四波段作物冠层分析仪设计

为解决当前作物氮素分析成本较高、分析过程复杂、分析时间长等问题,设计了一款基于光谱学原理的四波段作物冠层分析仪,通过快速检测作物冠层植被指数预测作物长势.分析仪主要由控制单元和测量单元组成.控制单元只含一个控制器,该控制器作为整个无线传感网络的协调器,负责将各个传感器节点发送的数据进行分类、显示以及存储等,并根据测量结果计算作物营养成分含量.测量单元则由多个光学传感器组成,主要负责光学信号的采集、放大、发送等.每个传感器可以在4个光学波段进行测量,分别是绿色植物可见光主要反射峰550 nm,可见光主要吸收波段650 nm,近红外波段766、850 nm.标定试验显示光学传感器工作稳定,仪器具有较高的精度.初步玉米田间试验表明,仪器的测量结果与玉米叶片全氮含量的相关系数达到0.884.     

齿轮在线测量系统测头标定及误差补偿研究

通过分析在线测量系统中触发式测头测量结果的误差组成元素及其产生的原因,建立了测头标定的数学模型,通过最小二乘法进行解算并进行了标定实验,提出通过对测头半径进行补偿来减小测量误差的新方法计算各法矢方向的误差值,然后对测头进行半径误差补偿的方法来提高测量精度。实验证明,该方法补偿效果良好,在一定程度上提高了在线测量精度。     

基于虚拟仪器的应变测试静态标定系统

为了将虚拟仪器技术应用于所设计牵引力测量传感装置中,基于虚拟仪器技术设计开发了在线应变测量的静态标定系统。阐述了该系统软件和硬件结构、试验方法、静态特性标定及分析程序设计等,并通过应变传感装置及加载装置进行试验分析。试验结果表明,基于虚拟仪器技术设计的应变测试静态标定系统比传统标定系统结构简单、操作简捷,能够较精确地在线对应变传感器进行标定及静态特性分析。      

基于单片机的室内空气质量监控系统

以当下社会普遍关注的PM2.5热点问题为研究背景,设计了室内空气质量的监控系统.以室内空气中PM2.5等有害气体为被测对象,采用AT89S52单片机为控制中心,能够完成对空气浓度和温度的实时采集处理、报警、显示等功能.设计的报警系统,能够实现在室内PM2.5超标时及时报警,并启动换气控制系统,改善室内空气质量.实验证明,系统性能稳定,具有灵敏度高和性价比高等特点.     

长悬臂坐标测量机动态力引起的误差分析与控制

根据长悬臂测量机具有长悬臂和弱刚度的特性,分析了测量机动态力的来源,研究了动态力对测量机测量误差的影响和测头附加动态误差的来源,得出测量机测头附加动态误差具有三维特性,各个方向附加动态误差与3个方向导轨系统振动特性有关.推导了悬臂测杆系统振动数学模型,根据该模型采取了相应的动态力控制措施,实验结果证明了所采取控制措施的有效性.     

基于Ansoft Maxwell的35kV膜片式光学电压传感头设计

膜片式光学电压传感器是基于静电场原理的铝膜形变从而检测被测电压。文章通过Ansoft Maxwell软件对35 k V膜片式光学电压传感头进行设计。首先基于绝缘击穿理论给出传感头的初步结构,并选取3种不同的圆膜半径分别与3种不同的圆膜厚度,组合成9种不同的情形;在此基础上,通过Ansoft Maxwell软件对9种情形分别建模,并结合有限元分析方法对传感头电场强度和电势进行仿真与分析;最后通过对比分析9种情形下的圆膜所受的静电场力,给出合理的传感头设计结果。     

介电型电活性聚合物传感单元设计

基于介电型电活性聚合物(DEAP)变形时的电容变化原理,设计并实现一种传感单元,其内框可在平面内移动,用于检测平面位移。建立该传感单元的几何模型,得出其电容变化和内框位移的关系。采用差动测量法测量敏感单元电容变化,建立了面对面敏感单元的电容差值和内框平移量的关系。利用该传感单元设计了一个二自由度角度传感器用来测量关节转角,同样采用差动测量法建立了电容差值和转角的关系。实验测得其沿X轴和Y轴平移灵敏度为-57.2 pF/mm和-58.0 pF/mm,绕X轴和Y轴旋转灵敏度为-139.4 pF/(°)和141.6 pF/(°)。测试结果与分析结果较为吻合,验证了DEAP应用于位移传感器和角度传感器的可行性。     

基于磁悬浮的电磁天平的设计

设计了基于磁悬浮的电磁天平,采用磁悬浮作支点,通过自动参数采集与处理,得出被测物体的重量与电流的关系,从而实现对物体的测量。它能自动调节天平平衡,具有灵敏度、精度较高等特点,能有效的提高测量的精度和效益。     

激光多普勒测振技术在农产品品质检测中的应用

准确检测农产品品质,可以为采后保存、分期销售、预测产品货架期以及产品分级提供可靠的依据.激光多普勒测振技术基于多普勒效应测量从振动物体表面散射回来的光所产生的频移,具有灵敏度高、非接触性测量、不破坏物体振动等优点,可通过测量农产品的振动特性实现对农产品品质的无损检测.论述了激光多普勒测振技术的进展、原理及其在农产品品质无损检测中的应用.     

光调制解调技术在田间杂草光谱识别中的应用

为了实现快速、无损地从作物中识别杂草,研究了基于光谱分析技术的光谱传感器.以苗期冬油菜为研究对象,根据已提取的4个特征波长(590,710,750,940 nm),设计了一套光谱传感器原型试验系统.该试验系统在传统光谱传感器的基础上,运用光调制解调技术剔除检测结果中环境杂散光的干扰,包括试验设备(光信号调制设备和光电信号采集设备)和试验数据处理LabVIEW程序.用冬油菜菜叶对试验系统4个不同波段进行了验证试验,当外界环境杂散光对应直流分量变化幅度分别为10.00%,6.40%,1.17%,1.34%,22.60%,38.90%,56.00%,59.50%时,反射率表征值一直保持稳定,表明在外界环境杂散光缓慢变化和剧烈变化时,系统可以稳定测量被测样品的反射率.该系统验证了光调制解调技术能有效提高被测样品光谱信号的测量信噪比.     

纳米级Z轴坐标测量系统设计与实验

基于最小化阿贝误差的理念,设计了带有重力补偿器的整体结构对称的Z轴测量平台,其次,使用扫面静电力显微镜组成配套的探针系统,最后,对设计的核心内容分两组进行分离测试以验证设计的合理性与有效性。测试首先验证了测量系统分别在静态和动态下重力补偿器的可行性,然后验证经过双高度法补偿后的扫描静电力显微镜探针系统的有效性,实验结果表明,设计的纳米级Z轴坐标测量系统可实现超高精度空间分辨率,具有50 mm的有效行程范围,同时具有对部分非导体的测量能力,使得微纳米测量机的适用范围得到延伸,具有较高的应用价值。     

农用运输车出厂前的实时检测系统

介绍了一种适用于大批量生产的农用运输车集成式实时检测系统，阐述了该检测系统的传感、测量原理和测控系统的软、硬件功能特点，利用该系统对批量生产的农用运输车辆进行检测的工序，以及相应的人－机一体化农用运输车检测的流程体系。     

拖拉机离合器滑磨功的测试

综合运用机电一体化技术、微机测控技术、先进的传感器技术以及定位编码测试转速的新方案,解决了离合器滑磨功测试中转速、转矩动态变化大、测试困难的问题。     

基于时域传输原理的土壤水分测试仪研究

为利用时域测量技术实时、快速、准确地测量土壤水分,设计了一种低成本的基于时域传输(TDT)原理的土壤水分测试仪。仪器的探头采用末端封闭的回路结构,信号在探头上单程传输,通过测量电磁波在土壤介质中的传输时间测量出土壤的介电常数,再通过土壤标定方程得到土壤水分。时域传输仪由高频脉冲信号源、同轴传输线、U型回路结构探头、以TDC-GP2时间间隔测量芯片为核心的传输时间测量电路和以LPC2132 ARM微控制器为核心的控制电路组成。通过标准溶液测试和土壤测试试验,验证了双U型探头的测量结果好于单U型探头,仪器使用双U型探头测量传输时间的均方根误差为43.9 ps,测量介电常数的均方根误差为0.791,使用TOPP方程测量砂土土壤含水率的均方根误差为0.029 cm~3/cm~3,测量壤土土壤含水率的均方根误差为0.039 cm~3/cm~3。结果表明设计的时域传输土壤水分测试仪可以准确地测量土壤介电常数和土壤体积含水率。     

探针测定大型水泵流量研究

用 5孔探针测定大型水泵流量 ,确定了测量断面和测点布置 ,根据断面轴向流速分布积分求得流量。着重研究了测量方法、影响测流精度的因素和提高精度的措施。本方法已在江苏省 5座大型泵站的 8台机组现场实测中成功应用 ,结果表明该方法设备简单、施测方便、工作量小、易于实现 ,测量精度小于 2 % ,可以推广应用。     

特殊工况下动态物位检测技术

在分析国内外各种物位检测方法的基础上，结合实际要求，提出了在特殊环境条件下动态检测的新方法。采用传感技术和RS485现场总线技术，实现了多目标工况下物位的检测与信息传输的功能要求。叙述了传感技术以及硬件电路和软件设计的思路和方法。     

Measurement of Soil Water Content Using a Simplified Impedance Measuring Technique

A probe has been designed which uses a simplified impedance measuring system to determine soil water content. Apart from cost and simplicity, a major advantage is its d.c. voltage output which allows continuous unattended recording by most field data loggers. The calculated soil water volumetric fraction(θ_v) determined by this new method compares well with results from the standard neutron probe.     

拖拉机悬挂机组新型测力装置——八角环传感器测力框架

以延伸八角环为测力传感元件的BXC-2型测力框架的测量原理、整体结构、八角环的设计和主要参数、标定方法以及在实际应用中的特点。     

基于无人机遥感与卷积神经网络的草原物种分类方法

基于无人机高光谱成像遥感系统,在400～1 000 nm波段内采集低矮、混杂生长的荒漠草原退化指示物种的高光谱图像信息。分别在退化指示物种的开花期、结实期和黄枯期进行飞行实验,飞行高度30 m,高光谱图像地面分辨率2. 3 cm。采用特征波段提取与深度学习卷积神经网络相结合的方式,提出一种荒漠草原物种水平分类的方法,结合植物物候给出了中国内蒙古中部荒漠草原物种分类的推荐时相,总体分类精度和Kappa系数平均值分别达到94%和0. 91。研究结果表明,无人机高光谱成像遥感技术及深度卷积神经网络可以较好地实现荒漠草原退化指示物种的分类,与基于径向基核函数的支持向量机、基于主成分分析的深度卷积神经网络分类法相比,基于特征波段选择的深度卷积神经网络分类法效果最好,分类精度最高。无人机搭载高光谱成像仪低空遥感和卷积神经网络法提供了一种草原物种水平分类的途径。