单侧敏感土壤水分传感器设计及标定研究

作     者：盛庆元 张西良 盛东良 SHENG Qingyuan;ZHANG Xiliang;SHENG Dongliang

作者机构：绍兴职业技术学院机电工程与交通学院浙江绍兴312000 江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 

基　　金：浙江省基础公益研究计划项目(LGN18E090001) 国家自然科学基金(32171896) 

出 版 物：《传感技术学报》 (Chinese Journal of Sensors and Actuators)

年 卷 期：2022年第35卷第9期

页      码：1287-1292页

摘      要：针对目前土壤水分传感器测量需侵入土壤,无法获取土壤表层含水量信息及其标定过程繁琐等不足,改进ECHO传感器探头结构,提出单侧敏感型电容式土壤水分传感器。采用ANSYS软件仿真分析探头灵敏度、敏感深度与探头极宽与极距之比(a/b)的变化关系,认为a/b在0.8~1之间取值时探头特性较优;基于谐振原理设计了带有频伏转化功能的电容测量电路;推导出混合介电参数标定β模型,提出β模型两点标定法。在土壤、泥炭、珍珠岩、醋糟中的试验数据表明:β模型较好地表征了输出电压信号与土壤含水量之间的关系,最小相关系数R~2=0.955 4;除珍珠岩外,基于两点标定β模型的测量误差小于0.025;泥炭、醋糟容重变化引起的测量误差小于0.025。

主 题 词：传感器 介电常数 土壤含水量 电容 标定模型 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 09[农学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1004-1699.2022.09.019

馆 藏 号：203115319...