數(shù)字傳感器技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用

牛強(qiáng)

機(jī)電一體化是農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的必然趨勢，也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向，在機(jī)電一體化中傳感器是體統(tǒng)的最重要環(huán)節(jié)，能夠很開的獲取信息，可以提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的鑒別能力，精準(zhǔn)的獲取信息。如果在農(nóng)業(yè)機(jī)械中缺少了傳感器，就無法對信息進(jìn)行識別，系統(tǒng)的功能就會喪失。因此，農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展離不開傳感器。因此，數(shù)字傳感器在農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用是十分廣泛的，很多農(nóng)業(yè)機(jī)械如拖拉機(jī)、收割機(jī)等都安裝了傳感器，使得機(jī)械在使用的時(shí)候可以更加方便智能。

一、傳感器的研究現(xiàn)狀

傳感器的翻樣是非常靈敏的，在沒有接觸的時(shí)候就可以實(shí)現(xiàn)測量，并且精度非常高，分辨力也非常高，能夠很快感知被測量的信息，傳感器主要應(yīng)用在工作條件比較差的農(nóng)田中。隨著科技的發(fā)展，電子信息種類不斷增多，數(shù)字傳感器的應(yīng)用也非常的普遍。但是由于數(shù)字傳感器在生產(chǎn)的時(shí)候比較麻煩，比價(jià)復(fù)雜，需要投入大量的人力和財(cái)力，其性能補(bǔ)償主要有溫度、非線性、零點(diǎn)、蠕變、滯后等，但是目前國內(nèi)的補(bǔ)償技術(shù)還不能達(dá)到高質(zhì)量和高水準(zhǔn)，并且傳感器的生產(chǎn)成本比較高，使得傳感器的價(jià)格也變的比較高。隨著電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，傳感器在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)自動補(bǔ)償和誤差的修正，并且在精度和準(zhǔn)度上可以提高。國際上非常重視傳感器技術(shù)的研究，使得傳感器技術(shù)成為新興的重要行業(yè)

二、傳感器在農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的應(yīng)用

1、底盤控制用傳感器

傳感器技術(shù)在現(xiàn)代自動化控制中是非常重要的，在農(nóng)業(yè)機(jī)械中得到廣泛的使用，傳感器性能的好壞決定著農(nóng)業(yè)機(jī)械的性能，傳感器的水平性能越高，農(nóng)業(yè)機(jī)械系統(tǒng)的性能也就會越高，自動化程度越高。在農(nóng)業(yè)機(jī)械的系統(tǒng)中，傳感器的作用主要是用來感知和測量被控制對象的數(shù)據(jù)和參數(shù)的，并將這些信息進(jìn)行獲取，從而使的農(nóng)業(yè)器械可以正常運(yùn)行和工作。比如，在進(jìn)行開墾農(nóng)田的時(shí)候可以引進(jìn)大功率的拖拉機(jī)，這種拖拉機(jī)采用多種的傳感器技術(shù)。傳感器的作用在不同的農(nóng)業(yè)機(jī)械中是不同的，原理大體相同?，F(xiàn)如今，各種農(nóng)業(yè)機(jī)械如拖拉機(jī)、收割機(jī)、灌溉機(jī)等都安裝有傳感器，提高機(jī)械的自動化性能。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們對于機(jī)械性能的要求，電子控制系統(tǒng)成為農(nóng)業(yè)機(jī)械的系統(tǒng)。傳感器在測量過程中提供相關(guān)的輸出信號，使得在作業(yè)中的農(nóng)機(jī)可以清晰的把握空氣濕度、作業(yè)環(huán)境的信息。傳感器是農(nóng)業(yè)機(jī)械非常重要的部件，對于機(jī)械的自動化程度有著決定性的影響。當(dāng)前，一般的農(nóng)業(yè)機(jī)械只有10到20只傳感器，這些傳感器的主要位置在發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和車身的控制系統(tǒng)中分布。這些都是整個(gè)發(fā)動機(jī)的核心部位，將傳感器作用在發(fā)動機(jī)上可以使得發(fā)動機(jī)的性能得到提高，同時(shí)還可以降低油的消耗程度，減少農(nóng)機(jī)尾氣，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械故障等。農(nóng)業(yè)機(jī)械經(jīng)常在一些污泥污水等環(huán)境比較惡劣的地方工作，因此對于惡劣的環(huán)境一定要敏感，安裝一些更加高級一些的傳感器，使得精準(zhǔn)度可以提高。否則由于精準(zhǔn)度不高，傳來的信息不準(zhǔn)確會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)出現(xiàn)失靈或者是故障。如自動控制收割機(jī)，原理主要是電子控制系統(tǒng)將傳感器的信號進(jìn)行過濾，保持割臺的信號，并且在割臺兩側(cè)各裝一個(gè)傳感器，防止割臺觸地。

2、數(shù)字傳感器定位在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)機(jī)械中GPS發(fā)揮著重要的作用，但是精度比較高的GPS定位系統(tǒng)價(jià)格會比較高，在農(nóng)業(yè)機(jī)械中使用會使成本增加。但是成本過低的GPS定位系統(tǒng)在農(nóng)田中使用，精度又不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。因此，應(yīng)該使用數(shù)字傳感器來提高傳感器的使用率，在數(shù)字傳感器的使用中，在數(shù)學(xué)模型和物理模型的基礎(chǔ)上，給出可靠的補(bǔ)償。在應(yīng)用數(shù)學(xué)模型編輯出簡單、實(shí)用、有效的軟件，儲存芯片中對誤差進(jìn)行補(bǔ)償和修正。傳感器傳出的信號經(jīng)過處理，將一些有干擾的聲音信號進(jìn)行去除和篩選，使之傳出來的信號是有用的信號和數(shù)據(jù)，經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)的處理，對于有偏差的地方進(jìn)行校準(zhǔn)。

3、電子式汽車機(jī)油壓力傳感器在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

拖拉機(jī)具有自動導(dǎo)航的功能，這樣可以在作業(yè)的時(shí)候提高拖拉機(jī)的效率，并且駕駛員的安全也可以得到保證。機(jī)動車的導(dǎo)航技術(shù)是根據(jù)傳感器來進(jìn)行分類的，主要分為機(jī)器超聲波導(dǎo)航、全球定位系統(tǒng)導(dǎo)航、電纜導(dǎo)航等;根據(jù)定位的原理可以對農(nóng)機(jī)進(jìn)行導(dǎo)航。GPS定位系統(tǒng)可以提供絕對定位的信息和相對定位的信息，這兩種點(diǎn)位信息相結(jié)合，可以提高農(nóng)業(yè)機(jī)械定位的準(zhǔn)確性。在農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)中，農(nóng)作物之間的行距比較小，這樣在使用機(jī)械的時(shí)候就需要更加精準(zhǔn)的作業(yè)，方向的控制非常重要，在利用傳感器、GPS定位系統(tǒng)之后可以精準(zhǔn)的定位農(nóng)業(yè)機(jī)械方向，控制機(jī)械行進(jìn)的方向和路徑，準(zhǔn)確的掌握前方道路的路況信息。傳感器在使用的時(shí)候要跟數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，在這樣的情況下可以根據(jù)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，獲取前方路況的信息和拖拉機(jī)行駛的距離。

三、傳感器技術(shù)未來農(nóng)業(yè)機(jī)械中的發(fā)展方向

1、向高精度發(fā)展

在農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展中要研發(fā)出靈敏度更加高的機(jī)械，并且在測量的時(shí)候精準(zhǔn)度也更高，反應(yīng)的速度可以更快，這樣的機(jī)械需要在數(shù)字時(shí)代研制科學(xué)技術(shù)含量更高的傳感器，保證農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動化和安全性能。

2、向微型化發(fā)展：傳感器在研制的郭晨中會越來越小，直到實(shí)現(xiàn)數(shù)字化傳感器。

3、無電源化發(fā)展：傳感器主要是由電量向電量轉(zhuǎn)化的，在發(fā)展的過程中，要逐漸擺脫電源，實(shí)現(xiàn)無電源傳感器。

（作者單位：155800黑龍江省友誼農(nóng)場第十一管理區(qū)）