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土壤水分测定仪的校准方法

发布:2014-04-25 09:51 点击:

人们在使用土壤水分测定仪时经常会发现土壤水分的测定有一定的误差,造成误差的原因有很多种,其中一种就是因为土壤水分测定仪没有校准造成误差。那么如何对土壤水分测定仪进行校准以减少误差?我们可以通过土壤水分测定仪的原理,来确定土壤水分测定仪的校准方法。

  土壤水分测定仪的原理和组成,土壤水分测定仪是利用FDR原理,使用稳定可靠的高精度传感器,根据探测器发出的电磁波在不同介电常数物质中的反射不同,计算出被测物含水量。现在市场上该设备的测量范围一般为0~100%,准确度一般为±2%。土壤水分测定仪包含探头(传感器)、探测系统、手持信号处理与显示系统、通讯电缆、配套软件系统等4个部分,土壤水分探头由一个内含电子器件的防水室和与之一端相连的4个不锈钢针的成型探针组成,这些探针直接插入土壤。探头尾部的电缆线连接适宜的电压源和输出模拟信号。

  水分探头是一种采用模拟信号处理的设备,不断产生电信号和以电压比表示的土壤性质。特殊设计的传输线产生高频信号,测量土壤参数。传输线的阻抗随土壤阻抗变化而变化。阻抗包括表观介电常数和离子传导率。选用电信号的频率使离子传导率的影响最小,以使传输线阻抗变化几乎仅依赖于土壤介电常数的变化。这些变化产生一个电压驻波,驻波随探针周围介质的变化增加或减小晶体振荡器产生的电压。输出电压在0~1V(DC)表示土壤介电常数在1~32之间。这一范围代表一般矿质土壤的容积含水量0.5 m 3/m -3。

  信号处理与显示系统,信号处理与显示系统采用微处理器进行控制、运算、存储。16位精度的AD变换器,使测量显示精度提高,并由一个32位的液晶显示器显示测量结果。在对土壤水分进行测量时,仪表可以直接显示容积含水量。湿度探头采用高频技术对被测介质的相对介电常数Ka进行测量。根据不同含水率土壤对应探头检测的不同模拟信号(毫伏电压信号),对无机土壤进行了严格的标定,然后把制作的标准曲线(含水率-毫伏电压信号)作为标准曲线,经过数据处理后,直接把含水率显示出来。

  校准原理从该设备的组成及工作原理联想到,可以用校准该设备的电量变化准确性来校准该设备的准确性。但是,设备电量信号的准确性只能说明该设备内部信号处理方法的准确性,不能完全说明该电量信号是否真实地反应了相应变化的实际土壤水分的准确性,所以用校准电量来校准该设备的方法不完全正确。那么,只好把该设备测定的土壤含水率与用干燥法测定的含水率进行比较,也就是采用比较法对该设备进行校准,从而确定该设备测量结果的准确性。校准数据的处理采用比较法对设备的校准,首先考虑的是该数据是否线性相关。

  结论:通过对土壤水分测定仪的原理和结构组成表明,同时通过从理论和实际测量结果对土壤水分测定仪的校准方法进行研究,得出土壤水分测定仪的校准方法就是将土壤水分测定仪测量结果与干燥法测量结果进行比较,计算出误差,然后根据误差的结果进行修正溯源。


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