【正文】 喇叭天線之間的谷物對(duì)微波信號(hào)的衰減。由于谷物的介電特性取決于谷物的濕度和疏密度，所以當(dāng)測(cè)量微波衰減或用別的介電傳感器確定濕度時(shí)，疏密度的變化就會(huì)產(chǎn)生誤差，為了克服其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，研制出一種使用微波帶線狀傳感器代替喇叭天線的微波濕度傳感器，微波帶線狀傳感器安裝在谷物干燥器上，可提供連續(xù)的濕度記錄，并用低通濾波器來(lái)消除谷物疏密度引起的電信號(hào)變化。氯化鋰濕度傳感器的優(yōu)點(diǎn)是滯后小，不受測(cè)試環(huán)境風(fēng)速影響，檢測(cè)精度高達(dá)5%，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，響應(yīng)快，但是其尺寸較大，耐熱性差，不能用于露點(diǎn)以下的測(cè)量，器件性能重復(fù)性不理想，使用壽命短。半導(dǎo)體陶瓷濕度傳感器屬于阻抗式濕度傳感器，它具有很多優(yōu)點(diǎn)，如測(cè)溫范圍寬、工作溫度高、響應(yīng)時(shí)間短、精度高、工藝簡(jiǎn)單、成本低等。其中傳感器能夠連續(xù)穩(wěn)定地測(cè)量濕度，而無(wú)需加熱除污裝置，并且體積小，成本低，是一種常用的測(cè)濕傳感器。氧化鋁濕度傳感器的響應(yīng)速度快、抗結(jié)露點(diǎn)及抗污染能力強(qiáng)、無(wú)需加熱清洗，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中性能穩(wěn)定可靠，能夠在全范圍感濕測(cè)出超微量水分。微波濕度傳感器在運(yùn)行時(shí)帶有一個(gè)限流振動(dòng)器，使谷物的疏密度保持均勻，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)濕度的連續(xù)監(jiān)控，在濕度為10%~20%時(shí)，%。扭矩傳感器[19]是一種可以測(cè)扭矩、轉(zhuǎn)速以及功率的精密儀器。目前應(yīng)用十分廣泛，如測(cè)電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等輸出的扭矩和功率。扭矩是機(jī)械量中的一個(gè)重要參數(shù)，它是一個(gè)代數(shù)量，其絕對(duì)值等于力與力偶臂的乘積，它的符號(hào)規(guī)定如下：如果按右手螺旋法則把扭矩表示為矢量，當(dāng)矢量方向與所研究部分中截面的外發(fā)線的方向一致時(shí)，扭矩為正，反之為負(fù)。在運(yùn)轉(zhuǎn)中，軸之間的功率的傳遞是靠軸上的扭矩來(lái)完成的。扭矩傳感器一般串接在扭矩傳遞系統(tǒng)中并作為扭矩傳遞系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)測(cè)量所傳遞的扭矩。本文所選的扭矩傳感器主要用來(lái)和谷物流量傳感器配合測(cè)流量。應(yīng)變型扭矩傳感器把電阻應(yīng)變片粘貼在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)彈性元件受到力的作用產(chǎn)生變形時(shí)，電阻應(yīng)變片會(huì)隨之產(chǎn)生變形，從而會(huì)引起電阻值變化。可用下式表示， （48）上式中，表示材料的應(yīng)變系數(shù)；為應(yīng)變片的應(yīng)變值[6]。由上式可知，當(dāng)是定值時(shí)，只要測(cè)得，便可得到的值。轉(zhuǎn)軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，在橫截面邊緣處切應(yīng)力達(dá)到最大，此時(shí)轉(zhuǎn)矩和應(yīng)變的關(guān)系[19]可表示為: （49）其中，為軸所受的轉(zhuǎn)矩；是彈性模量；是轉(zhuǎn)軸半徑。在沿軸與梁軸線成的方向粘貼4個(gè)電阻應(yīng)變片組成全橋電路，然后輸出與轉(zhuǎn)矩成正比的電壓信號(hào)。磁致伸縮[17]材料在外力作用下，使其內(nèi)部發(fā)生形變，產(chǎn)生應(yīng)力，使各磁疇之間的界限發(fā)生移動(dòng)，磁疇磁化強(qiáng)度矢量轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使材料的磁化強(qiáng)度和磁導(dǎo)率發(fā)生相應(yīng)的變化。這種由應(yīng)力使磁性材料的磁性質(zhì)發(fā)生變化的現(xiàn)象稱(chēng)為壓磁效應(yīng)。以下介紹幾種利用壓磁效應(yīng)制成的用于測(cè)量轉(zhuǎn)矩的傳感器。(1)微分變壓器式壓磁傳感器這種傳感器可用于測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)軸的扭矩。傳感器鐵芯有五個(gè)極，中心極上有勵(lì)磁線圈，周?chē)膫€(gè)極有測(cè)量線圈。對(duì)角線上兩個(gè)極上的一對(duì)測(cè)量線圈串聯(lián)，再將串聯(lián)的兩對(duì)線圈并聯(lián)。測(cè)量時(shí)，使傳感器上的四個(gè)極的兩個(gè)對(duì)角線與軸中心線成角來(lái)確定傳感器的方位，使磁路與軸表面的主應(yīng)力方向一致，四個(gè)電極與中心電極形成磁閉合回路。在扭矩作用下，兩個(gè)方向上的主應(yīng)力出現(xiàn)差異，因而磁阻也不同，使得通過(guò)兩對(duì)角線上的磁矩的磁通量不等，在兩對(duì)測(cè)量線圈內(nèi)感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)差值，因而產(chǎn)生輸出電壓。(2)橋式壓磁傳感器橋式壓磁傳感器的鐵芯是兩個(gè)互相垂直交叉放置的Ⅱ型鐵心，在鐵芯上分別繞以勵(lì)磁線圈和測(cè)量線圈。傳感器鐵芯與被磁鐵磁金屬共同組成一個(gè)磁路。當(dāng)被測(cè)金屬受扭曲載荷時(shí)，由于其表面產(chǎn)生相互垂直的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，在兩種應(yīng)力方向上的磁導(dǎo)率也發(fā)生不同的變化。來(lái)自勵(lì)磁鐵芯的磁通沿相鄰兩臂分別流向測(cè)量鐵芯的兩磁通量就不相等，磁阻較小的臂通過(guò)的磁通量較多。這兩束磁通流過(guò)了測(cè)量鐵芯，于是就在測(cè)量線圈中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。被測(cè)金屬受力越大，通過(guò)測(cè)量鐵芯的磁能量越多。這種扭矩傳感器目前已經(jīng)在輪船螺旋槳軸、航空發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)器軸等方面得到應(yīng)用。光柵式轉(zhuǎn)矩傳感器的原理結(jié)構(gòu)如圖410所示，圖410 光柵式轉(zhuǎn)矩傳感器結(jié)構(gòu)圖1 傳感器軸 2 外側(cè)光柵片 3 外套轉(zhuǎn)軸 4 內(nèi)側(cè)光柵片 5 光電發(fā)射管 6 光電接收管其工作原理是在旋轉(zhuǎn)軸上相隔一定距離安裝兩片相同的光柵片，每組光柵以光電發(fā)射管作為光源，當(dāng)光柵片作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，光電發(fā)射管發(fā)出的光被間斷地阻擋，通過(guò)亮區(qū)的光線經(jīng)窄縫后由光電接收器接收。在扭矩作用下，兩路輸出信號(hào)的相位發(fā)生變化，再通過(guò)對(duì)此信號(hào)的檢測(cè)處理，便可測(cè)量出轉(zhuǎn)矩[28]。(1) 應(yīng)變型扭矩傳感器的測(cè)量范圍廣、精度高、使用壽命長(zhǎng)、性能穩(wěn)定可靠、輸出特性的線性好；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕；響應(yīng)頻率高，適合測(cè)量動(dòng)態(tài)過(guò)程；環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)，可以在高溫、高壓、振動(dòng)、核輻射及化學(xué)腐蝕很?chē)?yán)重的環(huán)境下工作。但是它只用作靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的測(cè)量，由于應(yīng)變片和轉(zhuǎn)軸的粘貼精度很難做到很精確，因此測(cè)量結(jié)果易受它的影響。(2) 磁彈性傳感器具有輸出功率大、抗干擾能力強(qiáng)、精密度高、線性好、壽命長(zhǎng)、維護(hù)方便、能在一般有灰塵、水和腐蝕性的惡劣工作環(huán)境中長(zhǎng)期運(yùn)行，與一般的傳感器相比其最明顯的優(yōu)點(diǎn)就是壽命很長(zhǎng)、運(yùn)行條件要求很低。是目前最理想的用于轉(zhuǎn)矩測(cè)量的傳感器，它已普遍應(yīng)用于冶金、造紙、印刷、運(yùn)輸?shù)确矫妗５沁@種傳感器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)械加工難度大、要求高。(3) 光柵式轉(zhuǎn)矩傳感器與磁彈性傳感器相比它的成本更低、結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，測(cè)量精度基本和磁彈性傳感器差不多。但是在安裝過(guò)程中，內(nèi)外光柵對(duì)和兩對(duì)光柵片的同心度很難做到精確，這樣就容易引起同心度誤差，光電接收管輸出的電壓交流信號(hào)波形的產(chǎn)生電路及波形變換電路的不對(duì)稱(chēng)性以及溫度補(bǔ)償不對(duì)稱(chēng)都將引起電氣誤差。5傳感器在農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的發(fā)展趨勢(shì)(1) 向高精度發(fā)展隨著自動(dòng)化程度的提高，對(duì)傳感器的要求也在不斷提高，必須研制出靈敏度高、精確度高、響應(yīng)速度快、互換性好的新型傳感器以確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的可靠性和操作的安全性。(2) 向微型化發(fā)展各種控制儀器設(shè)備的功能越來(lái)越強(qiáng)，要求各個(gè)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。(3) 向微功耗和無(wú)源化發(fā)展傳感器一般都是由非電量向電量的轉(zhuǎn)化，工作時(shí)離不開(kāi)電源，在農(nóng)業(yè)機(jī)械工作的環(huán)境中，傳感器的無(wú)源化將給作業(yè)帶來(lái)極大的便利，因此開(kāi)發(fā)微功耗以及無(wú)源化的傳感器將是未來(lái)的一個(gè)必然發(fā)展方向。新型傳感器技術(shù)正在不斷地發(fā)展并面臨著更大的挑戰(zhàn)，傳感器正日益受到科技工作者和產(chǎn)業(yè)界的重視，今后必將發(fā)揮重大作用。 25 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謝四年的大學(xué)生活已接近尾聲，十幾年的校園生活也隨之結(jié)束，馬上就要融入社會(huì)?；叵脒@一路經(jīng)歷的點(diǎn)滴，心中是無(wú)盡的難舍和眷戀。這四年的大學(xué)生活是我們學(xué)生時(shí)代乃至整個(gè)人生最至關(guān)重要的階段，在這期間，我們學(xué)到的不僅僅是大量的理論知識(shí)和一些專(zhuān)業(yè)技能，更重要的是在思想上成熟和獨(dú)立了，學(xué)會(huì)了為人處事的方法，正確的三觀 得到了確立。在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開(kāi)父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無(wú)私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來(lái)對(duì)我的撫養(yǎng)與培育。最后，我要特別感謝我的畢業(yè)論文指導(dǎo)老師王轉(zhuǎn)衛(wèi)老師，從剛開(kāi)始的選題到論文的完成，她給出了很多好的建議和指導(dǎo)，使得論文能夠保質(zhì)保量的完成。