一种新型土壤湿度仪的标定

　　1　仪器简要介绍和二次传感原理及计量方法

　　1.1　主要用途及使用范围。该仪器为土壤水势测量仪器,数传仪可直接显示土壤水势负压值,测量数据可串行传送给计算机。该仪器用于土壤墒情监测,单站观测及组网均可,也可应用于自动化农田灌溉工程,为农田灌溉管理提供科学依据。本仪器适用于土壤水总盐量小于0.3%(3mg/L)的土壤地区。

　　1.2　主要规格及技术参数。RYY4—1型土壤湿度仪由张力计(水分传感器),KYBA13绝压变送器,数传仪组成。每台数传仪可连接四组传感器。

　　①量程: 0—85kPa;

　　②测量精度:正行程8%;反行程1.5%;

　　③分辨率: 1kPa;

　　④测量深度: 15cm—200cm;

　　⑤最大传输距离: 1000m;

　　1.3　二次传感原理及计量方法。水分传感器按显示方式系统来分,可分为二大类:一类是直接显示方式类;二是用二次传感的方式类,将土壤水分吸力信息转换成电子仪器所能接受的电信号,然后再信息化处理。

　　当土壤水分含量越小时,吸力越大,水银指示器如图1的右边升高(即图2中的h1)和左边下降(h2),水银上升和下降的高度,为吸力值。当水分传感器内的水位接近或低于集气管的下端时,水分传感器的负压吸力值已达到极值,此时打开玻璃管的最上端橡皮塞,向管内注水,塞紧待平衡后,继续观测吸力。国际制标准称土壤水吸力为土壤水势,单位为千帕斯卡(kPa),水银柱高度单位为cm,图2中的量筒去掉后,实际土壤水分吸力即土壤水势的计算公式为:

实际应用中,一般在田间测量土壤水势,不可能只用一支水分传感器,特别是测量土壤水势空间分布和大片田块的水势时,需用多支水分传感器,在某一状态下,H高度值通常是固定的,即常数值,一般100cm左右,h1最大变化值为30cm左右(这里h1是指水银柱升高h1后,玻璃管中CD段原来是水的h1高度被升高的水银柱占领的高度),即最大30mbar左右,在相对粗略分析土壤水势中,可忽略这一项,估算和相对比较分析时常用:(-KPa)=(h1+h2)×1.333即可

　　当有量筒存在时,图2中的量筒中注满水,即量筒中的水位达到B点,且把B点和C点的高度重迭,即B点和C点在同一高度时,此时零位,即土壤水分传感器的零位点。U型管水银指示为0,即水银柱两边平衡,h1=h2=0,H=0。H值的消除是由于量筒中注满了水,达到B点,B点与C点一样高。

　　2　RYY4—1型仪在室内的标定调试和检测

　　由于RYY4—1型仪研制后标定前,本身有一个本底值和一个物理量的放大倍数需要来确定。仪器的本底值Xo=171,而仪器的放大倍数K,为仪器每次响应标准装置给出的负压吸力自变量X信号的结果值,扣除本底值后,与X值之比,即: