Устройство для определения полноты разрезания петель на поверхности ворсуемого материала Советский патент 1992 года по МПК G01N33/36 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к земледелию, и может быть использовано при измерении физико-механических свойств почвы как Объекта обработки почвообрабатывающими машинами.

Обобщенной характеристикой физико- механических свойств почвы как условий работы сельскохозяйственных машин является ее плотность. Под плотностью понимается масса абсолютно сухой почвы, взятой без нарушения ее естественного сложения, в единицах объема.

Цель изобретения - повышение точности определения плотности почвы,,

На фиг.1 изображена схема устройства для непрерывного определения плотности почвы; на фиг.2 - структурная схема задатчиков.

Устройство для непрерывного определения плотности почвы содержит цат чикх1 твердости почвы, систему оценки, включающую блок 2 вычисления среднего значения твердости почвы, первый 3 и второй 4 задатчики значения коэффициентов уравнения регрессии, задатчик 5 влажности почвы, третий задатчик 6

XI

О

ел VJ

00

00

значения свободного -члена уравнения регрессии, первый 7 и второй 8 блоки умножения, сумматор У и элемент 111 индикации. Устройство для непрерывного определения плотности почвы реализует следующую зависимость, определенную по предварительному эксперименту:

8 а + bnp+cW, где о плотность почвы, г/см3;

а - свободный член уравнения; т среднее по глубине значение,

твердость почвы, Н/см2; W - влажность почвы, %; Ь,с - коэффициенты уравнения.

При этом величины коэффициентов уравнения регрессии с ,Ь и свободного члена а определяются по информации, полученной в предварительных экспериментах по следующим формулам:

Ou,

1Ы

7 «

2

U 1

VI 2

ч

где а,Ь,с

&и

ри

We,

п

коэффициенты уравнения регрессии;

плотность почвы, г/см3; среднее значение твердости почвы, Н/см2; влажность почвы, %; К - количество результатов

наблюдений.

Так как уравнение регрессии есть статически устойчивая связь, полученная в результате эксперимента, то размерность коэффициентов такова, что при умножении коэффициента на соответст- вующийфактор, T.et твердость почвы - Н/см2 и влажность почвы - % получаем единицы плотности почвы - г/см3 . Физический смысл коэффициентов уравнения регрессии следующий:

а - коэффициент, учитывающий степень ошибки эксперимента;

b - коэффициент, учитывающей степень влияния твердости почвы на ее плотность;

с - коэффициент, учитывающий степень влияния влажности почвы на ее плотность.

В процессе измерения плотности почвы коэффициенты уравнения регрессии не изменяются.

Задатчики 3-6 представляют собой известные в аналоговой вычислительно технике усилителя с потенциометром на входе и с резистором в цепи обратной связи и состоят (фиг. 2) из усили

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

теля 11, охваченного обратной связью с резистором 12, потенциометра 13 и резистора 14, установленных на входе усилителя 11. Входы задатчиков соединены с источником постоянного тока.

Набор коэффициентов b и с и свободного члена а уравнения регрессии осуществляется путем перемещения движка потенциометра 13 соответствуищего за- датчика (3,4,5 или 6) до получения на выходе напряжения , (,4, 5,6), пропорционального набираемому значению коэффициента.

Причем

- г Н КА.С..Т.

ь1х: к R, ьех;

где г - сопротивление части потенциометра 11 от общей точки до движка;

К - полное сопротивление потенциометра 11; Кос - сопротивление резистора 12

обратной связи усилителя 11; К - сопротивление резистора 12

входа усилителя 11;

LT61C. - входное напряжение i-го за- датчика .

Для упрощения процедуры набора коэффициентов потенциометры 13 могут быть снабжены шкалой со значениями набираемого коэффициента.

Устройство для определения плотности почвы работает следующим образом.

При настройке устройства с помощью задатчиков 3,4,6 устанавливают значения коэффициентов и свободного члена уравнения регрессии, полученные при проведении предварительных лабораторных и полевых исследований, которые включают получение синхронной информации о средней по ьысоте слоя продольной твердости почвы, влажности и плотности при работе различных типов почвообрабатывающих машин.

Получение информации о твердости почвы осуществляется прибором для непрерывного определения твердости почвы.

Влажность почвы определяют дискретно прибором АК-11, состоящим из 1(1(1 датчиков, информация о которых усредняется и вводится в задатчик 5 до начала измерения плотности почвы.

Плотность почвы определяют по номограмме, предложенной Литновским.

Расчеты коэффициентов и свободного члена уравнения регрессии пролодят путем построения корреляционных таблиц. В силу линейности процессов твердости и плотности почвы и наличия высокой статистической связи коэффициенты и свободный член уравнения регрессии определяют из известных соотношений. Посредством задатчика 5 устанавливают значение влажности почвы, предварительно определенное прибором АМ-11.

Устройство определяет плотность почвы по коррелируемым с нею твердости и влажности почвы. Твердость почвы по глубине погружения датчика в нее изменяется. Конструкция датчика твердости предлагаемого устройства позволяет регистрировать среднюю по глубине твердость почвы.

i

При работе устройства датчик 1

твердости протаскивается вдоль обрабатываемого слоя почвы и информация с него, характеризующая среднее по глубине значение твердости почвы, изменяется непрерывно по длине хода машины и поступает на блок 2, где формируется сигналт, пропорциональный среднему значению твердости почвы. Сигналы с блока 2 и падатчика 3 поступают в блок 7 и перемножаются между собой. Выходные сигналы задатчикон 4 и 5 перемножаются в блоке И, а выкодные сигналы блоков задатчика 6 и блоков 7 8 суммируются сумматором 9. Величина выходного сигнала сумматора 9, пропорциональная значению плотности почвы по ходу движения агрегата, на котором установлен датчик

5

0

5

0

5

0

твердости почпы, отражается, и поступает на элемент 10 индикации.

Устройство позволяет повысить точность определения плотности почвы за счет учета значений влажности почвы. Устройство может быть использовано на любых типах почвообрабатыпаючшх машин. Формула изобретения

Устройство для непрерывного определения плотности почвы, содержащее датчик твердости почвы, выходом связанный с первым входом системы оцен-, ки, оснащенной блоком настройки, о т л и ч а и щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения плотности почвы, оно снабжено задатчцком влажности почвы, соединен- ным выходом с вторым входом системы оценки, включающей дополнительно три задатчика, блок вычисления среднего значения, два блока умножения и сумматор, при этом вход блока вычисления среднего значения является первым входом системы оценки, а выход подключен к первому входу первого блока умножения, причем второй вход последнего сгязан с выходом первого задатчика, а выход подключен к первому входу сумматора, при этом вторым входом системы оценки является первый вход второго блока умножения, второй вход которого соединен с. выходом второго задатчика, а выход связан с вторым входом сумматора, третий вход которого подключен к выходу третьего задатчика, а выход связан с входом блока настройки, выполненного в виде элемента индикации.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к земледелию. Цель изобретения - повышение точности определения плотности почвы. В устройстве для непрерывного определения плотности почвы выход датчика твердости почвы соединен с входом блока 2 вычисления- среднего значения твердости почвы. При этом выход блока 2 и выход первого задатчика 3 значения коэффициента управления регрессии через первый блок 7 умножения связан с первым входом сумматора 9, а выход задатчика 5 значения влажности и второго задатчика 4 значения коэффициента уравнения регрессии через второй блок 8 умножения подключен к второму входу сумматора 9. Причем третий вход сумматора 9 соединен с выходом третьего задатчика h значений свободного члена уравнения регрессии. Выход сумматора 9 подсоединен к входу элемента 111 индикации. Функционирование устройства осуществляется в соответствии со следующей формулой: 8 а+Ьпр+с V, где U - плотность почвы, г/см3, а - свободный член уравнения регрессии, Гор - твердость почвы, Н/см2; W - влажность почвы, %; Ь, с - коэффициенты уравнения регрессии. Результат вычисления можно визуально фиксировать по показаниям элемента Ю индикации. 2 ил. г /)