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北京赛车平刷王:农业生物环境监测装置

北京赛车网站 www.mwi4.com.cn 作者:汇感农业百科  阅读:次  类别:农业工程卷

    用于农业生物环境参数监视与测量的设备。目的在于测量、认识、评价生物环境,为改善栽培管理制度及实施环境调控提供科学依据。监测的内容根据生产或科研任务决定。一般包括温度、湿度、光照、风速、气体成分等环境因子。监测装置按工作特性分为非电测装置和电测装置。

    非电测装置 主要包括敏感部件及指示部件两部分。常用的有:①玻璃液体温度表。用酒精或水银作敏感部件,用毛细玻璃管及刻度尺作为指示器。生物环境监测,可选用水银干湿球温度表、水银最高温度表、酒精最低温度表、曲管地温表等。②变形温度表。利用固体和液体在温度变化时所引起的弯曲形变作敏感元件,用指针在刻度盘上的位置或墨水笔在记录纸上的画线显示、记录温度。③毛发湿度表。利用脱脂毛发,随周围空气湿度变化而改变长度特点,构成敏感元件。指示部件采用通过杠杆与毛发相连的指针、刻度盘??勺远锹嫉挠惺燃?日记或周记),或与温度计制成一个整体的温湿度计(日记或周记)。④轻便风速表。常用风杯敏感器,由3~4个风杯固定在回转支架上。在风的作用下,凸面迎风杯上的压力显著小于凹面迎风杯上的压力,而使支架转动。转速与风速成比例。支架转动轴带动一系列传动齿轮带动指针在表盘上指示出一定时间内的平均风速。常用的有手持轻便风速表等。非电测监测装置具有简单、直观、经济实用等优点,应用广泛。缺点是响应速度慢。

    电测监测装置 监测装置一般由四部分组成:①传感器。②信号调节部件。③指示部件。④数据处理部件。简单的监测装置,常省略信号调节及数据处理部件。

    传感器 感受被测量的物理量(温度、照度等),并将其转换为相对应的物理量(体积、长度、曲率等非电量或电阻、电动势等电量)的敏感元件。常用的传感器有:①热电阻传感器?;诮鹗舻继宓牡缱杷嫖露壬刀浠脑?,测出热电阻的数值后就可得出相应的温度值。在大气温度变化范围(-50~50℃),各种金属电阻随温度变化接近于直线。感温材料一般选用温度系数较大、线性关系较好的铜、铂、镍等金属。中国国家标准化热电阻统一型号有WZB铂热电阻、WZG型铜热电阻和WZN型镍热电阻。由于产品规格一致性好、容易组成完全相似的两支测温表,电测干湿球温度表大都用热电阻作传感器。②温差热电偶传感器。通过测量电势差大小确定温度的感温元件。在两种不同导体组成的闭合回路中,若两导体接触点温度不同,回路中将产生电动势;电动势的大小与两接点温度差成正比。用辅助温度表测量参考端温度,并根据温差电势求出温度差值,即可测出端温度。温差热电偶还用于测量太阳辐射或地中热流。天空辐射表(又称日射表)由互相绝缘的黑白片作敏感元件,在日光照射下黑片与白片之间形成温度差。热电偶的测量端接触黑片,参考端接触白片,黑白片之间的温度差转换为相应的温差电势。根据温差电势的大小求出日射量。如果在黑白片上方安装只能透过0.3~0.4微米波长紫外辐射的玻璃罩,可制成紫外辐射表。若安装只透过3.0微米以上红外辐射的玻璃罩,可制成红外辐射表。③热敏电阻传感器。一种用半导体材料制成的敏感元件。其电阻值随温度变化而显著变化。具有灵敏度高、体积小、响应迅速等优点。但性能不如金属热电阻传感器稳定,电阻-温度呈明显非线性。热敏电阻可以作成高分辨率的点温计,广泛用于测温和控温。由于产品一致性差,中国还没有统一的电阻温度分度表。④P-N结及集成温度传感器。硅、锗材料制成的P-N结若处在恒定的正向电流下(一般为150μA左右),结上的正向压降随温度增加减小。在一50~120℃的常温范围内,温度每升高1℃电压降减小1~2毫伏,并有良好的线性关系。集成温度传感器根据半导体PN结的电压降与温度有关的这一特性,把温度检测、传感驱动、信号补偿调节等电路集成在一起。输出功率大,线性好,灵敏度高(约为单支PN结的50倍)。容易获得0.1℃的温度分辨率,它的热响应速度也比较快。常用型号如AND701、AD590等。⑤光电式传感器。物理基础是光电效应。生物环境中有关光照度的监测,一般使用硅(或硒)光电池。在光的照射下,形成光生电动势,将光能转变为电能。硅光电池光谱响应灵敏度不如硒光电池,在用它作照度传感器时,需匹配视觉滤光片。硅光电池作为照度感应元件同硒光电池相比,具有性能稳定,线性好,不怕阳光强烈直射,使用寿命长等优点。

    测量显示器 又称二次仪表。由电子线路加指示器构成。根据显示的方式可以分模拟显示及数字显示两类。在模拟显示器中,电信号经处理后用电表指针的偏转角度或标尺移动距离等方式显示。传感器电压信号的测量显示(如温差电势、PN结压降、光电势等)可采用直流电位差计,磁电式毫伏表、微安表等。直流电位差计可以测微伏级的电势,适于作温差热电偶的二次仪表。用它测量电压时,并不消耗传感器中的能量,具有较高的测量精度,常用型号有UJ23、UJ37等。磁电式电表在测信号电压时,要吸收电流使指针偏转,因而测量精度及灵敏度都较低,一般要加直流放大电路。传感器电阻信号(如铂电阻、热敏电阻等)的测量和显示,采用直流单电桥(又称惠斯登电桥)。中国产直流单电桥常用的型号有QJ23等。

    电子计算机在生物环境监测中的应用方式通常有:①脱机方式。电子计算机只用作数据处理部件。生物环境资料输入到计算机中,依靠电子计算机强大的数据处理功能进行统计分析。电测仪器记录的数据通过人工判读,用键盘输入。也可以自动数据判读,直接送入电子计算机。②联机方式。电子计算机作为自动数据采集及信息处理的核心,通常采用微处理机或单片机。由传感器将被测的物理量转为电量,经测量放大、多路切换、模/数转换等组成完善的微电脑生物环境监测装置。在软件的支持下,实现多种数据处理功能。

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