現代農業中用到了哪些感測技術？

感測器是指能感受規定的被測量，並按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。其原理是利用物理效應、化學效應及生物效應，把被測的物理量、化學量、生物量等非電量轉換成電量。感測器技術是現代信息技術的重要基礎技術之一，許多國家都把感測器技術列為尖端技術。現代農業是取代傳統農業，以現代科學技術和設備武裝的，並以現代管理方法來經營的社會化、商品化農業，是國民經濟中具有較強競爭力的現代產業。在現代農業中的各個環節中，感測器技術得到了非常廣泛的應用。

現代農業中所用感測器種類

溫度感測器。溫度感測器種類很多，有利用熱電效應的熱電偶感測器、利用熱電阻效應的金屬熱電阻感測器和半導體熱敏電阻感測器、晶體管 PN結溫度感測器、集成溫度感測器以及近幾年發展起來的光纖溫度感測器等，應用這些感測器，可以實施溫度的適時測量。

濕敏感測器。濕敏感測器可以感受大氣濕度並轉換成適當電信號。根據感測器原理不同，常用濕敏感測器分為燒結型半導體陶瓷濕敏感測器、多孔氧化物濕敏感測器、結型和 MOS型濕敏感測器、氯化鋰濕敏感測器、羥乙基纖維素碳濕敏感測器及高分子電解質濕敏感測器等。

氣敏感測器。氣敏感測器可檢測氣體（多數為空氣）中的特定成分，並將其變換成相應的電信號輸出，氣敏感測器可分為半導體氣敏感測器、固體電解質氣敏感測器、濃差電池型氣敏感測器和組合電位器型氣敏感測器等多種類型，其中最常用的是半導體氣敏感測器。

pH值感測器。p H 值感測器是根據電化學中電位測量法而工作的，可用於在線測量溶液的酸鹼度。一般由測量電極和參比電極組成。測量電極一般採用玻璃電極，參比電極有甘汞電極和銀 - 氯化銀電極兩種。

光電感測器。光電感測器種類亦很多，有利用外光電效應的光電管和光電倍增管，利用光電導效應的半導體光敏電阻，利用光生伏特效應的光敏二極體、光敏三極體及光電池，利用光的全反射的光纖感測器，及在 MOS 集成電路技術基礎上發展起來的 CCD感測器（又稱電荷耦合器件）等。

壓力感測器。可以測量壓力的感測器很多，根據電阻應變效應製成的應變式電阻感測器、根據壓阻效應製成的壓阻式感測器、根據壓電效應製成的壓電式感測器及電感式、電容式感測器都可以測量介質的壓力。

生物感測器。生物感測器在國民經濟中的臨床診斷、工業控制、食品和藥物分析、環境保護、現代農業以及生物技術、生物晶元等研究中應用廣泛。生物感測器根據分子識別元件（即敏感元件）的不同可分為五類：酶感測器，微生物感測器，細胞感測器，組織感測器和免疫感測器。

感測器在現代農業中的應用現狀

育種育苗中的應用。育種對促進農作物生產有非常顯著的作用，可以提高農作物產量、增強抗病性、提高生產效率。利用生物感測器可以操縱種子的基因，培養出優良品種，同時可以縮短育種的周期。如西班牙的科學家利用生物感測器，控制玉米種子的遺傳基因, 培育出防脫水基因的優良玉米種子。近年來，一般採用溫室提前育苗的方法，可以使應季蔬菜提前上市，提高農產品的附加值，溫室育苗也提高了農作物的質量和產量，增加了農民的收入。育苗過程中，需要對溫室環境的溫度、濕度、光照情況、空氣中 CO2濃度、土壤酸鹼度和養分等參數進行檢測或調節，可以選用溫度感測器、濕度感測器、光電感測器、氣體感測器、p H 值感測器、生物感測器等進行適時測量，然後感測器將測量信號送入顯示控制儀錶，適時顯示測量值，當某些參數超標時，控制器可啟動執行機構自動進行調節。

農產品分類中的應用。成熟後的農產品一般都要進行分類收儲或分類加工，如玉米按含水量分為不同的質量等級，水果按形狀和大小分級或按含糖度分級。在分類的過程中，離不開溫濕度感測器、光電感測器以及壓力感測器的檢測。

農產品儲藏中的應用。隨著人口的增加, 耕地面積不斷減少, 使得糧食生產和儲藏己成為世界性的問題, 同時糧食的安全儲藏也是國家備戰和預防災荒的重要戰略決策，而糧庫儲糧監測技術是科學保糧的關鍵技術之一。糧食入庫程序一般為：除塵滅菌風( 烘) 干清(分) 選稱重運輸開啟入庫閥門糧食入庫達到糧食入庫的上料位入庫停止。在糧食入庫過程中，要用稱重感測器進行稱重，用濕度感測器檢測糧食水分，用料位感測器進行料位的監測。一般可以由壓電感測器或電阻應變感測器構成稱重感測器，由電容感測器、電感感測器、光電感測器中的一種構成料位感測器。糧食在儲存過程中要用到溫度感測器和濕度感測器對糧倉內外多點進行溫度和濕度的監測，當溫度或濕度超標時，可以及時進行報警，及時自動開啟或關閉機械通風設備，防止由於儲藏不當而引起糧食的發霉、腐爛、變質。

農業機械化及農業機器人中的應用。現代農業中廣泛使用各種農業機械。農業機械不論在其設計試驗階段還是在工作過程中都離不開感測器技術。如在進行犁體設計時，應保證其作業過程中所受阻力為最小，以減小工作時犁體磨損和農業機械的功率損耗，此時便可用應變式感測器測量犁體在不同的土壤環境工作時所受的阻力，設計人員便可根據感測器的測量數據科學合理地進行犁體曲面的設計；在現代農業中，既要保證農業灌溉，又要避免水資源的浪費，通過溫度、濕度感測器對農田的溫濕度進行自動測量，自動灌溉系統便可根據感測器的測量信號自動調節灌溉用水量等。農業機器人是用於農業生產的特種多功能農業機械。農業機器人的問世，是現代農業機械發展的結果，是機器人技術和自動化技術發展的產物。農業機器人所用感測器分機器人內部感測器和機器人外部感測器，由壓力感測器、溫度感測器、壓電感測器、光電感測器等構成機器人內部感測器，用來檢測內部狀態的各個參量，以便使機器人按規定的位置、軌跡、速度、加速度、和受力大小進行工作。

禽畜飼養方面的應用。禽畜飼養也是現代農業的重要組成部分。先進的禽畜飼養領域也用到了很多感測器。如科研人員利用生物感測器和基因工程進行禽畜的育種；在禽畜飼養過程中，還需要用溫度感測器、溶解氧的氣敏感測器測量禽畜飲用水的狀況；需要用溫度感測器、濕度感測器、光電感測器監控環境溫度、濕度、光照等參數，以便達到最佳的飼養條件。

農業氣象及環境監測方面的應用。在農業生產中，自然界的光、熱、水、氣的某種組合對某項生產有利，就形成有效的農業自然資源；另一種不同的組合對農業生產有害，就會造成農業自然災害。因此需要對農業氣象和環境進行適時監測，監測所用感測器主要有電容式或應變式感測器構成的氣壓感測器、電阻式感測器構成的風向感測器、基於熱量轉移原理或差壓原理構成的風速感測器、溫度感測器、濕度感測器、光電感測器、p H值感測器、溶解氧感測器等，用以實現對農田水質、土壤、大氣、工業三廢（廢水、廢渣、廢氣）的監測，以合理利用氣候資源，規避不利氣象因素，避免環境污染和生態破壞，促進農業豐產，降低成本，提高經濟效益。

遙感技術的應用。遙感技術是指從人造衛星、飛機或其他飛行器上收集地物目標的電磁輻射信息，判認地球環境和資源的技術。在遙感技術中, 主要使用從近紫外到紅外以及微波作為信息載體, 並採用能檢測這些信息的感測器(如 CCD感測器)進行信號檢測, 感測器信號經信號處理電路處理, 最後形成圖像。通過遙感資料，可以判斷農作物的分布區域是否合理、確定農作物種植時間和施肥時機、判斷農作物的生長情況是否良好並可預估收成情況、在農作物受災時估算受災面積、對農業的旱澇災害及土壤的沙化等進行監測等，遙感技術在農業生產中起到了及時有效預測的目的，保障了現代農業的順利發展。

隨著農業現代化的發展，現代農業使用感測器一定會越來越廣泛，同時也會對感測器技術提出更高的要求。開發高性能、多功能、低成本和小型化的新型感測器是感測器技術發展的趨勢之一；隨著固體材料———半導體、電介質、強磁體的進一步開發和集成技術的不斷發展，為感測器集成化開闢了廣闊的前景；將感測器的信號檢測、轉換與計算機的記憶、存儲、分析、統計處理、自診斷自適應等功能結合在同一晶元上，從而開發高智能感測器也是感測器技術發展的趨勢；研究大自然中生物感官，開發仿生感測器也是今後感測器技術發展的方向。相信隨著新型感測器的開發及在現代農業中進一步應用，感測器技術必將對現代農業的生產與管理起著積極地推進作用。

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