土壤湿度传感器的工作原理

应用土壤湿度传感器的硬件控制电路,埋在作物根部的土壤水分传感器监测根部土壤水分,该传感器经检测电路将“湿度过高”和“湿度过低”信号经编码器传至主控制器,由主控制器决定控制状态。“湿度过高”则停止灌溉;“湿度过低”则通过光电隔离、继电器控制接在水源的电磁阀。当空气湿度较大时由空气湿度传感器经A/D转换反映到主控制器可暂缓灌溉。当前系统状态可由显示电路显示出来,该系统也可由键盘手动设定灌溉时间。该系统还具有故障报警功能。主控制器通过通讯接口与上位机通讯,可以实时监测系统运行状况或对历史数据进行分析。
土壤湿度传感器主要是用来测量土壤容积含水量,做土壤墒情监测及农业灌溉和林业防护。
土壤湿度传感器由湿度检测电路和声报警电路等部分组成。RP1为湿度下限预置点,RP2为湿度上限预置点。当土壤中的湿度处在预置的上下限湿度之间时,由于探头 a、h间的 土壤电阻值在规定范围内,c点的电位低于 RPI的滑动端电位(比较器同相输入端 ),故比较器 I输出高电平,red不发光;RP2的滑动端电位低于 c 点电位,则比较器 II输出高电平,green也不发 光。若土壤湿度达到或超过 RP2设定的上限湿度时,ab探头电阻变小,从而探头分压减小,比较器 II的同相输入端电位(c点电位 )低于比较器反相端电位(RP2滑动端电位 ),则比较器 II翻转输出低电平,green发光 ,同时 SS8550II导通蜂鸣器发声,表示土壤湿度过大。若土壤干燥达到或超过 RP1设定的下限湿度时,a、b探头电阻增大,从而探头分压增大高于比较器 I同相端电压(RP1滑动端电位),比较器 I输出低电平,red发光 ,同时 SS8550I导通蜂鸣器发声,表示土壤湿度过小。蜂呜器设计是便于用户设置报警点,当设置完毕可将电键 SP断开 ,由下位机统一报错 。传感器探头 a、b是由长160 mm、直径为5 mm的两根不锈钢棒制成,相间55 mm。
土壤探头现场调试过程为:①将 RP1的滑动触点调至最上端 ,RP2的滑动触点调至最下端,使red,green都熄灭;②进行土壤湿度调试 ,取两盆适合温室育苗的土样,一盆为上限湿度(即适合温室育苗的最大土壤湿度),一盆为下限湿度(即适合温室育苗的最低土壤湿度)。把探头插入上极限土壤中,调节 RP2,使 green刚好点亮,蜂鸣器刚好发声为止;再把探头插入下极限土壤中,调节 RP1,使 red刚好点亮,蜂鸣器刚好发声为止 ;③将土壤湿度探测器的报警输出端ALARM1,ALARM2分别与下位机的P1口相连,下位机上电复位时 P1口为高电平 ,当土壤湿度过高或过低时土壤湿度探测器 ALARM1或 ALARM2端输出低电平,下位机定时扫描 P1口的电平状态,并赋值相应状态字,进入子处理程序。 对于应用此种方法制作的传感器其测量阻值用普通的万用表是无法测量的,只能用惠斯通电桥电阻的方法测量。另外在实际电路中可将报警部分去掉,只需观察灯的亮灭即可。探针的引出线需要用屏蔽线。

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发布人:众宇旺仪器 发布时间:2014年5月28日 已被浏览 1099 次 〖 打印本文