專利名稱：植物生長密度測定儀的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種用于植物生長密度定量測量的儀器，屬于農業(yè)測量儀器的技術領域。
光照與通風對植物的生長起著十分重要的作用，而植物的生長密度直接影響著通光量與通風量。定量分析種植密度與高產豐產之間的關系，是農業(yè)科學研究的重要課題之一。在實踐中，人們把植物叢中陽光透射的光斑的個數，作為測定植物生產密度的參數。長期以來，測量光斑的個數，一直沒有定量檢測儀器，傳統(tǒng)的方法是采用“標桿計數”的方法。測量時，在植物叢中用若干標有尺寸刻度的木桿，在單位面積內搭一立體框架，由人工逐個的數計光斑的個數，光斑數少，說明植物密度大，反之密度小。這種方法費力、費時，誤差很大。到目前為止，檢測植物生長密度的手段仍停留在此種原始測量水平上。
本實用新型的發(fā)明目的是提供一種用光電信號直接自動測量的植物生長密度測量儀。
本實用新型的植物生長密度測定儀主要由以下幾個部分所組成，即數字顯示器(1)、譯碼器A(2)、譯碼器B(3)、計數器A(4)、計數器B(5)、基準采樣(6)、V／f轉換器(7)、控制門(8)、D／A轉換器(9)、比較器(10)、時基發(fā)生器(11)、采樣矩陣(12)、掃描器(13)、整形電路(14)、地址發(fā)生器(15)、時鐘(16)、分頻器(17)、測量鍵(18)、清零鍵(19)、基準鍵(20)、清基鍵(21)、探桿(22)。
采樣矩陣由光敏管所組成，并在探桿(22)上以直線排列，該矩陣的功能是采集植物叢中陽光射入的光斑密度信號，當按下測量鍵時，地址發(fā)生器送出時序脈沖串作為地址信號控制掃描器對采樣矩陣進行逐列逐行掃描，檢出被陽光照射到的光敏管個數，以脈沖形式經整形電路整形后送往比較器與基準信號進行比較。
掃描器由兩片型號為“4051”的集成電路所組成，并由這兩片集成電路組成7列8行的掃描矩陣與由光敏管組成的采樣矩陣相接，對光敏管進行掃描，光敏管分別接在行、列之間的交點上。
基準采樣(6)由一只光敏管Dt和一只可變電阻W所組成，該光敏管Dt的負極接正電源，正極接可變電阻W的一個固定端，可變電阻的可變端與V／f轉換器(7)即IC17的“9”腳相接，可變電阻的另一個固定端通過一只電阻接地。
不同季節(jié)、不同時辰、陽光的照度是不同的，測量時必須以當時陽光照度作為測量基準。因此基準采樣將光強信號轉換為電壓信號送入V／f轉換器，當按下基準鍵時，時基發(fā)生器將控制門打開，V／f轉換器送出頻率與照度成正比的脈沖串進入D／A轉換器。脈沖串被存貯在D／A轉換器中并被轉換為與脈沖個數成正比的模擬電壓信號作為基準信號。
整形后的光斑脈沖信號與基準信號通過比較器進行幅值比較。若脈沖幅值大于基準信號幅值，則光斑脈沖被送到B計數器進行計數，并被存貯在B計數器中。利用測量鍵可進行多次測量，B計數器記錄測量的次數，A計數器將各次測量的光斑數自動累加并貯存。
測得的光斑數和測量次數分別經B譯碼器和A譯碼器譯碼后送入顯示器分別顯示。
時鐘發(fā)生器產生方波信號，一部分做為地址發(fā)生器的時鐘和掃描器的選通信號，另一部分經分頻器分頻后做為顯示器公共端的交流驅動信號。
按下清零鍵可以清除已存貯的測量數據。
按下清基鍵可以清除已存貯的基準值。
本實用新型的植物生長密度測定儀其優(yōu)點在于1.檢測方便、準確，適應性強，勞動強度低。該儀器具有自動光強控制功能，可根據光強變化自動調整基準，因此在不同季節(jié)、不同時辰均可使用。
2.讀數直觀。該儀器直接顯示檢測的光斑數，多次測量自動累加，并顯示測量的次數。
3.檢測快速、可靠，一次測量時間少于10毫秒，因此能完全避免手抖動等因素造成的測量誤差。
4.使用簡單、攜帶方便，自重輕，耗電省，成本低，能完全取代目前人工數光斑數的測量方法。
圖1是本實用新型的結構框圖。
圖2是本實用新型的電路原理圖。
圖3是本實用新型的外型結構圖。
本實用新型的實施方案如下數字顯示器(1)由6位數碼管組成，前4位顯示測量數據，后2位顯示測量次數。譯碼器A(2)即IC1－4由4塊型號為“4543”的集成電路組成，該譯碼器A驅動前4位顯示器。譯碼器B(3)即IC5－6由2塊型號為“4543”的集成電路組成，該譯碼器B(3)驅動后兩位顯示器。計數器A(4)即IC7－8由兩塊型號為“4518”的集成電路組成驅動譯碼器A(2)，計數器B(5)即IC9由一塊型號為“4518”的集成電路所組成，驅動譯碼器B(3)?；鶞什蓸?6)由光敏管Dt、可變電阻W以及IC19共同組成，光敏管Dt的負極接正電源，正極接可變電阻的一個固定端，其可變端與V／f轉換器(7)即IC17的“19”腳相接。V／f轉換器(7)即IC17由集成電路“4046”組成?？刂崎T(8)即IC21，其型號為“4001”，D／A轉換器(9)即IC16、18，其中IC16為電阻網絡，IC18的型號為“4024”。比較器(10)即IC22，其型號為“358”，時基發(fā)生器(11)即IC20，其型號為“4046”，采樣矩陣(12)為50只光敏管所組成，與由IC12、IC13組成的掃描器(13)相接，IC12、13的型號均為“4051”，由這兩塊集成電路組成7列8行的掃描矩陣，對應地與采樣矩陣相接。整形電路(14)只占用IC15即“4011”的一半，另一半為時鐘(16)，地址發(fā)生器(15)由IC14即“4520”組成，分頻器(17)為IC11即“4013”，測量鍵(18)即K3、清零鍵(19)即K4、基準鍵(20)即K1，清基鍵(21)即K2。以上全部電路器件采樣矩陣外，均安裝于一塊線路板上，組成信號處理部分，該部分置于該測定儀的外殼內，而采樣矩陣的光敏管以直線排列在探桿(22)上，探桿(22)固定在信號處理部分的外殼上，使整個裝置成為一個整體，根據以上所述，便可組成本實用新型的植物生長密度測定儀。
權利要求1.一種植物生長密度測量裝置，由檢測部分和計算部分所組成，其特征在于該裝置主要由數字顯示器、譯碼器A(2)、譯碼器B(3)、計數器A(4)、計數器B(5)、基準采樣(6)、V/f轉換器(7)、控制門(8)、D/A轉換器(9)、比較器(10)、時基發(fā)生器(11)、采樣矩陣(12)、掃描器(13)、整形電路(14)、地址發(fā)生器(15)以及探桿(22)所組成，采樣矩陣(12)位于探桿(22)上，探桿(22)固定在信號處理部分的外殼上，使整個裝置成為一個整體。
2.根據權利要求1所述的植物生長密度測定儀，其特征在于采樣矩陣(12)由光敏管所組成，光敏管在探桿(22)上以直線排列。
3.根據權利要求1所述的植物生長密度測定儀，其特征在于掃描器(13)由兩片型號為“4051”的集成電路所組成，并由這兩片集成電路組成7列8行的掃描矩陣與由光敏管組成的采樣矩陣相接，對光敏管進行掃描，光敏管分別接在行、列之間的交點上。
4.根據權利要求1所述的植物生長密度測定儀，其特征在于基準采樣(6)由一只光敏管Dt和一只可變電阻W所組成，該光敏管Dt的負極接正電源，正板接可變電阻W的一個固定端，可變電阻W的可變端與V／f轉換器(7)即IC17的“9”腳相接。
專利摘要植物生長密度測定儀是一種能自動測量并顯示植物生長密度的小型測定儀器，屬于農業(yè)測量儀器的技術領域，它主要由數字顯示器、譯碼器、計數器、基準采樣、V/f轉換器、控制門、D/A轉換器、比較器、時基發(fā)生器、采樣矩陣、掃描器、整形電路、地址發(fā)生器及探桿所組成，采樣矩陣由光敏管所組成，直線排列在探桿上，探桿固定在該測定儀的外殼上，以形成一個整體，該測定儀檢測的速度快，準確度高，并且方便、省力、完全能代替目前人工數的測量方法。
文檔編號G01D21/00GK2077985SQ90214548
公開日1991年5月29日 申請日期1990年9月20日 優(yōu)先權日1990年9月20日
發(fā)明者高建國, 葉建勛, 沈再福 申請人:東南大學