Устройство для непрерывного определения плотности почвы
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 вычислениясреднего 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 /)
СОЮЭ СОВКТСКИХ
КСПжЬЛИК.Я0 17ай д. щ) 5 "1 N 33/24
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОС ДМ СТВЯННЫй HOMHTET
ПО ИЭОБРЮЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 479О37О/ 15 (22) 28.11.89 (46) 15.О1.92. Нил. t 2 (71) Ленинградский сельскохозяйственный институт (72) F..И.Давидсон, В.С.Снегов и В.А,Нагаев (53) 624 ° 131.431.2 (088.8) (56) Патент ЧССР = 248318, кл. С О1 N 33/24, 1989, (54) УСТРОЙСТВО Д31Я НЕПРЕРЫВНОГ()
ОПРЕДЕЛЕНИЯ Ш1ОТНОСТИ ПОЧВЫ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к земледелии. 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
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к земледелии, и может быть использовано при измерении физико-механических свойств почвы как Объекта обработки почвообрабатывающими машинами.
Обобщенной характеристикой физикомеханических свойств почвы как условий работы сельскохозяйственных машин является ее плотность. Под плотностью понимается масса абсолютно сухой почвы, взятой беэ нарушения ее естественного сложения, в единицах объема. 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 значений свободного члена уравнения регрессии. Выход сумматора 9 подсоединен к входу элемента 1 1 индикации.
Функционирование устройства осуществляется в соответствии со следуищей формулой: о =а+Ьн т+с W, где g — плотность почвы, г/см, а — свободный член уравнения регрессии, mp — твердость почвы, Н/см ; W — влажность почвы, %; Ь, с — коэффициенты уравнения регрессии. Результат вычисления можно визуально фиксировать по показаниям элемента 1О индикации, 2 ил.
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 дат- ) чик 1 твердости почвы, систему оценки, 3, вкличаищуи блок 2 вычисления среднего значения твердости почвы, первый 3 и второй 4 задатчики значения коэффициентов уравнения регрессии, задатчик
5 влажности почвы, третий задатчик 6
17(15738 значения свободного .члена уравнения регрессии, первый 7 и второй H блоки умножения, сумматор 9 и элемент 1(l индикации ° Устройство для непрерывно5
ro определения плотности почвы реализует с.<(едующую зависимость, определенную по предварительному эксперименту: а + hvp+cW, где о - плотность почни, г/см ; а — свободный член уравнения;
l
Ь,с — коэфАициенты уравнения.
При этом величины коэААициентон уравнения регрессии с,b" и свободного члена "а" определяются ло инАормации, полученной н преднарительньж экспериментах по следун1(<(им Аормулам: г ро А
Ц=(Н 1 N
1,<2
15
25 плотность с — коэАфициент, учитывающий степень влияния влажности почвы на ее
50 плотность, В процессе измерения плотности почвы коэфАициенты уравнения регрессии не изменяются.
Задатчики 3-6 представляют собой
ИЗВЕСТНЫЕ Н;»I;«оГn»O«ВЫЧИСЛИтЕЛЬНОй технике уси.гите:I» с лотенциометром на входе и с ре-»<ст< ром в цепи обратной связи и сост< ят (<«Hl .2) из усилигде а, Ь, с — коэффициенты уравнения
3 регрессии;
U — плотность почвы, г/см ; (< — среднее значение твердори сти почни, Н/см ;
W((— влажность почвы, l;
I — количество реэультатон наблюдений.
Так как уравнение регрессии есть статически устойчивая связь, полученная в результате эксперимента, то размерность коэффициентов такова, что при умножении коэффициента на соответствующийфактор, т.е. твердость почвы—
Н/см и влажность почвы — /, получаем
40 единицы плотности почни — г/см . Физический смысл коэффициентов уравнения регрессии следующий: а — коэфАициент, учитывающий степень оиибки эксперимента;
Ь вЂ” коэ<зфициент> учитываю«(ий степень влияния твердости почни на ее теля 11, охваченного обратной связью с резистором 12, лотенциометра 13 и резистора 14, установленных на входе усилителя 11, Входи задатчикон соелинены с источником постоянного тока.
Набор коэффициентов Ь и с и свободного члена а уравнения регрессии осуществляется путем перемещения движка лотенциометра 13 соответствующего задатчика (3 ° 4,) или 6) до получения на выходе напряжения ((1<(b(y (,1=3,4, I
5,6), пропорционального набираемому значению коэффициента.
Причем
koc
elb(7<, К k ЬХ, где г — сопротивление части лотенциометра 11 от общей точки до движка;
К вЂ” полное сопротивление лотенциометра 11;
К c — сопротивление резистора 12 обратной связи усилителя 11;
k 1 — сопротивление резистора 12 входа усилите<(я !1; (( 1(ля упрощения процедуры набора коэффициентов потенниометры 13 могут быть снабжены икалой со значениями набираемого коэффициента. Устройство для определения плотности почвы работает следующим образом. При настройке устройства с помощью задатчикон 3,4,6 устанавливают значения коэффициентов и свободноГо члена уравнения регрессии, полученные при проведении предварительных лабораторных и поленьж исследований, которые включают получение синхронной информации о средней по I,ысоте слоя продольной твердости почни, влажности и плотности лри работе различных типов почнообрабатинающих ма(<п н. Получение информации о твердости почвы осуществляется прибором для непрерывного определения твердости почвы Влажность почвы определяют дискретно прибором AN-11, состоящим из 10(1 датчиков, инАормация о которых усредняется и вводится в эадатчик 5 до начала измерения плотности почвы. Плотность почни определяют по номограмме, предложенной !IHTHQBcKHM ° 17{ i >Н Расчеты коэ<1><1>и{(иентон и свободн >го ч.{ена уравнения регрессии провод}{т путем построения корреляционных таблиц. В силу линейности процессов твердости и плотности почвы и нали {ия высокой статистической связи коэ<Ы>ициенты и свободный член уравнения регрессии определяют из известных соотношений. Посредством задатчика 5 устанавливают значение влажности почны, предварительно определенное прибором AM-11 ° Устройство определяет плотность почвы по коррелируемым с нею твердости и влажности почвы. Твердость почни по глубине погружения датчика в нее изменяется. Конструкция датчика твердости предлагаемого устройства позволяет регистриронать среднюю по глубине твердость почни. При работе устройства датчик 1 тнердости протаскинается вдоль обрабатынаемого слоя почни и инд>ормация с него, характеризую{<{ая среднее по глубине значение твердости почвы, изменяется непрерывно по длине хода машины и поступает на блок ), где формируется сиг на{1, пропорцион<п{ь}{ь{11 среднему значению твердости почвы. Сигначы с 6 {ока 2 и .",адатчика 3 поступают в блок 7 и перемно>каются между собой, Выход}{-е сигналы .задатчиков 4 и 5 перемножаются в блоке Я, а выходные сигналы блоков задатчика 6 и блокон 7„ 8 сумл{ируются сумматором 9, Величина выходного сигнала сумматора 9, пропорциональная значению плотности почнь{ по ходу дни>кения агрегата, на котором установлен датчик твердс сти по {}1û, Отрв,«"ã<-и 1 г{ .< t :— n,{ет на элел{ент 11{ индик:{ц«и. УсТ1>ойсТНО поз но:,s«"Ò г1ОГ111<11{Т} Т<>ч— НОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ и:{ОТНОСТИ П зЧВЫ 5 за счет учета з}{ачени} влажн<>сти и> l ви. Устрс йство может быть и .toJ{1 з< нано на любых типах почвообраб<{т}.{в<{л{;их машин. Ф О р м у л а и з î 6 р е т е н и Устройство для непрерывного с ппеделения плотности почни, содержашее датчик твердости почвь{, ниходол{ свя15 э}{ННЫЙ С ПЕPI{hIM ВХОДОМ СИГТ ЕЛ{И ОЦЕН ки, осна{<{енной блоком настройки, о т л и ч а ю {{ е е с я тем, что, С ЦЕЛЬЮ ПОНЫНЕ НИЯ Т< Ч НОС ТИ ОГ{Р ЕД е. {Ения плотности почвы, оно с}{абжено 20 задатчиком влажности почв{1 соег}{1{ен1 ным выходом с вторим входом системы Оценки, вклю<{аю{<{ей дополнительнA три задатчика, блок ви шсления среднего 3начения, J1â<{ блока умножения и 25 с.мматор, при этом вход блока вичисII<.}{I»a среднего значения яв:{я ется первым входом системы оценки, а выход п<>дк<{ючен к перному входу первого 6лок.{ умножения, причем второй вход 30 з lä<{ò<{I{}<à, а гь}ход подключен к первому входу сумматора, lip{. этом вторым входом системы оценки яв;;яется 11<.рвый нхсд второго блока умнсжения, второй вход которогс соединен с. вихо35 дом Второго з ада тч{{ка ) а выход с вя 3:< }{ с вторым входом сумматора, третий нхс>д которого подключен к выходу трстьего задатчика, а вьгход связан 40 с входом блОка н {cjройки Выполненно го в виде элемента индик;{ции. 1705738 фИ Составитель Л. Пантелеева Редактор Л. Веселовская Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор Т.Палий Заказ 190 Тираж Подписное ВНИЙПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
