劉 成

（鄭州鐵路職業(yè)技術學院，河南 鄭州 451460）

0 引言

隨著農業(yè)的快速發(fā)展，我國農業(yè)技術和農業(yè)裝備取得了巨大進步。在此背景下，相關技術性人員不斷加強研究，隨后出現(xiàn)了拖拉機懸掛機構和懸掛農具，將其運用到具體農業(yè)實踐中，產(chǎn)生了積極作用。與此同時，國內外一些高校也加強了對農機具測試裝置的深入研究，經(jīng)過對相關學者、專家理論知識的總結和多次實驗之后，成功研制出了新式農機具測試裝置。但是從其應用效果來看，仍然存在著一定缺陷。就目前形勢來看，國內外并未對此形成一種規(guī)模性產(chǎn)品[1-4]。本文針對之前所應用的相關裝置進行改造和升級，以下將進行具體闡述。

1 農機具牽引力

1.1 農機具牽引力概述

從農業(yè)機械內涵來看，其主要是指在整個農業(yè)生產(chǎn)活動中所使用到的各種機構較為復雜的機械和農具的總稱。在開展田間作業(yè)時，除了包含少量的自走式機器和專用機器之外，多會將其中的動力部分進行綜合性處理，組成一套通用式拖拉機。將不同工作部分進行拆離，形成一個較為獨立式的機器，當需要進行相關作業(yè)時，再對其進行有效連接。筆者針對相關調查和研究后發(fā)現(xiàn)，作業(yè)機和拖拉機的連接方式，主要包括了懸掛式、半懸掛式、牽引式等多種內容。其中，應用較為廣泛的便是懸掛式機器。從牽引式農機特點來看，在開展測量工作時，只需要借助到拉力傳感器或機械式拉力表的積極作用，并將其放置在拖拉機和農具之間即可完成規(guī)定任務和目標。將作業(yè)機運用到田間作業(yè)時，其速度、阻力、部件位置都會進行變動和調整，從而無法保持在相對較為穩(wěn)定的狀態(tài)中。從該方面特點來看，作業(yè)機械的力學平衡也是表現(xiàn)出了較為明顯的動態(tài)性平衡的特點。從其影響來看，會在很大程度上影響著作業(yè)機械的工作穩(wěn)定性、動力消耗以及作業(yè)質量等多方面內容。而對于牽引力位置來講，其主要是會影響到作業(yè)機械的平衡狀態(tài)。因此，在進行相關研究時，需要綜合考慮到該方面影響因素。

1.2 牽引力傳感器的結構

綜合對牽引力傳感器內部結構研究可以發(fā)現(xiàn)，在測力裝置方面，主要包含了上懸臂梁式測力傳感器、框架、下測力傳感器和連接板四個主要部分組合而成。其中，上傳感器需要和拖拉機懸掛機構上拉桿部分進行連接。框架上部分存在著一個構件，其能夠和農具上掛接點進行連接。在下傳感器方面，其呈現(xiàn)出了較為明顯的“一”字形結構特點。具體來看，其兩邊呈現(xiàn)出了“銷狀”性結構的彈性元件，其兩端會和拖拉機懸掛機構兩下拉桿進行有效連接，組成一種較為完整的結構。從其特點來看，安裝過程較為簡單，可操作性強，能夠快速實現(xiàn)商品化。

2 牽引力傳感器的測力原理

1）懸掛牽引阻力測試。在進行該部分內容操作時，主要利用的是東方紅-802和懸掛四鏵犁的積極作用，共同組成測試系統(tǒng)，其耕深為210mm～230mm。

2）測力裝置應用。在進行CLx30型測力裝置應用過程中，需要將其和東方紅-802或者拖拉機懸掛機構進行有效連接，確保整個系統(tǒng)能夠處于穩(wěn)定運行狀態(tài)中。安排相關工作人員加強動態(tài)化監(jiān)控，如果其中發(fā)現(xiàn)了任何不合理的問題，可以對其進行及時有效的調整，從而避免不必要的事故發(fā)生。

3）數(shù)據(jù)采集卡。在選擇數(shù)據(jù)采集卡時，需要結合數(shù)據(jù)量、工作時間、數(shù)據(jù)采集卡存儲量等多方面內容進行綜合性考慮。不同數(shù)據(jù)卡性能指標不同，產(chǎn)生的效果也會有所差異，這些都是在選擇數(shù)據(jù)采集卡時，需要重點考慮到的問題。

4）微機。在微機方面的內容，主要包含了兩種類型：①單板機和CX-1危機信號分析儀。從這種分析儀器特點來看，其中包含了數(shù)據(jù)采集接口，對其進行調整之后，能夠直接完成數(shù)據(jù)收集和采集工作。其中所出現(xiàn)的最大值、最小值和偏差都會進行直接展示，從而有效減輕了工作人員的工作壓力，提升了工作效率。②對臺式筆記本的應用和上述系統(tǒng)原理相同。

3 測試系統(tǒng)的組成及原理

3.1 測試系統(tǒng)的組成

本文在研究過程中，主要是將懸掛四鏵犁作為研究對象，針對農機具牽引力測試系統(tǒng)的基本特點，對其進行簡要分析。該系統(tǒng)包含了大多數(shù)農機所共有的特性，為此便可以將其作為個例，對整個測試系統(tǒng)組成結構及其設計原理等方面內容進行分析。在該系統(tǒng)中，主要包含了懸掛四鏵犁、牽引力傳感器、動態(tài)應變儀等多種系統(tǒng)和部件。在測試系統(tǒng)應用中，每一部件都發(fā)揮了其自身獨有的作用。

3.2 測試系統(tǒng)中主要模塊的設計

3.2.1 測試系統(tǒng)中的應交儀模塊

在應交儀模塊中，其主要包括了橋路、放大器、振蕩器等部分內容所組合而成。根據(jù)具體測試工作要求來看，對應變片可以進行串聯(lián)、并聯(lián)或者混接處理。同時，如果有需要的話，也可以對其進行半橋或者全橋電路的組合。在整個系統(tǒng)中，放大器和振蕩器作為其中致為關鍵的部件，在很大程度上影響著最終的測試結果。為此，需要對該部分內容給予足夠重視度。從其影響來看，受這兩個部件影響最大的便是應變儀的靈敏度、線性度、輸出大小以及數(shù)值的精準度等方面內容。

針對各方面影響因素和需要著重注意的內容，本次設計所應用的是一種便攜式儀器。該儀器將電阻應變儀、平均值以及數(shù)據(jù)整理儀等多種儀器和電源部分進行有效連接，其產(chǎn)生的積極效果較為明顯。從其特點來看，體積小、質量輕，能夠被廣泛應用在各種農機具測量工作中。在傳統(tǒng)測量工作中，經(jīng)常會利用到電測車的積極作用，對農機具進行跟蹤和記錄。而在該系統(tǒng)中，則避免了電測車跟蹤任務的應用。即使在水田測試工作中，也能夠得到較為廣泛的應用。

3.2.2 測試系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集模塊

在進行該系統(tǒng)設計時，數(shù)據(jù)采集卡方面主要利用到了16位精度ADC的積極作用。在模擬信號通道方面，總是會受到一些外界環(huán)境的干擾，如微弱信號、噪聲、高頻率波等方面影響。為此，對其進行了放大電路和可編程增益放大電路設計。在數(shù)字電路部分的設計中，主要是利用到了EP2C8Q208、FPGA和車載導航儀的積極作用。其中，在進行數(shù)據(jù)采集模塊設計時，需要將EP2C8Q208作為核心。在其應用過程中，可以很明顯發(fā)現(xiàn)：FPGA時序性較為嚴格，車載導航儀運行速度快、可編程性能良好的優(yōu)勢較為明顯。針對具體工作內容，只需要將系統(tǒng)在不同控制狀態(tài)下的信號引入到FPGA系統(tǒng)中，結合其獨具特色的容量大、可現(xiàn)場編程的優(yōu)勢和特征，針對現(xiàn)場中所涉及到的各種數(shù)據(jù)和內容進行現(xiàn)場修訂。從其影響來看，這能夠在很大程度上提升工作效率，節(jié)省了許多不必要的工作環(huán)節(jié)，從而進一步提升系統(tǒng)設計的合理性、科學性和靈活性。另外，還會利用到DSP系統(tǒng)的積極作用。該系統(tǒng)中會存在著一個較為重要的預處理功能。將其運用到該系統(tǒng)中，能夠有效提升數(shù)據(jù)處理的精準率。若能夠在開展PCB系統(tǒng)布線工作中，考慮到濾波、接地和信號走線等多方面影響因素，還可以在一定程度上有效提升數(shù)據(jù)采集卡的可靠性和準確性。

3.2.3 測試系統(tǒng)中的信號分析儀模塊

信號分析儀模塊主要包含了計算機系統(tǒng)、接入接口、轉化器、微型打印機等組成部分。其中，TP801單板計算機作為整個模塊的核心所在，借助到其他輔助系統(tǒng)和模塊的積極作用，能夠有效提升信號分析效果和質量。當接收到模擬量信號之后，可以將其傳輸?shù)讲蹇谥?。之后，結合具體工作需求和系統(tǒng)運行狀況，對系統(tǒng)著重出現(xiàn)的各種數(shù)據(jù)進行采樣和數(shù)據(jù)模塊轉化工作。將其轉化為相應的數(shù)字量，并傳輸?shù)絾伟鍣CP10接口之后，便可以有序開展后續(xù)工作內容。在完成了上述工作內容之后，便可以對所輸入的各種數(shù)據(jù)進行運算和運用，這些被運算過的數(shù)據(jù)和結果會被打印和錄制。如果有需要的話，還可以借助到大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的積極作用，將該部分所出現(xiàn)的各種數(shù)據(jù)和信息及時傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為后期工作順利開展提供充足數(shù)據(jù)支撐。數(shù)據(jù)內容主要包括了最大值、最小值、平均值、系數(shù)、概率分布圖等多方面內容，其中每一項數(shù)據(jù)都可能會在某種程度上影響著系統(tǒng)運行，為此，便需要加強對每個數(shù)據(jù)的登記和管理。隨后，當脈沖量經(jīng)過信號作用傳輸?shù)讲蹇谝院?，便可以對脈沖進行整形和傳輸工作，將其送至CTC部分，進行時鐘計數(shù)處理。在完成了上述內容之后，其便可以通過單板機部分進行運算處理，在這部分所形成的各種數(shù)據(jù)和信息都會被保存在打印機上。打印結果要做好記錄和保存工作，另外，所出現(xiàn)的脈沖個數(shù)、危機信號等都會對數(shù)據(jù)準確性產(chǎn)生一定影響。若想進一步提升分析儀的效果，還需要對其進行實時性檢測，避免一些不必要問題的發(fā)生，進而提升數(shù)據(jù)的實時性和準確性。

4 電子測試系統(tǒng)軟件的應用

在電子測試系統(tǒng)軟件運用中，主要是將計算機Windows98／2000操作系統(tǒng)作為基礎性條件，同時輔助于其他系統(tǒng)和部件的積極作用，將Visual、Basic6.0中文版編制作為功能性系統(tǒng)，確保電子測試工作得以有序開展。從該軟件特點來看，各種數(shù)據(jù)都可以實現(xiàn)自動化采集，并且具備了數(shù)據(jù)收集、分析、統(tǒng)計、計算、回歸分析等多達10余種功能。其中，在開展具體工作中，數(shù)據(jù)采集功能可以結合具體工作需求進行有效調整和改進。

5 結束語

總體來看，在此次所設計的電子測試系統(tǒng)中，其所涉及到的測試系統(tǒng)儀器相對較少。借助計算機軟件的積極作用，對各種數(shù)據(jù)采集、分析進行有效處理，從而在一定程度上有效提升了數(shù)據(jù)測量的精準度。在該系統(tǒng)應用過程中，其操作較為簡單、功能豐富且全面，是一種較為先進的測試方法。在今后工作中，相關工作人員還需要結合具體工作需求，進行深入研究。