传感器技术在农业机械中的应用研究

2016-01-25木合塔尔米吉提玛依努尔托呼提

种子科技 2016年6期

关键词：农业机械传感器农业

木合塔尔·米吉提，玛依努尔·托呼提

（阿克苏职业技术学院机电工程系，新疆阿克苏 843000）

传感器技术在农业机械中的应用研究

木合塔尔·米吉提，玛依努尔·托呼提

（阿克苏职业技术学院机电工程系，新疆阿克苏 843000）

结合传感器技术研究现状，对其在农业机械中的应用进行了研究，并提出了传感器技术在农业机械中的发展方向，希望给相关工作人员一些参考。

传感器技术；农业机械；应用

农业机械的发展方向是机电一体化、智能化，同时也代表着农业现代化发展的必然趋势。传感器是机电一体化系统中的重要部件，它就像一个人的神经网络，实时监测身体每一部分发生的状况，快速、精准地获取信息，传递给大脑，作出判断，因此，传感器是农业机械自动化程度鉴别的标志。

如果农业机械中缺少这些传感器，那么控制系统获取整个设备信息的精准度将大打折扣，信息处理和设备检测也就无从谈起。对传统机械设备的升级改造离不开传感器，对现在自动化机械设备的设计更离不开传感器，由此可见，传感器在现代农业机械方面不仅应用广泛，还起着巨大的作用[1]。

1 传感器研究现状

传感器是能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，利用生物效应、物理效应和化学效应，把被测量的生物量、物理量和化学量转换成电量，是信息获取的重要手段，是信息技术的三大支柱之一。

传感器的反应速度非常快，对接触、非接触量都可以检测，具有分辨力强、精度高、可靠性强等特点，在环境差的农田作业中也能准确获取被测量信息。随着现代科技的发展、人类探索领域的不断拓展及信息技术的飞速发展，信息传递速度和精度成为当前重要的研究课题，而传感器技术的研究更是重中之重。

传感器的工艺复杂，生产环节比较多，即使投入大量的人力、物力、财力，如果技术跟不上，依然无法达到技术要求。由于在传感器的设计加工中存在非线性、蠕变、温度、零点等性能补偿及其误差调整，而目前的补偿技术难以达到这么高的质量要求，使得生产成本居高不下，但是精度依然达不到要求。电子科技的飞速发展，使得PLC、单片机等快速发展，也使得传感器的种类和功能发生着巨大的变化，软硬件结合是目前的发展趋势。利用软硬件结合进行自动补偿修正技术，可以获得高精度、高稳定、高可靠性的采集数据，可以预见，传感器技术在未来还会进一步发展[2]。

2 传感器技术在农业机械中的应用

2.1 传感器在机械系统中的应用

传感器技术高低决定着机械设备的自动化程度高低，是农业机电一体化不可或缺的技术之一。一套完整的农业自动化机械设备中，传感器的作用是利用传感器的采集传递技术及时准确地获取各项参数，然后传递给控制系统分析，再根据输入的计算方式进行计算，最后作出调整。如果传感器技术水平低，就会导致数据采集不准确、传递有误差，影响控制系统判断，无法有效完成工作。例如：我国农业机械快速发展，设备已经向大型化、自动化方向发展，而这些大功率设备为了完成复杂的动作，更加有效地工作，就会在不同的系统中安装各种功能的传感器[3]。

近年来，不仅仅是汽车、航天等高端领域传感器技术突飞猛进，在收割机、拖拉机、灌溉机等农业机械方面传感器技术也是飞速发展，而且传感器技术的创新发展并不局限于某一个领域，它们是相互联系的，简单改造就可以应用在其他领域，这对整个行业发展是非常有利的。目前的农业机械设备中传感器大约有10～20个，主要分布在底盘控制系统、车身控制系统和发动机控制系统中，它们在减少废气、降低油耗、检测故障等方面起到至关重要的作用。由于农业机械传感器的工作环境较恶劣，所以其技术指标要比一般传感器高，以便在污泥、污水中正常工作，其中最关键指标就是可靠性与精度，如果这两项指标不能满足要求，那么传感器带来的误差会影响到整个控制系统[4]。

2.2 数字传感器定位在农业机械中的应用

在农业机械中系统定位也具有重要作用，而高精度GPS定位系统昂贵复杂，不适合农业机械；低精度GPS会便宜一些，但是又不能满足实际需求，因此，数字传感器在农业机械中的应用就顺理成章。数字传感器是将传统的模式改造成有A/D转换模块的传感器，输出信号为数字。其原理是在利用数字补偿物理模型和数学模型基础上，给出准确、可靠的数字补偿精度，利用计算机软件进行误差修正与补偿。设备导航技术包括全球定位导航、电缆导航和超声波导航，定位技术原理分为相对定位和绝对定位技术。在农业作业中，通常农作物行间距较小，对于大型农机设备而言，在弯曲的路径上作业需要较高的侧向控制精确度，可以利用声呐技术、激光技术进行道路信息的获取，在计算机中进行分析，控制车辆前行。充分将传感器技术与数学模型相融合，以便机械设备在陌生环境下，根据路况信息自动调整行驶。