【正文】 與磁場方向不一致時，載流導(dǎo)體上垂直于電流和磁場方向上將產(chǎn)生電動勢 HE ，這一效應(yīng)稱為霍爾效應(yīng)。 4 傳感器在水稻收割機上的應(yīng)用 測量水稻收割機前進(jìn)速度可選 擇 傳感器的種類 霍爾傳感器概述 霍爾傳感器 [3,4,6]是一種以霍爾效應(yīng)為工作基礎(chǔ)的磁傳感器，它可以檢測磁場及其變化。 下面列舉傳感器在水稻收割機上的一些應(yīng)用。 為了更好的分析傳感器的動態(tài)特性，我們可以用以下微分方程 [6]進(jìn)行描述： xbdtdxbdtxdbdtxdbyadtdyadtydadtyda011m1m1mmmm011n1n1nnnn????????????????? (23) 其中， x 表示輸入量 ， y 表示輸出量 ， m10n10 b,b,b,a,a,a ?? 表示與傳感器結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)。其中有源傳感器能將非電量轉(zhuǎn)換成電能量，例如電動勢傳感器、壓電式傳感器、磁電式傳感器等；無源傳感器不能轉(zhuǎn)換能量，只是把被測非電量轉(zhuǎn)換成電參數(shù)的量，如電阻式傳感器、電容式傳感器等。 2 傳感器概述 傳感器的組成 參考文獻(xiàn) 3 傳感器 [3]是一種能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置 ，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件 以及相應(yīng)的電子線路組成 。同時廣泛采用了自動控制系統(tǒng)、零部件快速拆裝機構(gòu)、輕質(zhì)材料、電動式喂入深度調(diào)節(jié)機構(gòu)、整機潤滑系統(tǒng)等。半喂入式聯(lián)合收割機具有機器結(jié)構(gòu)小巧、適應(yīng)性強、工作可靠性高、效率高、脫粒損失小等特點，是各國大力發(fā)展的機型。新的機型不斷被研制成功，如“湖州 10012”和“龍江 120” [1]等機型。這一階段，我國的水稻收獲機械設(shè)計工作已全面啟動，水稻收獲機械的發(fā)展開始繁榮起來。實現(xiàn)對水稻的機械化生產(chǎn)是提高糧食產(chǎn)量的重要保障。緒論 23 傳感器在水稻收割機上的應(yīng)用及發(fā)展 摘 要 隨著傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，傳感器目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，提高了農(nóng)業(yè)機械化程度并為保障糧食安全起到重要作用。隨著近年來糧食產(chǎn)量的大幅增長，農(nóng)村年輕勞動力的嚴(yán)重外流，因此， 要求機械化的程度越來越高。另外，廣東省農(nóng)機所還開發(fā)了金屬覆帶行走裝置以解決收割機在水田中的行走問題。 20xx 年以后， 水稻聯(lián)合收割機進(jìn)入了更深層次的提高階段。 國外水稻收割機的現(xiàn)狀 日本是世界上半喂入式水稻聯(lián)合收割機技術(shù)最先進(jìn)的國家。以人體工程學(xué)原理為基礎(chǔ)，充分考慮了老年人、婦女操作的輕便性、安全性和舒適性。為日后工程技術(shù)人員提供一定的參考。 因此，對傳感器的分類可謂是仁者見仁，智者見智，目前國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的分類方法，但通常 采用以下方法對其進(jìn)行分類 [3,6,17]：（ 1）根據(jù)被測物理量劃分，例如，溫度傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、氣敏傳感器等；（ 2）是根據(jù)傳感器的工作原理劃分，例如，應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器、磁敏傳感器等；（ 3）根據(jù)輸出信號的性質(zhì)可分為模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器；（ 4）根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理分為有源傳感 器和無源傳感器。用傳感器測試動態(tài)量時，我們希望它的輸入信號和輸出信號具有相同的時間函數(shù)，但實際上 除了具有理想比例特性的環(huán)節(jié)外， 由于傳感器的慣性和滯后，當(dāng)被測量隨時間變化時，傳感器的輸出一般來不及達(dá)到平衡狀態(tài)， 而是 處于過渡過程中 ，這樣輸出信號將不會和輸入信號一致 。 為了提高水稻收割機的服務(wù)質(zhì)量以及自動化程度，目前 一般的 收割機上都運用了10 到 20 只傳感器 [18]。 以上介紹的各傳感器的具體作用及特點將在下文詳細(xì)闡述。 霍爾傳感器的工作原理 (1)霍爾效應(yīng) 霍爾效應(yīng) [17]是美國物理學(xué)家霍爾 1879 年在金屬材料中發(fā)現(xiàn)的一種物理效應(yīng)。 239。 在水稻收割機所處的 泥水 工作環(huán)境中， 低成本的 霍爾測速傳感器 一般 能 夠 滿足要求。 ? 光的頻率（ 1s? ） 由上式可以看出，光的波長越短，即頻率越高，其光子的能量也越大 。 (3)光電轉(zhuǎn)速傳感器測速原理 在待測轉(zhuǎn)速的軸上固定一個涂上黑白相間的條紋圓盤，由于它們具有不同的反射率，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn) 動時，反光與不反光交替出現(xiàn)，光電敏感器件間斷地接受光的反射信號，再經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路處理，將反射光脈沖轉(zhuǎn)換成電脈沖信號。 (1)光纖傳感器的工作 原理 光纖傳感器 [5,6,14]實際上就是利用光在光導(dǎo)纖維中傳播引起光的特性發(fā)生變化而研制出的一種傳感器。這種傳感器的工作不需要外加電源， 而是直接吸取被測物體的機械能并轉(zhuǎn)換成電信號輸出，它是一種典型的發(fā)電型傳感器。經(jīng)過再次轉(zhuǎn)換可以用于非電量的測量，比如測量微位移、流量、壓力、轉(zhuǎn)速、加速度等。可以進(jìn)行連續(xù)分布測量，便于復(fù)用和聯(lián)網(wǎng)，有 利于與現(xiàn)有的光通信技術(shù)組成遙測網(wǎng)和光纖傳感網(wǎng)絡(luò) [14]。電動式傳感器廣泛應(yīng)用于航空、 兵器工業(yè) 和民用工業(yè)。 紅外傳感器 紅外技術(shù) [5]已經(jīng)發(fā)展成為一種新興的技術(shù)，目前被廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè) 、 醫(yī)學(xué)方面、軍事、航天等領(lǐng)域。 大氣是紅外輻射的主要傳播介質(zhì)，當(dāng)紅外線 在大氣中傳播時，大氣層對不同波長的紅外線存在不同的吸收帶。 超聲技術(shù)是一門以物理、電子、機械以及材料學(xué)為基礎(chǔ)的通用技術(shù)。如果從發(fā)射超聲脈沖開始到接收換能器接收到反射波為止的時間間隔已知，就可以求出分界面的位置，利用這種方法對物位進(jìn)行測量。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號。對于測距來說，超聲波傳感器具有頻率 高、波長短、定向性好、振幅小、加速度大、能量集中等顯著特點。 參考文獻(xiàn) 13 測量谷物流量可選用傳感器 面對我國龐大的人口，耕地資源的不斷減少，糧食安全問題已經(jīng)不能小覷，提高糧食產(chǎn)量對保障糧食安全具有重要戰(zhàn)略意義。當(dāng)原子核 發(fā)生α、β衰變時，往往衰變到核的激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的原子核是不穩(wěn)定的，他會向低激發(fā)態(tài)或者基態(tài)躍遷，同傳感器在水稻收割機上的應(yīng)用及發(fā)展 時釋放出γ光子，產(chǎn)生γ射線。 刮板輪式容積流量傳感器 上文所介紹的用于測量谷物流量的傳感器都是通過谷物對彈性元件的沖擊而引起的形變、對射線的吸收和反射以及升運器上谷物的高度等參數(shù)來間接測量出谷物的體積或重量。但是，它的測量結(jié)果會因升運器的轉(zhuǎn)速、谷物含水率受到影響。 濕敏傳感器是能夠感受外界濕度變化，并通過濕敏器件的物理或化學(xué)性質(zhì)變化 ,將濕度轉(zhuǎn)換成有用信號的器件。它是利用附著在金屬氧化物陶瓷毛細(xì)孔的水分變化而使電阻值變化來工作的。目前，微波傳感器在微波通信、衛(wèi)星發(fā)送、 雷達(dá)、遙感等方面得到了應(yīng)用。39。? 與電場的頻率、材料的性質(zhì)有關(guān)。 氧化鋁濕度傳感器的響應(yīng)速度快、抗結(jié)露點及抗污染能力強、無需加熱清洗，在長期使用過程中性能穩(wěn)定可靠，能夠在全范圍感濕測出超微量水分。 應(yīng)變型轉(zhuǎn)矩傳感器 應(yīng)變型扭矩傳感器把電阻應(yīng)變片粘貼在電機轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)彈性元件受到力的作用產(chǎn)生變形時，電阻應(yīng)變片會隨之產(chǎn)生變形，從而會引起電阻值變化。以下介紹幾種利用壓磁效應(yīng)制成的用于測量轉(zhuǎn)矩的傳感器。傳感器鐵芯與被磁鐵磁金屬共同組成一個磁路。 各 扭矩 傳感器的 優(yōu)缺點比較 (1) 應(yīng)變型扭矩傳感器的測量范圍廣、精度高、使用壽命長、性能穩(wěn)定可靠、輸出特性的線性好；結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕；響應(yīng)頻率高，適合測量動態(tài)過程；環(huán)境適應(yīng)力強，可以在高溫、高壓、振動、核輻射及化學(xué)腐蝕很嚴(yán)重的環(huán)境下工作。 (2) 向微型化發(fā)展 各種控制儀器設(shè)備的功能越來越強，要求各個部件體積越小越好，因而傳感器本身體積也是越小越好，這就要求發(fā)展新的材料及加工 技術(shù)，目前利用硅材料制作的傳感器體積已經(jīng)很小，它的可靠性和互換性都較好。 參考文獻(xiàn)[1] 王飚，等 . 我國水稻收割機的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向 . 農(nóng)機化研究， 20xx （ 10 ） ： 226227.[2] 王玉霞 ， 秦洪彬 ． 水稻收獲機械化的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ［ J]. 中國新技術(shù)新品 ,20xx(18):231 ．[3] 黃繼昌，等 . 傳感器的原理及應(yīng)用實例 . 北京：人民郵電出版社， 1998.[4] 單成祥 . 傳感器的理論與設(shè)計基礎(chǔ)及其應(yīng)用 . 北京：國防工業(yè)出版社， 1999.[5] 張培仁 . 傳感器原理、檢測及其應(yīng)用 . 北京：清華大學(xué)出版社， 20xx.[6] 郁有文 , 等 . 傳感器原理及過程應(yīng)用 . 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 20xx.[7] 張維勝 . 傾角傳感器原理和發(fā)展 . 技術(shù)與應(yīng)用 [A] ， 20xx （ 4 ） ： 18.[8] 王俊 . 霍爾傳感器及其性能優(yōu)化 . 電子產(chǎn)品及可靠性試驗， 20xx （ 2 ） ： 1013.[9] 陳特放 . 霍爾傳感器在機車測速中的應(yīng)用 . 電氣時代， 20xx （ 4 ） ： 114115.[10] 陳照章，朱湘臨 . 光電測速傳感器及其信號調(diào)理電路 . 傳感器技術(shù)， 20xx （ 8 ） ： 5455.[11] 顏曉河，等 . 光電傳感器的發(fā)展及其應(yīng)用 . 新技術(shù)應(yīng)用， 20xx （ 1 ） ： 5960.[12] 尋艷芳 . 光電傳感器的原理及應(yīng)用 . 動力與電氣工程， 20xx （ 1 ） ： 117.[13] 鄧建云 . 光電傳感器在自動控制中的應(yīng)用 . 電子世界， 20xx （ 5 ） ： 159160.[14] 張森，等 . 光纖傳感器的研究及應(yīng)用 . 光通信研究， 20xx （ 3 ） ： 6264.[15] 何慧靈，等 . 光纖傳感器現(xiàn)狀 . 激光與光電子學(xué)進(jìn)展， 20xx （ 3 ） ： 3840.[16] 閆鑫 . 光纖傳感器與激光測距的物位傳感器設(shè)計 . 應(yīng)用天地， 20xx （ 2 ） ： 6162.[17] 孫寶元，楊寶清 . 傳感器及其應(yīng)用手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， 20xx.[18] 殷長城，等 . 數(shù)字傳感器技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的的應(yīng)用進(jìn)展 .20xx (11) ： 66.[19] 廖麗媛 . 基于應(yīng)變式扭矩傳感器的測量 . 中國上海：東華大學(xué)碩士學(xué)位論文， 20xx.[20] 陳巡洲 . 沖量式谷物流量傳感器研究 . 中國上海：上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文， 20xx.[21]James Farooq of Energy Harvesting Systems forWireless Sensor and ,pp,337340,20xx.[22] 郭琳 . 谷物流量傳感器的設(shè)計與研究 . 陜西楊凌 ： 西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 ， 20xx.[23] 朱亞東 . 谷物濕度傳感器的研究與設(shè)計 . 陜西楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，20xx[24] 邢麗娟，楊仕忠 . 谷物水分的測量方法 . 糧油加工， 20xx （ 06 ） ： 102103.[25] 李偉 . 聯(lián)合收獲機產(chǎn)量分布信息獲取技術(shù)研究 . 中國北京 ： 中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院碩士學(xué)位論文， 20xx.[26] 周俊，等 . 平行梁沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器田間實驗 . 農(nóng)業(yè)機械報 ,20xx(6):102104.[27] 介 戰(zhàn) ， 等 . 中 國 精 準(zhǔn) 農(nóng) 業(yè) 聯(lián) 合 收 割 機 研 究 現(xiàn) 狀 與 前 景 展 望 . 農(nóng) 業(yè) 工 程 學(xué)報 ,20xx(2):179181.[28] 聶小燕 . 一種全光纖速度傳感器的研究 . 中國成都：電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文， 20xx.[29] 倪新宇 . 磁敏測速傳感器簡介 . 技術(shù)與應(yīng)用 ,20xx(7):43.