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本文研究精准收获的核心设备——冲量式谷物质量流量传感器,以及由之构成的智能测产系统,主要结论如下:
1.谷物质量流量传感器弹性元件采用平行梁结构,使传感器只具有单个外力敏感方向,且不受外力作用点变化影响,有效地保证了传感器抗干扰能力和精度。实验结果表明传感器的一阶固有频率达到45Hz左右,而谷物冲击频率却一般在15Hz以下,因而传感器拥有了满意的工作带宽。
2.通过给应变片电桥电路增加偏置电阻,实现了传感器输出零点的方便调节,降低了传感器的安装姿态要求。实验经过显示传感器的静态精度达到了0.05%。
3.运用了压敏型阻尼材料构成自由层阻尼结构,运用橡胶型阻尼材料构成约束层和动态阻尼混合结构,同时考虑了安装结合面阻尼。实验结果表明传感器的系统阻尼比提高到0.1以上,显著地改善了传感器的动态特性。
4.运用传感器输出信号零极点动态补偿方法,弥补了阻尼结构设计难以大幅度改善传感器动态特性的不足,实验结果显示补偿后的传感器基本上工作在临界阻尼状态。
5.运用传感器输出信号自适应陷波的方法来滤除低频周期性干扰,提高传感器精度,实验结果验证了方法的有效性。
6.通过动态计算传感器输出零点,避免了传感器受农田地形地势变化的影响。同时,此方法使自适应陷波器能够准确跟踪联合收割机工况变化,确保了自适应陷波过程可靠进行。
7.以自主设计的谷物质量流量传感器为核心部件构建智能测产系统,进行田间实验,实验时涉及了不同的谷物品种、不同的农田地面状况以及不同的联合收割机机型。田间实验结果表明,该智能测产系统工作可靠,适应性好,在没有人为地面障碍干扰的条件下,单产和总产测量误差都小于10%。