现代农业的要求是既要高产高效,又要优质低耗,精确农业的兴起正顺应了这种时代潮流。精密播种是精确农业的主要组成部分,而精密播种机是实现精密播种技术的主要手段。种子的纵向分布均匀性(即种粒均匀性),是精密播种机性能测试中最重要的指标之一。但是目前国内播种机田间试验的粒距均匀性测量方法都很费时费力,且不能完全反映播种机的工作效果。 针对上述问题,提出了精密播种机播种均匀性非接触检测课题。课题分为两个部分:一部分负责对埋于地下的玉米种子进行感应,输出表征玉米种子存在的信号;另一部分是播种均匀性的计算及其他相关处理。本人负责前一部分的工作。 本实验装置利用电磁感应原理,通过非接触的工作方式对埋于土壤下面的带有包衣的玉米种子进行检测。具有一定功率的正弦交流信号加载到激励线圈后,在激励线圈周围形成磁场,称作一次磁场。检测线圈是具有同样参数的两个线圈,在没有通过目标物体时,检测线圈输出为零。当实验装置通过带有包衣的玉米种子,检测线圈感应出带有包衣的玉米种子产生的二次磁场信息,从而输出信号。为了实现上述功能,本文主要做了以下工作: (1) 线圈结构的选取及相关参数的设计。由于本实验装置在输出种子存在信息的时刻还需要具有一定的定位精度,故选用矩形线圈结构。本文采用三线圈结构,一个激励线圈,两个检测线圈。这种线圈结构既可以具有较好的定位效果,又可以在没有目标物体存在时,理论输出值为零。 (2) 激励源的设计。激励信号是通过CD4046的VCO产生的,保证激励线圈始终处于谐振状态,检测线圈工作在最佳状态,输出信号。该方波信号经过低通滤波电路变为正弦电压信号,滤除方波信号的奇次谐波对输出信号的影响。功率放大器将正弦电压信号放大,加载到激励线圈,使之产生具有一定强度的一次磁场。 (3) 信号处理部分的设计。检测线圈感应出裹有包衣的玉米种子产生的二次磁场,输出电压信号。该电压信号经过差分放大、精密整流、基值抵消、比较器等一系列处理后输出一脉冲信号。该脉冲信号送入单片机后由单片机输出信号给本课题组的另一个处理单元,进行精密播种机播种均匀性计算。