[发明专利]一种新型糖水浓度测量仪

权利要求书

1.一种新型糖水浓度测量仪，其特征在于：包括微处理器、电容传感器、传感器探头、电脑、显示单元和供电单元，所述传感器探头与所述电容传感器的检测通道相连，通过所述电容传感器感知置于玻璃容器内糖水的浓度变化而引起铜片上的寄生电容值变化量，经所述电容感测传感器处理后转为28位二进制数，通过IIC接口发送给所述微处理器进行处理，所述微处理器处理后的数据通过串口传输给电脑或者送往显示单元显示。

2.根据权利要求1所述的一种新型糖水浓度测量仪，其特征在于：所述微处理器采用STM32H743IIT6作为主控单元，进行数据的采集和处理。

3.根据权利要求1所述的一种新型糖水浓度测量仪，其特征在于：所述电容感测传感器型号采用FDC2214，所述电容感测传感器包括四个通道，分别是通道0、通道1和通道3，所述通道0检测当前空气环境，所述通道0检测当前液体环境，所述通道2检测糖水浓度。

4.根据权利要求3所述的一种新型糖水浓度测量仪，其特征在于：所述电容感测传感器的通道1检测可变电容c_x，所述可变电容c_x与电容c和电感l构成振荡电路。

5.根据权利要求1所述的一种新型糖水浓度测量仪，其特征在于：所述传感器探头采用薄铜片，所述传感器探头贴于所述玻璃容器的内壁上。

6.根据权利要求4所述的一种新型糖水浓度测量仪，其特征在于：所述振荡电路的振荡频率f_s为：

其中，公式(1)中，l为电感，取值为18uH，c为电容，c_x是可变电容，f_s为计算后得到的振荡频率，

所述电容感测传感器通过外接的40MHz有源晶振，计算所述电容感测传感器的通道1参考频率为：

其中，公式(2)中，f_r为参考频率，f_clk为电容感测传感器的输入频率，取值为40MHz，ch0_sel是分频系数，选取二分频，分频后的f_r的频率为20MHz；

得到f_r，通过公式(3)计算转换后的28位二进制数，

其中，公式(3)是将变化的频率转换为二进制数的计算公式，f_r经公式(2)计算后是20MHz，f_s为用公式(1)计算后的震荡频率，DATA₀是转换后对应的28位二进制数；

将公式(1)和f_r等于20MHz，代入公式(3)，可得到DATA₀和c_x的关系如公式(4)：

其中，在式(4)中，l取值为18uH，c_x是可变电容，对公式(4)进行变换，可得到c_x的计算公式(5)：

7.根据权利要求6所述的一种新型糖水浓度测量仪，其特征在于：所述电容c通过公式(6)得到：

式(6)中，ε₀是一个常数，取值为8.854pF/m。A表示一个电极的面积(单位：m²)，d表示板极之间的距离(单位:m)，ε_r是相对于空气的介电常数，c为计算后的电容值(单位：F)。

8.根据权利要求1所述的一种新型糖水浓度测量仪，其特征在于：所述供电单元采用3.3V供电，所述显示屏采用4.3寸TFT显示屏。