【正文】 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。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。 參考文獻(xiàn) 23 參考文獻(xiàn) [1]王飚，等 .我國水 稻收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向 .農(nóng)機(jī)化研究， 20xx（ 10）： 226227. [2]王玉霞，秦洪彬．水稻收獲機(jī)械化的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［ 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(shí)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(jì)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(yàn)， 20xx（ 2）： 1013. [9]陳特放 .霍爾傳感器在機(jī)車測速中的應(yīng)用 .電氣時(shí)代， 20xx（ 4）： 114115. [10]陳照章，朱湘臨 .光電測速傳感器及其信號(hào)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. 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[29]倪新宇 .磁敏測速傳感器簡介 .技術(shù)與應(yīng)用 ,20xx(7):43. 傳感器在水稻收割機(jī)上的應(yīng)用及發(fā)展 致 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)。 (3) 向微功耗和無源化發(fā)展 傳感器一般都是由非電量向電量的轉(zhuǎn)化，工作時(shí)離不開電源，在農(nóng)業(yè)機(jī)械工作的環(huán)境中，傳感器的無源化將給作業(yè)帶來極大的便利，因此開發(fā)微功耗以及無源化的傳感器將是未來的一個(gè)必然發(fā)展方向。 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 傳感器在水稻收割機(jī)上的應(yīng)用及發(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 。 (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)也比較簡單，測量精度基本和磁彈性傳感器差不多。是目前最理想的用于轉(zhuǎn)矩測量的傳感器，它已普遍應(yīng)用于冶金、造紙、印刷、運(yùn)輸?shù)确矫?。但是它只用作靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的測量，由于應(yīng)變片和轉(zhuǎn)軸的粘貼精度很難 做到很精確，因此測量結(jié)果易受它的影響。在扭矩作用下，兩路輸出信號(hào)的相位發(fā)生變化，再通過對(duì)此信號(hào)的檢測處理，便可測量出轉(zhuǎn)矩 [28]。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。這兩束磁通流過了測量鐵芯，于是就在測量線圈中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)被測金屬受扭曲載荷時(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。 (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)磁線圈和測量線圈。45 角來確定傳感器的方位，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。對(duì)角線上兩個(gè)極上的一對(duì)測量線圈串聯(lián)，再將串聯(lián)的兩對(duì)線圈并聯(lián)。 (1)微分變壓器式壓磁 傳感器 這種傳感器可用于測量轉(zhuǎn)動(dòng)軸的扭矩。這種由應(yīng)力使磁性材料的磁性質(zhì)發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為壓磁效應(yīng)。45 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)。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 [1 9 ]可表示為 : 傳感器在水稻收割機(jī)上的應(yīng)用及發(fā)展 ?? 3RG21T ? （ 49） 其中， T 為軸所受的轉(zhuǎn)矩； G 是彈性模量； R 是轉(zhuǎn)軸半徑?？捎孟率奖硎荆? ??0KRR ? （ 48） 上式中， 0K 表示材料的應(yīng)變系數(shù)； ? 為應(yīng)變片的應(yīng)變值 [6]。本文所選的扭矩傳感器主要用來和谷物流量傳感器配合測流量。 在運(yùn)轉(zhuǎn)中，軸之間的功率的傳遞是靠軸上的扭矩來完成的。目前應(yīng)用十分廣泛，如測電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等輸出的扭矩和功率。 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)，測濕誤差小于 ?%。其中 32 OCrZnO ? 傳感器能夠連續(xù)穩(wěn)定地測量濕度，而無需加熱除污裝置，并且體積小，成本低，是一種常用的測濕傳感器。 各濕度傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比及在其它領(lǐng)域的應(yīng)用 參考文獻(xiàn) 19 氯化鋰濕度傳感器的優(yōu)點(diǎn)是滯后小，不受測試環(huán)境風(fēng)速影響，檢測精度高達(dá) ?5%，長期穩(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)以下的測量，器件性能重復(fù)性不理想，使用壽命短。 微波濕度傳感器 [5]在測量谷物顆粒的濕度是基于放在發(fā)射和接受喇叭天線之間的谷物對(duì)微波信號(hào)的衰減。一般干燥材料的介電常數(shù)比較小，如木材、紙張、皮革等的 介電常數(shù)都在 1~5 之間，而水的一般則很高。39。 介電常數(shù) 39。39。 j??? ?? （ 47） 其中， 39。39。 在微波頻段，水的介電常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般材料。 微波在含水蒸氣的空氣中傳播時(shí)會(huì)因?yàn)樗魵獾奈斩a(chǎn)生一定的損失，損失的程度會(huì)因波長的不同而不同。在工業(yè)中，微波傳感器對(duì)材料無損檢測及物位檢測具有重要作用。 微波濕度傳感器 微波是介于紅外線與無線電波之間的電磁輻射，其頻率通常在 1000MHz 以上，具有電磁波的性質(zhì)，但是它又不同于普通無線電波和光波，是指一種波長相對(duì)較長的電磁波。由于水分的介電常數(shù)大，細(xì)孔壁吸附水分子后等效電容變大，即電容量隨濕度變化：濕度越大，電容量越大，反之亦然。同時(shí)，將鉑 銥線用氧化釕糊質(zhì)燒結(jié)，作為電極導(dǎo)線 并與電極相連接，從而構(gòu)成濕度傳感器。其結(jié)構(gòu)如圖 49 所示， 圖 49 陶瓷濕度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 陶瓷濕度傳感器的敏感材料是由鎂尖晶石（ 42OMgCr ）和金紅石（ 2TiO ）構(gòu)成 的金屬氧化物陶瓷。 半導(dǎo)體陶瓷濕度傳感器 半導(dǎo)體陶瓷濕度傳感器是由傳感器、加熱器、底座三部分組成的一種阻抗式濕度傳感器。當(dāng)溶液置于一定的溫濕場中，若環(huán)境相對(duì)濕度比較高，溶液將吸收水分，使?jié)舛冉档?，因此，溶液電阻率變大，反之亦然? 氯化鋰濕度傳感器 氯化鋰濕度傳感器是利用吸濕性鹽類潮解，離子導(dǎo)電率發(fā)生變化而制成的阻抗式濕敏元件。由于空氣中水蒸氣的含量比空氣少得多、濕敏元件易被腐蝕和老化等原因使得濕度檢測比其他物理量的檢測更加困難。水分子附著或侵入濕敏材料后，會(huì)引起材料阻抗或介質(zhì)常數(shù)的變化。水分子有較大的偶極矩，因而易于附著并滲入固體表面內(nèi)。 綜上對(duì)四種流量傳感器比較可得，沖量式流量傳感器具有最高的性價(jià)比，并且目前在收割機(jī)上其應(yīng)用的最廣泛。 (3)核輻射式流量傳感器可以精確、迅速、自動(dòng)、非接觸、無損檢測，但是它的價(jià)格比較高以及核輻射對(duì)人體的傷害而使其應(yīng)用受到限制。 (2)沖量式流量傳感器是目前應(yīng)用最為廣泛的，它的測量范圍也很廣，可以對(duì)絕大多數(shù)谷物進(jìn)行測量，其次它的結(jié)構(gòu)比較簡單，與其他的幾類傳感 器相比它可以適應(yīng)相對(duì)惡劣的環(huán)境。 nVRF ? （ 45） 傳感器在水稻收割機(jī)上的應(yīng)用及發(fā)展 其中 F 表示谷物的容積流量， n 表示刮板的個(gè)數(shù)， V 表示兩刮板輪之間的空間容積，R 表示刮板輪的轉(zhuǎn)速。刮板輪式容積流量傳感器的原理圖 [20]如圖 47 所示， 圖 47 刮板輪式容積流量傳感器 當(dāng)升運(yùn)器運(yùn)送拋出的谷物達(dá)到一定的高度時(shí)，料位傳感器檢測到信號(hào)后，位于升運(yùn)器和谷倉之間的刮板輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)。通過把 測得的參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過放大處理便可得到谷物的流量。再通過標(biāo)定將電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成谷物的質(zhì)量流量值。 沖量式流量傳感器 沖量式流量傳感器與電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理基本相同，即當(dāng)被測物理量（如位移、壓力）在彈性元件上產(chǎn)生彈性形變，貼在彈性元件表面的電阻應(yīng)變片將彈性形變轉(zhuǎn)變成其電阻值的變化，從而電阻應(yīng)變式傳感器可將被測物理量的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化。在工作過程中，射線源對(duì)準(zhǔn)傳感器，當(dāng)升運(yùn)器運(yùn)送的谷物 被拋出后，輻射源的放射線經(jīng)谷物的反向散射，將導(dǎo)致傳感器測出的輻射強(qiáng)度發(fā)生變化。放射線源多使用 Co60 或 Cs137 等放射性同位素發(fā)出的γ射線源 [56]。它可以用來測量物質(zhì)的密度、厚度、分析氣體成分、探測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。再由阻斷時(shí)間間隔就可以計(jì)算出谷物的流量。 光電式容積傳感器 光電式容積傳感器是由對(duì)射式光電開關(guān)、電纜、穩(wěn)壓電路、信號(hào)采集電路、信號(hào)處理電路等組成。目前，所提出的精細(xì)農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要指標(biāo)就是對(duì)糧食產(chǎn)量的精準(zhǔn) 測量，糧食產(chǎn)量可以反映出田間影響產(chǎn)量的因素，例如，墑情、病蟲害、肥料的利用率等，為此，我們可以根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施來保