Устройство для контроля нормы высева семян Советский патент 1982 года по МПК A01C7/00 

1

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначено для контроля нормы высева семян при работе посевных агрегатов.

Известно устройство для контроля нормы высева семян, содержащее датчик вы- 5 сева, датчик пути, распределитель импульсов, счетчик высеянных семян, микропроцессор, дешифратор и устройство индикации , позволяюш.ее определять среднее количество высеянных семян за один оборот JQ колеса сеялки по четырем измерениям 1.

Однако реализуемый известным устройством способ контроля нормы высева не соответствует суш.ествуюш.ей методике испытаний сеялок. Кроме того, датчик высева фиксирует -каждое высеянное семя, а 5 обш,ее количество семян за один оборот колеса подсчитывается счетчиком, что ограничивает сферу применения , устройства. Так, например, оно не может быть использовано для контроля нормы высева при ра- jo боте зерновых, овощных и некоторых других типов сеялок, когда высев семян осуществляется стохастическим потоком, вследствие чего подсчет количества семян оказывается практически невозможным. В известном устройстве не учитывается также различие по массе семян посевной фракции.

Наиболее близки.м к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее двухканальную цепь обработки сигналов, один канал которой включает измерительный преобразователь расхода семян, а другой - измерительный преобразователь скорости движения сеялки 2.

Однако это устройство измеряет текущее значение фактической нормы высева, причем последняя является случайной (в вероятностно-статистическом смысле) величиной, изменяющейся в широких пределах. Настройка же на норму высева и ее коутроль во время работы сеялки производится по среднему значению фактической нормы высева, определение которого не предусмотрено в этом устройстве. Кроме того, расход семян пропорционален средней частоте прохождения семян через датчик. Между тем, при работе ряда сеялок, например зерновых, овощных и др., такое определение расхода семян невозможно, так как высев семян осуществляется стохастическим потоком. Это обстоятельство ограничивает сферу применения устройства. Точность выполнения операции деления аналоговых еигналов, как праЕвило, невысокая.

Це;1Ь изобретения -- повышение точности измерений нормы высева и обеспечение контроля нормы высева при работе разлпч111:)1х тинов сеялок.

Поставленная цель достигается тем, что каждый канал цепи снабжен управляемым интегратором, пороговым элементом, блоками запуска и сброса, электронным калькулятором, задатчиком эталонных нанряжений и задатчиком времени измерений, при этом измерительные преобразователи в каждом канале подключены последовательно к управляемому интегратору и одному из входов порогового элемента, второй вход которого соединен с задатчиком эталонных напряжений а выход порогового элемента подключен одновременно к первому входу блока сброса, выход которого соединен с управляемым входом интегратора и первым входом блока запуска, причем выход последнего подключен к суммирующему входу электронного калькулятора, а вторые входы блоков сброса и запуска соединены с задатчиком времени измерений.

На чертеже изображена блок-схема устройства для контроля нормы высева семян.

Устройство состоит из канала измерения массы семян, содержащего измерительный преобразователь 1 расхода еемян, подключенный последовательно к управляемому интегратору 2 и одному из входов порогового элемента 3. Выход последнего подключен к первому входу блока 4 сброса, выход которого соединен с управляемым входом интегратора 2 и первым входом блока 5 запуска, причем выход последнего подключен к суммирующему входу электронного калькулятора 6. Другой канал - измерительный преобразователь скорости движения сеялки - содержит измерительный преобразователь 7 скорости движения сеялки, управляемый интегратор 8, пороговый элемент 9, блоки 10 и 11 сброса и запуска и электронный калькулятор 12, имеющие аналогичные связи, что и в первом канале. При этом вторые входы пороговых элементов 3 и 9 соединены с задатчиками 13 эталонных напряжений, а вторые входы блоков 4 и 10 сброса и блоков 5 и 11 запуска соединены с задатчиком 14 времени измерений.

Устройство работает следующим образом.

Измерительный преобразователь 1 расхода семян вырабатывает сигнал, пропорциональный массе или количеству семян, проходящих в единицу времени через некоторое горизонтальное сечение между высеваюндим аппаратом, в котором установлен чувствительный элемент, и почвой. Измерительный преобразователь 7 скорости вырабатывает сигнал, пропорциональный скорости сеялки, например, преобразует

скорость вращения колеса в частоту электрических импульсов.

Массу семян и пройденный сеялкой путь определяют путем непрерывно-дискретного

интегрирования по времени сигналов, поступающих от измерительных преобразователей 1 и 7 в каждый канал. Такой способ определения пути и массы семян позволяет обеспечить более высокую точность по сравнению с распространенными в сельском хозяйстве способами, основанными на подсчете числа оборотов колеса и количества семян. Управляемые интеграторы 2 и 8 выполнены на базе операционного усилителя с интегрирующей емкостью в цепи обратной

связи, которая заряжается при поступлении на вход каждого интегратора сигнала от измерительного преобразователя 1 или 7 и разряжается при подаче на управляемый вход интегратора сигнала от блока 4или 10 сброса.

Пороговые элементы 3 и 9 представляют собой устройства с двумя входами и одним выходом. Срабатывание порогового элемента происходит при превыщении напряжений на его первом входе, соединенном с

5 выходом интегратора, и на втором входе, соединенном с задатчиком 13 эталонных напряжений. Подаваемые на вторые входы пороговых элементов 3 и 9 напряжения от задатчика 13 задают величины интеграторов одного цикла, т. е. определяют дискрет0 ность интегрирования в каждом канале.

Блоки 4 и 10 сброса предназначены для возвращения интеграторов 2 и 8 соответственно в исходное (нулевое) состояние после окончания каждого цикла интегрирования. Блоки 5 и 11 запуска при поступлении на их первые входы сигналов от пороговых элементов, вырабатывает сигналы, поступающие на входы сумматоров арифметических устройств электронных калькуляторов 6 и 12. Блоки 5 и 11 запуска отпираются или

0 запираются при подаче на их вторые входы соответствуюндих импульсов от задатчика 14 времени. Выходы блоков сброса и запуска выполнены в виде электронных ключей, включенных параллельно накопительным конденсаторам интеграторов и цепям, коммутируемым клавищами электронных калькуляторов, выполняющими операцию сложения, соответственно.

Электронные калькуляторы 6 и 12 предназначены для введения масштабныхкоэф0 фициентов перед измерением, выполнения операции сложения циклов интегрирования с учетом масштабных коэффициентов, в режиме измерения, считывания результатов по окончании измерений и расчета нормы высева путем деления массы семян, ,высеянных за заданное время, на пройденный за то же время путь.

Численные значения элементарного пути ДЗ и элементарной массы Дш зависят

от коэффициента передачи каждого канала, типа и конструкции измерительных преобразователей и величин эталонных напряжений, поступающих на вторые входы пороговых элементов. Значения AS и Дт находятся при тарировке каналов и вводятся перед измерением в память электронных калькуляторов 6 и 12. В режиме измерения по окончании некоторого К-го цикла значение суммируется калькулятором 6 или 12 с суммой, накопленной за (К-1) цикл. Результат измерения отображается на цифровом индикаторе калькулятора. Использование электронных калькуляторов позволяет без ввода дополнительных регулировок в измерительные каналы производить измерения массы различных культур при различных типах и градуировочных характеристиках (в том числе нелинейных) измерительных преобразователей расхода семян и скорости сеялки, используя в каждом конкретном случае свои масштабные коэффициенты или программы.

Задатчик 14 времени измерений вырабатывает начальный и конечный импульсы, управляющие началом и окончанием измерений по обоим каналам. Наличие задатчика 14 в устройстве необходимо и потому, что для некоторых типов измерительных преобразователей расхода семян (напри.мер, пьезоэлектрических) значения .масштабных коэффициентов зависят от времени измерений. При подаче начального и конечного импульсов от задатчика 14 времени на вторые входы блоков 4 и 10 сброса последние срабатывают, при этом интеграторы 2 и 8 сбрасываются в исходное (нулевое) состояние. При подаче начального импульса на вторые входы блоков 5 и 11 запуска они отпираются. При подаче конечного импульса на вторые входы устройств запуска последние запираются.

До Начала измерения после включения схемы питания устройства с помощью операционных клавищ и клавиш ввода данных в память электронных калькуляторов 6 и 12 вводятся масштабные коэффициенты.

При работе сеялки и наличии сигналов на выходе измерительных преобразователей 1 и 7 включается задатчик 14 времени, на выходах которого генерируются начальные импульсы, вызывающие отпирание блоков 5 и II запуска и срабатывание блоков 4 и 10 сброса, которые, в свою очередь, сбрасывают интеграторы 2 и 8 в исходное (нулевое) состояние. После этого на выходах интеграторов 2 и 8 начинают накапливаться напряжения, пропорциональные соответственно массе семян и прой.1Генному сеялкой пути, которые подаются на первые входы пороговых элементов.Поскольку оба канала работают аналогичным образом, то описывается работа одного из них. При достижении на выходе интегратора 2 напряжения, равного эталонному напряжению, поданному на второй вход порогового элемента 3 от задатчика 13, на выходе порогового элемента 2 появляется перепад напряжения, вызывающий срабатывание блоков 4 и 5 сброса и запуска.

Сигнал с выхода блока 5 запуска поступает на суммирующий вход электронного калькулятора 6, который выполняет операцию сложения. Сигнал с выхода блока 4 сброса поступает на управляющий вход интегратора 2, сбрасывая последний в нулевое состояние.

После сброса интегратора начинается второй цикл интегрирования, в конце которого срабатывают пороговый элемент 3, блок 4 сброса и блок 5 запуска, в результате чего калькулятором 6 выполняется операция сложения, а интегратор сбрасывается в нулевое состояние, и т. д.

По окончании заданного времени измерений задатчик 14 времени вырабатывает сигналы, которые поступают на вторые входы б.токов сброса 4, 10 и запуска 5, II. Блоки сброса срабатывают и обнуляют интеграторы, а блоки запуска запираются. При этом показания цифровых индикаторов электронных калькуляторов 6 и 12 соответствуют

высеянной массе семян и пройденному сеялкой пути за заданное время измерений. Далее с помощью одного из калькуляторов рассчитывается фактическая норма высеЕ а. Применение изобретения позволит повысить точность измерений, а также обеспечить контроль нормы высева при работе различных типов сеялок.

Формула изобретения

Устройство для контроля нормы высева семян, содержащее двухканальную цепь обработки сигналов, один канал которой включает измерительный преобразователь расхода семян, а другой - измерительный преобразователь скорости движения сеялки,

отличающееся те.м, что, с целью повышения точности измерения нормы высева и обеспечения контроля нормы высева при работе различных типов сеялок, каждый канал цепи снабжен управляемым интеграторо.м, пороговым элементом, блоками запуска и сброса,

5 электронным калькулятором, задатчиком эталонных напряжений и за.аатчиком времени измерений, при это.м из.мерительные преобразователи в каждом канале подключены последовательно к управляюще.му интегратору и одному из входов порогового элемента, второй вход которого соединен с задатчикЬм эталонных напряжений, а выход порогового эле.мента подключен одновременно к первому входу блока сброса, выход которого соединен с управляе.мым входом интегратора и первы.м входо.м блока запуска, приче.м выход последнего подключен к суммирующему входу электронного калькулятора, а вторые входы блоков сброса и

запуска соединены с задатчиком времени измерений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

. Бузенков Г. М. и др. Автоматизация посевных агрегатов. М., Россельхозиздат, 1979, с. 69.

2. Авторское свидетельство СССР № 512731, кл. А 01 С 7/00, 1976 (прототип).