《智慧農業(yè)關鍵技術與裝備》第四章農田環(huán)境信息感知技術機電工程學院4.14.2概述傳感器技術4.34.4農田環(huán)境信息感知傳感器技術農田小氣象（小氣候）3第四章農田環(huán)境信息感知技術4.3農田環(huán)境信息感知傳感技術4.3.1溫度傳感器溫度傳感器能將所感受到的溫度轉換成可用輸出信號。根據(jù)測量方式可分為接觸式和非接觸式。根據(jù)傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。1.接觸式溫度傳感器溫度計通過熱量傳導或對流達到熱平衡，從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度，其測量精度較高。電阻式溫度檢測器：它的電阻值隨溫度的上升而改變，若其電阻值隨溫度的上升而上升稱為正電阻吸收，若其電阻值隨溫度的上升反而下降就稱為負電阻系數(shù)。（以PT100為例）PT100（-200℃-650℃）用Pt做成，一般使用電橋測量方法，通過恒定電流的方式將變化的阻值轉化為變化的電壓值，并通過信號放大、信號濾波與模擬信號處理后由A/D采集獲取PT100的阻值，通過查表的方法準確測量出環(huán)境溫度信息。2.非接觸式溫度傳感器多用來對動態(tài)物體、小目標和熱容量小或溫度變化迅速對象的表面溫度進行測量，也可以用于測量溫度場的溫度分布。4.3.2熱電偶和熱電阻傳感器4.3.1溫度傳感器信號的性質檢測溫度范圍材料熱電阻傳感器電阻，溫度的變化使電阻產生正的或負的阻值變化0-150℃溫度變化敏感的金屬材料熱電偶傳感器電壓，隨溫度的改變而改變0-1000℃兩種不同的金屬材料組成VS熱電偶傳感器工作原理：焊接兩種不同材料的導體或半導體A和B，構成一個閉合回路，當A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間形成溫差時，兩種之間便產生電動勢，因而在回路中形成一個大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應。熱電阻傳感器工作原理：利用物質在溫度變化時自身電阻也隨著發(fā)生變化的特性來測量溫度。將熱電阻的受熱部分（感溫元件）用細金屬絲均勻地纏繞在絕緣材料制成的骨架上，當被測介質中有溫度發(fā)生變化時，所測得的溫度是感溫元件所在范圍內介質中的平均溫度。4.3.2熱電偶和熱電阻傳感器1.氯化鋰濕度傳感器1）電阻式氯化鋰濕度計價廉、結構簡單且精度高等優(yōu)點2）露點式氯化鋰濕度計利用氯化鋰飽和水溶液的飽和水汽壓隨溫度變化而進行工作。2.碳濕敏元件響應速度快、重復性好、無沖蝕效應和滯后環(huán)窄。3.氧化鋁濕度計體積小，靈敏度高，響應速度快，測量信號直接以電參量的形式輸出。4.陶瓷濕度傳感器高溫條件下測量濕度4.3.3濕度傳感器光照度即每平方米的流明（lm)數(shù)，也稱為勒克斯（lx),是照明的國際單位，反應光照強度的一種單位。光電式傳感器是一種將電元件作為檢測原件，將光通量轉換為電量感器，一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。其工作原理是把被測量的變化轉換成光信號的變化，借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。4.3.4光照傳感器1.吸收式將被測物體置于恒定光源與光電元件之間，根據(jù)被測物對光的吸收程度或對其譜線的選擇來測定被測參數(shù)，如測量液體、氣體的透明度。4.3.5光電傳感器2.反射式由恒定光源發(fā)出的光投射到被測物體上，被測物體把部分光通量反射到光電元件上，根據(jù)反射的光通量多少測定被測物表面狀態(tài)和性質，如測量零件的表面粗糙度、表面缺陷、表面位移等。4.3.5光電傳感器3.遮光式是被測物體位于恒定光源與光電元件之間，光源發(fā)出的光通量經被測物遮去一部分，使作用在光電元件上的光通量減弱，減弱的程度與被測物在光學通路中的位置有關。測量長度、厚度、位移線、角位移、振動等。4.3.5光電傳感器4.輻射式被測物體本身就是輻射源，它可以直接照射在光電元件上，也可以經過一定的光路后作用在光電元件上。包括光電高溫計、比色高溫計、紅外偵查、紅外遙感應用：防火報警、構成光照度計。4.3.5光電傳感器控制二氧化碳濃度的高低對作物產量具有重大的影響。1.二氧化碳傳感器類型1）半導體式二氧化碳傳感器2）催化劑二氧化碳傳感器3）熱導池式二氧化碳傳感器4）電化學式二氧化碳傳感器5）紅外線二氧化碳傳感器二氧化碳作為光合作用的主要原料，其濃度高低直接關系到農作物的光合效率，決定著農作物的生長成熟、質量及產量。