昆蟲電荷特性測量與探測系統(tǒng)的研究.pdf

1、研究昆蟲的帶電特性對昆蟲生理研究、昆蟲探測和植物保護具有重要意義，但目前尚未有對昆蟲電荷特性非接觸式測量的有效手段，也沒有對鉆蛀類害蟲進行探測的有效手段。針對此現(xiàn)狀，本文建立了昆蟲電荷測量模型和昆蟲點電荷模型，進行了電荷感應的理論分析計算，設計制作了感應式電荷傳感器；并且設計制作了相應的高靈敏度、抗干擾的信號調理電路，進行了信號和噪聲分析；在此基礎上基于NI LabVIEW SignalExpress軟件和泰克示波器建立了昆蟲電荷特性測

2、量系統(tǒng)；并且搭建了相應的標定系統(tǒng)，進行了標定試驗和昆蟲電荷特性測量試驗；首次提出了基于電荷特性的昆蟲探測方法，進行了初步探索試驗和仿真計算。試驗結果表明，非接觸式昆蟲電荷測量的原理是正確的，測量系統(tǒng)符合設計指標，基于電荷特性的昆蟲探測方法是可行的。
　　 通過測量系統(tǒng)標定試驗，從大信號標定曲線可得出在整個量程內，該傳感器測量曲線跟模擬電場曲線和KDY-V型電場儀曲線吻合一致，說明該傳感器線性度和準確度較好；從小信號標定曲線可以看

3、出，在KDY-V型電場儀所不能覆蓋的小信號區(qū)域，標定曲線為過原點的直線，說明該傳感器對小信號的靈敏度和線性度都較高，在小信號范圍性能優(yōu)于KDY-V型電場儀。在整個量程內，該昆蟲電荷特性傳感器對勻強電場的靈敏度是0.05V/m，折算到電荷量靈敏度為0.03pC，線性度優(yōu)于2％，因此本系統(tǒng)有良好的線性度和較高的靈敏度，完全滿足設計指標和昆蟲電荷測量試驗的要求。
　　 通過黃粉蟲帶電量和電荷特性測量試驗可知，以200只黃粉蟲電荷量為樣

4、本進行測量和統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)黃粉蟲平均帶電量為-245.1×10-12C，標準差為±22.6。這說明黃粉蟲都帶負電荷，且?guī)щ娏糠秶鄬?，具有一定的代表性。通過對測量數(shù)據(jù)的頻域分析，可以得出黃粉蟲的電荷信號基本集中在低頻范圍，且在20Hz以內的能量較為集中的結論。
　　 通過對基于電荷模型的昆蟲探測原理的初步探索試驗，得出了電場反演計算的電場分布情況和電荷源位置信息，證明了根據(jù)電荷特性對鉆蛀害蟲進行探測的方法是可行的。下一步的研究方