智能耕作：用于自动化农业的定制传感器

自动化的新可能性

可用于农业的土地数量正在减少，而需要养活的世界人口却在增长。用更少的土地获得更多的作物，同时保护资源和环境，这种压力听起来就像在做圆周运动。然而，自动化在今天已经使许多事情成为可能，而这些事情在几年前还被认为是不可想象的。

云技术允许传感器数据和整个机器联网--甚至跨制造商。无论是人工智能还是自动驾驶：在业界被称为4.0并正在那里全速发展的东西，也早已在农业中找到了所谓的 "精准农业 "的途径。智能系统使种子能够根据土壤条件进行播种，化肥和杀虫剂能够精确计量，最后但并非最不重要的是，收获的产量能够得到准确监测。

与汽车行业一样，原动机的效率在农业中也发挥着重要作用；鉴于成本上升，更多的动力和更少的燃料消耗（从而降低二氧化碳排放）是一个重要的卖点。

现成的传感器？不是在农业方面。

渐进式自动化是基于智能、数字控制和调节系统，由于现代移动网络（关键词5G），这些系统处理和存储了大量的数据。不管是拖拉机在不平坦的地形上的倾斜度，还是种子的放置深度，或者是特定地理位置上的作物重量。需要高精度和可靠的传感器来进行这些测量，并将其作为信号传输给控制系统。然而，适用于其他移动应用并在市场上随处可见的东西不一定符合农业的要求。可靠性、坚固性、耐用性、耐温性（从-40 °C到+85 °C），当然还有测量精度，这只是适合用于农业机械和设备的传感器必须具备的一些特性。

另一个常见的问题是测量点缺乏空间。在最坏的情况下，安装一个传感器可能需要昂贵的设计变更。由于缺乏专门为农业开发的标准传感器，机器制造商（OEMs）通常会选择单独的解决方案。在这些情况下，可靠的测量结果和可管理的成本是必须的。为了生产定制的传感器，农业机械制造商需要一个可靠的合作伙伴，与他们一起开发他们的特定解决方案，甚至可能是一个漫长的过程。这个合作伙伴除了要有必要的技术专长，还要有健全的行业经验，以便能够评估和理解挑战。无论是小批量还是大批量生产的传感器，都必须符合最高的质量标准，并具有特定销售市场的必要认证。

应变片确定力和负荷的第一选择

作为全球领先的工业传感器和测量电子产品的供应商之一。60多年来，我们一直致力于测量关键的机械变化，如力、负荷、压力、重量或扭矩。我们庞大的传感器系列还包括不同精度等级的基于数字和模拟应变计的称重传感器（例如，长寿命的弯曲梁称重传感器或用于大负荷的环形扭转称重传感器）。它们坚固且耐腐蚀。根据不同的类型，它们适用于静态或移动应用。举一个后者的例子，我们的一个客户多年来一直成功地使用低矮的RTN称重传感器，其标称载荷高达470吨，用于卡车的筒仓称重。他们在终端客户现场卸下颗粒或动物饲料等货物，以可校准的方式确定重量，同时通过GPS进行计算。这些数据以可校准的形式存储在SD卡和数据库中。最后，他们在现场开出最终客户的发票。

正如我们在上面所看到的，农业通常需要为特定应用量身定做的称重传感器或力传感器，这些传感器考虑到现有的几何形状（缺乏空间）并能承受恶劣的环境条件。由于采用了应变技术，称重传感器和力传感器在设计上都很灵活，使用上也很多样。例如，在播种机上安装了下压力负荷传感器，以确定碎石的状况。适当的液压或气动调整确保了正确的种植深度。力传感器也用于打包动力和压力的负载控制。带应变片的称重传感器测量收割机的产量，以及根据谷物、种子和肥料罐的重量测量所需的肥料和作物保护剂的数量。根据客户的具体要求对两者进行调整是非常容易的。

HBK已经为各行各业的原始设备制造商（包括农业机械制造商）生产了数百个定制应变片设计。它们使用定制开发的粘合剂，并以特殊的保护涂层进行处理，使其特别耐用。优势：一个成熟的、具有成本效益的技术，而不影响精度。与应变片一起工作的传感器是免维护的，可靠地提供精确的测量结果。现有的组件可以被使用并转化为传感器而不影响设计。

将发动机的动力带到车轮上̶扭矩测量

原动机（如拖拉机）的一个重要测量变量是扭矩。它是决定机械效率和向车辆车轮均匀分配动力的关键因素。经济性和燃油效率目标需要与在可控速度下产生尽可能多的牵引力和扭矩相协调，并在崎岖的地形上保持车辆稳定，防止车辆翻倒。另外，在自动驾驶方面，扭矩变得越来越重要，现在在动力传动系统和车轮上的各种点都有测量。

在空间有限的情况下，可以利用应变技术将定制的扭矩传感器安装在现有的传动系统部件中。测量数据传输是无线的。

OEM传感器的能力中心

我们在马萨诸塞州万宝路（美国）的基地，一个专业的工程师团队与OEM客户合作，为他们的测量任务确定合适的传感器，并将其推向生产成熟。

"IPC/WT-OEM销售主管Hermann Merz说："通常情况下，只需四个步骤就能创建一个定制的传感器。 "在确定了对传感器的要求并确定了适当的组件后，我们就会开发一个概念。在短短几周内，PoC（概念验证）就被创建了。一旦被客户接受，就会建立一个原型，首先在我们的场所进行测试和验证，然后在客户的场所进行测试和验证。最后，最后一步是在我们位于美国和中国的地点移交给系列生产。在最好的情况下，整个过程只需要几个月，"Merz说。"在发展的早期阶段与我们联系是很重要的。通常情况下，实施理想的解决方案已经太晚了，因为客户的开发过程已经太深入了，"Merz继续说。"我们认为自己是客户研发团队的一部分，并尽一切可能为他们的具体测量任务找到最佳解决方案。这并不意味着开发成本高。恰恰相反。我们的优先事项是技术层面的交流和咨询。如果合作成行，系列生产的单价将在以后由采购和销售部门协商确定。"

与客户的所有讨论的出发点始终是为他们的应用选择最佳的传感器。如果没有合适的应变片，我们将直接制造一个新的应变片。可能的后续工程服务包括：通过开发和生产完整的传感器，对组件中的应变片进行专业的、可批量生产的粘合，以及开发或组装一个完整的子组件，包括布线、外壳和适当的电子装置。最后，所有的产品数据可以直接传输到客户的数据库中，以便进行追踪。对于客户来说，完整的解决方案的优势是显而易见的：只有一个联系人，既没有接口也没有协调问题，而是 "即插即用"。

我们为全球医疗技术、机器人、发电和许多其他行业的知名OEM客户开发和制造定制的传感器。