近些年来,农业航空在我国处于飞速发展的阶段。在农业航空应用中,农用无人机的旋翼风场对施药作业与授粉作业效果有着重要影响。在农业航空施药作业中,无人机的风力大小直接影响药液雾滴的穿透性。若将无人机的风场进行分解,则无人机风场中指向地面的风速对雾滴的穿透和沉积具有显著影响,无人机风场中的水平风速则会对喷幅、雾滴均匀性以及雾滴飘移等产生较大影响。在无人机水稻授粉作业中,风速的大小和方向会直接影响到水稻花粉的飘移距离和分散密度,对实际作业效果有着至关重要的影响。为更好地获取无人机田间冠层旋翼风场参数信息,本文设计并试验了一种风压转换式田间冠层风速检测系统。实验室分析和田间试验表明,使用该系统能够有效检测无人机旋翼风速数据,对无人机田间作业的研究提供有效帮助。现有的风速测量传感器多为叶轮风速仪,存在外形尺寸较大,对旋翼风场干扰较大的问题,本文以皮托管作为检测元件,完成了田间风速检测系统的总体设计和田间检测节点的硬件设计和软件设计。该系统有10个节点,每个节点包括三套皮托管传感器组件,通过电路设计和机械结构设计,可以进行多点、多方向或多梯度、实时采集风速数据。本文首先分析了不同原理的各种风速传感器的优缺点,然后完成了适用于田间的风速检测系统的总体设计,和以风压转换为原理的风速检测节点的硬件设计和软件设计。并完成了以下试验分析:1)为验证皮托管相对于叶轮风速仪在减少风速干扰方面的优势,本设计采用轴流风机测试系统对比分析了叶轮风速传感器和皮托管风速传感器在不同风速下对气流的影响,试验表明皮托管风速传感器在减小自身对风场干扰方面相比现有叶轮传感器具有显著优势,在10~15m/s风速下,皮托管对其检测方向的风速削弱不超过2%,而叶轮风速仪由于将部分风能转换为桨叶动能,对其检测截面的风速削弱基本达到20%以上。2)分析了皮托管风速传感器的误差来源并设计试验验证,同时提出了修正误差的方法。经过分析皮托管风速传感器的误差主要来自传感器的重要组件之一风压变送器,并设计试验验证风压变送器的姿态对零点的影响,试验表明该影响比较明显,零点差异随姿态不同可达到3~5m V,需要规定风压变送器使用时以相同姿态安装。3)为比较各皮托管风速传感器的差异性,使用轴流风机系统对皮托管风速传感器进行检测。试验表明所选用的皮托管风速传感器之间的最大相对误差不超过6.40%,变异系数为1%,各传感器测量风速的一致性较好。4)针对低风速下压差较小,伯努利公式不适用导致的风速测量误差的问题,本文完成了皮托管风速传感器在低速下的风压—风速转换参数的拟合优化,拟合优化后SSE=0.0996,拟合优度R-square>0.96,采用这种拟合方式,皮托管风速传感器在风速较低、风压信号较弱的情况下仍然能获得较高的风速测量精度。5)设计室外试验比较新系统与原有系统的差异,并进行田间试验,验证新开发的系统的可行性和灵敏度。试验证明该风速检测系统具有良好的可行性,且时间响应性能较好。