -. нала включается для контроля зя точ— нос тью работы прибора, который вь!стявляется на "О" перед началом измерений.

Напряжение от измерительных электродов 1 подается ня вход высокоомного повторителя 3 выходного íaIIряжения, при этом. стабильность входного тока повторителя 3 входного напряжения поддерживается схемой 4 компенсации входного тока с подключенным к нему эквивалентом 5 входного повторителя

3,, Напряжение с выходя входного повторителя " подается ня активный фильтр измерительного ус илителя 6, где фильтруется и усиливается до уровня, необходимого для работы регистрирующего прибора 7, имеющего индикацию полярности. Сигнал с выходя активного фильтра измерительнс го усилителя 6 подается ня выходной разъем

11 для подключения измерительной аппаратуры. Выходное напряжение с высокоомного повторителя 3 входного напряжения подается тякже ня схему 4 компенсации входного тока.

1 5 7 6() 39

15 и др

Питание схемы производится от ис— точника 10 питания (аккумулятора), через высокоомный ииротно-.импульсный преобразователь 9 напряжения и двуполярный микромощный стабилизатор 8 напряжения, обеспечивающий на выходе напряжение + 15 Б. Измеритель разности биоэлектрических потенциалов малогабаритен (менее 2 кг), удобен для работы в полевых условиях для измерения разности биопотенциалов сельскохозяйственных растений для мгновенного точного измерения и получения точных сравнительных данных по разности биоэлектрических потенциалов

B разные фазы развития растений, поскольку прибор автоматически исправляет опиЛку при изменении сопротивления в ходе вегетации, а также получения точных данных по разности биоэлектрических потенциалов у различньK органов растений, имеющих неодинако— вое сопротивление.

1 роме исследован п., предусматривающих измерение мгновенных значений напряжений разности биоэлектрических потенциалов покоя и их регистрации, с помощью измерителя можно исследовать разность биоэлектрических потенциалов действия и Фиксировать эти. значения.

Следовательно, измеритель может быть использован в лаборатории при подключении к нему чувствительного гальванометра, самопищущего прибора для длительной записи разности биоэлектрических потенциалов и другой измерительной аппаратуры. Измеритель может быть подключен к системам автоматизированного сбора данных, Измеритель также может быть использован для исследования раневой разности биоэлектрических потенциалов у всех видов живых организмов.

Измеритель может быть использован для развития частной электрофизиологии сельскохозяйственных культур и быстрой диагностики хозяйственнополезных признаков в полевых и лабораторных условиях„ таких как продуктивность, холодо- и морозоустойчивость, жизнеспособность, контроль за электрической полярностью растений при дозированном воздействии электрическим током в целях стимуляции, контроля за функциональным состоянием растений при агрохимических мероприятиях и др.

Имея мощное средство зашиты от воздействия электромагнитного поля, те рмо компенсацию и с табилиз ацию питания, измеритель отличается больщой точностью н может бить использован также B космических полетах при измерении разности биоэлектрических потенциалов растений в космосе и их электрической полярности. Вместо аккумуляторов в качестве источника питания можно использовать солнечные батареи. При использовании прибора в полевых условиях вместо автономного питания измеритель можно подключить к бортовой сети автомобиля, катера бормулаизобретения .1змеритель разности биоэлектрических потенциалов растений, содержащий измерительные электроды. из мерительный усилитель, связанный с блоком питания, который включает источник питания и стабилизатор напряжения, двухпознционный переключатель и регистрирующий блок, отличающийся тем, что, с пелью повыщения точности измерения, он снабжен имитатором высокоомного источника сигнала, регистрирующий блок включает регистрирующий и измерительный приборы, а измеритель-. ный усилитель выполнен в виде высокоомного повтсрителя входного напряжения, у-силителя †фильт, эквивалента высокоомного повторителя, и схемы компенсации входного тока высокоомного повторителя, причем блок питания оснащен импульсным преобразователем напряжения, включенным между источником питания и стабилизатором напряжения, при этом имитатор высокоомного источника сигнала и измерительные электроды подключены к первому входу высокоомного повторителя входного напряжения и выходу схемы компенсации входного тока высокоомного пов- торителя, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам высокоомного повторителя входного напряжения и эквивалента входного повторителя, а третий вход объединен с входом последнего, вторым входом высокоомного повторителя входного напряжения, первым входом усилителяфильтра и соединен с выходом двухполярного стабилизатора напряжения, причем выход высокоомного повторите1S76039

Составитель Л. Пантелеева

Редактор А. Козориэ Техред M.Äèäüïñ Корректор С. Черни

Заказ 1804 Тираж 477 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101 ля входного напряжения связан также с вторым входом усилителя-Фильтра, выход которого подключен к регистрирующему и измерительному приборам.