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倾角传感器在农业深耕方面的应用

  我国是农业生产大国,土壤作为农业生产最基本的条件,由于常年使用药物和农机耕作深浅的不合理,造成土地板结,土壤肥力得不到有效发挥。如将倾角传感器安装在农机旋耕机及播种机上,根据农作物的耕作要求实时精准调整耕作角度及深度,即可有效解决现有土地耕作粗放模式,有效提高土地产能。

   首先,我们来谈一下倾角传感器的基本物理原理。

   倾角传感器又被称作叫角度传感器,顾名思义就是通过传感器技术来测量载体的角度。

   倾角传感器通过传感器芯片采集重力加速度在传感器敏感轴上的分量大小,通过控制单元对芯片传输的脉冲信号进行处理,计算出倾角大小,再经过通讯单元输出到网络,总线接口或显示屏上。

    根据物理力学原理可以知道,当对象与基准平面有一个角度的夹角时,其运动方向的加速度与重力加速度的比值和没有夹角时其加速度与重力加速度的夹角α是不同的。根据力的分解,重力加速度就会有分量作用在Ax方向,且Ax=gsinα,于是可以得到倾斜角α=sin-1(Ax/g)。

    根据该原理我们知道,倾角传感器具有两个特性:

    一、传感器测旋转是以水平面轴为基准的,所以传感器无需安装在载体的旋转轴上,这对载体的测量安装带来很大的便利。

    二、倾斜角α能够正确反映载体姿态的变化的前提是载体处于静止状态,任何运动,振动等运动都会导致姿态角测量不准确。

    山东盛和电子的倾角传感器基本分为两种类型,一种类型可以称为静态倾角传感器,其基本原理如上所述,这类传感器比较多的应用于大坝,桥梁,高耸建筑等静态或准静态物体的监测。另外一种类型是动态倾角传感器,这类传感器采用最新的惯导技术,避免传感器在运动,振动过程中精度丧失的问题,可以应用于农业深耕,车辆,飞机,工程机械,机器人等运动载体,在运动中高精度测量载体的姿态。

    由农业机械的应用环境可知,安装动态倾角传感器可大大提高产品振动过程中的精度精度问题,山东盛和电子的动态倾角传感器包含9自由度传感器:3个加速度传感器、3个磁传感器和3个陀螺仪。通过优化的扩展卡尔曼滤波算法,保证了动态测量的高精度。可以很好的满足农业深耕的要求。

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