的基本原理是致的，均采用电容法检测食用油质量。但是由于方案使用了大量的模拟电路，因此其硬件电路较为复杂，实现难度较大，而且大量分立元件的使用必然使系统的寄生电容增大，因此方案很难设计出比较实用的高精度检测装置。而方案二使用了电容检测芯片，大大简化了硬件电路，从而减小了寄生电容对系统的影响加强了系统的抗干扰能力。在这点上，方案二克服了方案的不足，但会增加系统的编程难度，使整个设计的软件成本增加。权衡利弊，本设计采用方案二。介电常数法的原理油脂的主要成份是各种高级脂肪酸的甘油脂，在高温情况下，油分子会发生氧化反应聚合反应，生成分子质量及极化特性各不相同的复杂成份。其中有部分是极性的，另部分是非极性的。介质的极化成分的质量分数直接影响其介电常数的大小。当平行板电容器极板间被种电介质充满时，在电场存在的情况下，极化分子的偶极矩沿电场方向排列，产生了个附加电场，与原来的电场方向相反，使原电场削弱，见图。这时电容增大倍，就是该介质的相对介电常数。介质中的极化成分越多，相对介电常数就越大。电容传感器显示功能键电容数字转换器微控制器未使用过的新鲜油脂都是弱极性的，经过长时间反复加热，其极化成分会逐渐增加，介电常数随之增大。目前，国际上常用极化成分的质量分数作为鉴定油在加热作用过程中质量恶化的量度。因此，介质的极化成分的质量分数直接影响其介电常数的大小，应用介电常数的变化，可以确定食用图电容器中的极化分子油极化成分含量的变化，从而进步确定被测食用油的质量情况。真空的相对介电常数为，空气为，在这里，近似地把介质相对于空气的介电常数作为相对介电常数的值，其它介质的介电常数与空气的介电常数之比为这种介质的相对介电常数。如果个电容器在空气中的电容是，把它浸入未使用过的新鲜的油中，其电容为，那么新鲜油的介电常数为，然后再浸入待测的油样中，测得的电容为，则此油样的介电常数为。为此油样使用后介电常数的变化，这个变化与油样中极化分子含量的变化成，不能大于若到达字串尾则退出坐标应小于显示单个字符食用油电学参数的试验检测装置设计绪论本课题的背景年月日晚，焦点访谈播出揭秘泔水油节目，节目揭露了工厂在利益的驱使下生产并销售泔水油地沟油的种的情况。我国早就出台了相关的规定，禁止将这种废弃油脂加工成食用油，而近年来地沟油加工成食用油的现象频频被媒体曝光。相关部门对此也加大了打击的力度，但是由于有利可图，且地沟油的检测这个技术难题直无法解决，地沟油始终是屡禁不止。地沟油很多指标都严重不符合国家规定的食用油卫生标准，危害极大，其直接排入水源会造成水质污染，而旦被人体食用后，则可能会引起食物中毒。地沟油的酸败指标远远超出国家规定，长期摄入，人们将出现体重减轻和发育障碍，易患腹泻和肠炎，并有肝心和肾肿大以及脂肪肝等病变。此外，地沟油受污染产生的黄曲霉毒性不仅易使人发生肝癌，在其他部位也可以发生肿瘤，如胃腺癌肾癌直肠癌及乳癌卵巢小肠等部位癌变。年，国家出台的食品生产经营单位废弃食用油脂管理的规定明确要求，不得将废弃油脂加工以后再作为食用油脂使用或者销售。不仅地沟油会对人们的身体带来危害，在方便面加工及油炸食品中反复炸制食品的食用油通常也不利于人们的健康。食用油在高温下长时间的加热，会使油分子发生系列的化学反应，生成对人体健康有害的物质。近几年很多文章都报道了高温加热过的油脂所生成的物质，如氧化类脂化合物二聚体等，是与动脉粥样硬化肝损伤肿瘤癌症等疾病有关的物质。因此，西方发达国家已经注意到这问题，定期更换炸油，同时研究各种简便的检测方法。为了防止油脂因高温及长时间加热对人体健康造成危害，在烹调中应避免油温过高，减少反复使用次数，及时更换旧油。同时，应该有个简便的方法或者装置及时检测食用油的质量。食用油质量检测方法目前，国内外已经有多种传统方法可以检测出食用油的质量，如感观评价法物理化学评价法柱层析法化学感官系统法核磁共振光谱法以及红外检究的内容近年来，随着人民生活水平的不断提高，人们对食用油的品质要求也越来越高。但是由于地沟油以及反复炸制食品的食用油，单从外观上很难与正常食用油区分，使众多不知情的消费者深受其害。如何查禁此类不利于消费者健康的劣质油人们不仅希望有关部门联手，通力合作严抓狠打，而且需要研发出种能够迅速准确的检测出劣质油的装置，从而让这种危害群众健康安全的食用油远离消费者。本设计拟采用微控制器设计个实验型食用油脂电学参数的试验检测装置，可用于检测食用油脂的电参数变化特性。设计的主要内容包括设计硬件电路并绘制原理图。设计印刷板电路图。软件设计与调试，并画出各个模块的程序流程图。人机界面的设计。方案论证设计方案的选择在质量差的食用油中，其极性化合物含量比正常食用油要多，而极性化合物含量直接影响其介电常数的大小。质量越差的食用油，其介电常数就越大，而介电常数可以由平行板电容器的电容值求出。因此，只要测量出食用油的介电常数，就能间接得出其极化成分的含量，从而对食用油的质量进行判断。本设计有两个方案可供选择方案该方案的硬件电路由信号发生器电容传感器放大电路整流滤波线性化电路温度补偿及微控制器系统等单元构成，微控制器系统又由转换微控制器显示和功能键组成。信号发生器产生的标准信号经电容传感器周围的油脂衰减，变成与被测油脂质量成正比的电流检测信号。检测信号经放大后，整流滤波成为直流信号。由于食用油质量与阻抗的非线性关系，该装置采用了线性化电路对检测信号进行线性化处理，再将线性化信号送至微控制器系统。方案的原理框图如图所示。图方案的原理框图方案二电容传感器放大电路线性化电路温度补偿转换显示功能键信号发生器微控制器整流滤波与方案相比，方案二采用公司的电容数字转换器取代了方案中的信号发生器放大电路整流滤波线性化电路温度补偿等电路。电容式传感器采用个合适大小的平行板电容器，测量时使其能够完全浸入到食用油样品中，并利用芯片对平行板电容器的电容进行测量。该方案采用系列微控制器中的作为主控制器。个好的人机界面是产品迅速占领市场的必要条件，因此，该方案使用作为显示器，将由微控制器系统处理后的信息送往测法。这几种常用的食用油质量检测方法的优缺点见表。表常用食用油质量检测方法的优缺点优缺点检测方法优点缺点感观评价法简单直接，不需要任何仪器和试剂需要操作人员有丰富的经验，且不能对煎炸油劣变程度做出个定量的评价物理化学评价法广泛应用于油脂分析，可以评定煎炸油质量需要耗费大量的时间，很难实现在线检测柱层析法得到致的公认，可靠性高检测比较费时化学感观系统法经济快速，仪器成本低科技含量高，实现难度较大核磁共振光谱法快速，非破坏性，且不使用任何化学试剂价格较昂贵，而且需要采用推荐的标准物进行校正红外检测法快速，可靠，精确价格比较昂贵传统的检测食用油劣变的方法既费时又费力，并且大量化学试剂的使用会对自然环境产生潜在的危害。目前，个快速检测方法之是测量油脂煎炸过程中介电性质的变化。用测量介电常数的方法确定油中极化成分含量，从而得知油在使用过程中的变质程度是种简单方便且又可靠的方法。比化学方法省时省力，费用低廉，可以在现场使用，以便及时了解油的质量状况。电容测量方法传统地，检测电容传感器的电容变化的困难在于实现高性能低成本的电容输入的信号处理前端。表列出了三种传统电容测量方法的原理及其特点。表传统电容测量方法的原理及其特点原理及特点测量方法原理特点直接法首先按照规定的时间用特定的电流源对待测电容器充电，然后测量该电容器两端的电压。这种方法需要小电流高精密电流源和高输入阻抗才能测量出电压。利用振荡器用待测的电容器构成个振荡器，然后测量时间常数频率或周期。这种方法很简单，但是通常不能达到高精度。测量交流阻抗用个正弦波信号源激励该电容器，然后测量该电容器的电流和电压。并使用四线制连接到该电容器。这种电路非常复杂而且需要的元器件数量多。电容法就是利用电容传感器将被测物体的电容通过合适的信号调理电路进行测量。常用的测量电路有运算放大器式电路调频式电路充放电式电路等。以上三种电容测量方法中，为了提高测量精度和灵敏度，般会相应增加调理电路的复杂程度，从而就增加了寄生电容对系统的影响。所以，在分立元件较多的情况下，很难设计出比较实用的高精度电容测量电路。本设计利用先进的集成电路芯片，配以相应简单的外围电路，设计出寄生电容小抗干扰能力强的高精度电容式传感器测量电路。本课题研陈汉良，陈卫民电容传感器信号调理的新方法自动化仪表王莉田，张玉艳，王玉田用于电容式传感器的差动线性电路传感器技术李光弟，朱月秀，王秀山微控制器基础北京北京航天航空大学出版社，李荣正微控制器原理与应用第版北京北京航空航天大学出版社，严隽永嵌入式微控制器北京机械工业出版社，赵佩华微控制器接口技术及应用北京机械工业出版社，薛宗祥，鹿树理，朱惠英位微控制器原理与应用北京北京航空航天大学出版社林凌，鹿麟，李刚基于的高精度工作平台电子自动安平系统电子测量技术，康华光电子技术基础模拟部分第五版高等教育出版社谭浩强程序设计第三版北京清华大学出版社，附录食用油检测装置的原理图原理图原理图附录拉高使能信号，建立操作所需要的上升沿写指令函数该字节数据为命令，而不是数据此次操作为写，而不是读拉低使能信号保持使能信号为低段时间拉高使能信号，建立操作所需的上升沿按指定位置显示个字符函数函数原型函数功能按指定位置显示个字符输入参数坐标坐标要显示的字符输出参数无限制不能大于，不能大于例如当时，通过运算使当要显示第二行时地址码加算出指令码发送地址码按指定位置显示字符串函数函数原型函数功能按指定位置显示个字符串输入参数坐标坐标要显示字符串的首地址输出参数无限制不能大于食用油检测装置的图检测模块