土壤湿度传感器工作原理

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随着全球水资源的紧缺，特别是我国淡水资源的不足，加上我国又是农业上的大国，于对于雨水的要求十分的高，现在很多科学家致力于湿度传感器以求达到节约农业用水的效果。 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。若土壤的湿度达到或超过 RP2设定的上限湿度时，ab探头间电阻变小，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探头间电阻增大，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

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作的传感器其测量阻值用普通的万用表是无法测量的，只能用惠斯通电桥测电阻的方法测量。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。 ．

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的水分，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 。