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人們在使用土壤水分測定儀時經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)土壤水分的測定有一定的誤差,造成誤差的原因有很多種,其中一種就是因為土壤水分測定儀沒有校準(zhǔn)造成誤差。那么如何對土壤水分測定儀進(jìn)行校準(zhǔn)以減少誤差?我們可以通過土壤水分測定儀的原理,來確定土壤水分測定儀的校準(zhǔn)方法。
土壤水分測定儀的原理和組成,土壤水分測定儀是利用FDR原理,使用穩(wěn)定可靠的高精度傳感器,根據(jù)探測器發(fā)出的電磁波在不同介電常數(shù)物質(zhì)中的反射不同,計算出被測物含水量?,F(xiàn)在市場上該設(shè)備的測量范圍一般為0~99%,準(zhǔn)確度一般為±2%。土壤水分測定儀包含探頭(傳感器)、探測系統(tǒng)、手持信號處理與顯示系統(tǒng)、通訊電纜、配套軟件系統(tǒng)等4個部分,土壤水分探頭由一個內(nèi)含電子器件的防水室和與之一端相連的4個不銹鋼針的成型探針組成,這些探針直接插入土壤。探頭尾部的電纜線連接適宜的電壓源和輸出模擬信號。
水分探頭是一種采用模擬信號處理的設(shè)備,不斷產(chǎn)生電信號和以電壓比表示的土壤性質(zhì)。特殊設(shè)計的傳輸線產(chǎn)生高頻信號,測量土壤參數(shù)。傳輸線的阻抗隨土壤阻抗變化而變化。阻抗包括表觀介電常數(shù)和離子傳導(dǎo)率。選用電信號的頻率使離子傳導(dǎo)率的影響最小,以使傳輸線阻抗變化幾乎僅依賴于土壤介電常數(shù)的變化。這些變化產(chǎn)生一個電壓駐波,駐波隨探針周圍介質(zhì)的變化增加或減小晶體振蕩器產(chǎn)生的電壓。輸出電壓在0~1V(DC)表示土壤介電常數(shù)在1~32之間。這一范圍代表一般礦質(zhì)土壤的容積含水量0.5 m 3/m -3。
信號處理與顯示系統(tǒng),信號處理與顯示系統(tǒng)采用微處理器進(jìn)行控制、運算、存儲。16位精度的AD變換器,使測量顯示精度提高,并由一個32位的液晶顯示器顯示測量結(jié)果。在對土壤水分進(jìn)行測量時,儀表可以直接顯示容積含水量。濕度探頭采用高頻技術(shù)對被測介質(zhì)的相對介電常數(shù)Ka進(jìn)行測量。根據(jù)不同含水率土壤對應(yīng)探頭檢測的不同模擬信號(毫伏電壓信號),對無機(jī)土壤進(jìn)行了嚴(yán)格的標(biāo)定,然后把制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線(含水率-毫伏電壓信號)作為標(biāo)準(zhǔn)曲線,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后,直接把含水率顯示出來。
校準(zhǔn)原理從該設(shè)備的組成及工作原理聯(lián)想到,可以用校準(zhǔn)該設(shè)備的電量變化準(zhǔn)確性來校準(zhǔn)該設(shè)備的準(zhǔn)確性。但是,設(shè)備電量信號的準(zhǔn)確性只能說明該設(shè)備內(nèi)部信號處理方法的準(zhǔn)確性,不能說明該電量信號是否真實地反應(yīng)了相應(yīng)變化的實際土壤水分的準(zhǔn)確性,所以用校準(zhǔn)電量來校準(zhǔn)該設(shè)備的方法不正確。那么,只好把該設(shè)備測定的土壤含水率與用干燥法測定的含水率進(jìn)行比較,也就是采用比較法對該設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn),從而確定該設(shè)備測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的處理采用比較法對設(shè)備的校準(zhǔn),首先考慮的是該數(shù)據(jù)是否線性相關(guān)。
結(jié)論:通過對土壤水分測定儀的原理和結(jié)構(gòu)組成表明,同時通過從理論和實際測量結(jié)果對土壤水分測定儀的校準(zhǔn)方法進(jìn)行研究,得出土壤水分測定儀的校準(zhǔn)方法就是將土壤水分測定儀測量結(jié)果與干燥法測量結(jié)果進(jìn)行比較,計算出誤差,然后根據(jù)誤差的結(jié)果進(jìn)行修正溯源。