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GStar-S406土壤水分仪使用说明书 中国电子科技集团公司第二十七研究所 ((河南省气象科学研究所 中国·河南·郑州 目录 1 GStar-S406土壤水分仪简介 1 1.1仪器组成 1 1.2 传感器工作原理 1 1.3 GStar-S406手持信号处理与显示系统 2 1.4 应用范围和技术 3 1.5 仪器主要技术特性 3 2 使用GStar-S406准备工作 4 2.1 连接 4 2.1.1连接数据线 4 2.1.2连接电脑 4 2.2开机 4 2.3设置参数 5 2.3.1数据显示类型设置 5 2.3.2土壤类型设置 5 2.3.3电源自动关闭时间设置 6 3.开始使用 7 3.1插针式传感器测量方法 7 3.2查询功能 7 3.2.1.查询历史数据 7 3.2.2查询当前地理位置 7 3.2.3测量当前地温 8 3.3清除历史数据 8 3.4快速关机 8 4连接电脑与软件使用 9 4.1系统软件操作 9 4.2 安装与启动 9 4.3 操作与使用 10 4.3.1参数设置 10 4.3.2数据采集 11 4.3.3数据查询 12 4.3.4传感器标定 12 4.3.5标定计算 14 4.3.6数据监视 16 4.3.7温度标定 18 1 GStar-S406土壤水分仪简介 1.1仪器组成 GStar-S406土壤水分仪包含插针式土壤水分传感器、GPS模块、地温传感器、手持采集器、通讯电缆、取土工具和计算机应用软件等几部分组成。 图1 GStar –S406土壤水分仪系统框图 1.2 传感器工作原理 GStar-S406由一个内含电子器件的防水室和与之一端相连的四个不锈钢针的成型探针组成。这些探针直接插入土壤，探头尾部的电缆线链接电源和输出模拟信号。 GStar-S406通过特殊设计的传输线产生高频信号，测量土壤参数。该传输线的阻抗随土壤阻抗变化而变化。选用电信号的频率使离子传导率的影响最小，以使传输线阻抗变化几乎仅依赖于土壤介电常数的变化。这些变化产生一个电压驻波，驻波随探针周围介质的变化增加或减小晶体振荡器产生的电压。 GStar-S406利用振荡器产生的电压和振荡器返回电压的差值测量土壤的介电常数。因为仅在制造过程中调节GStar-S406以产生一个与已知介电常数对应的一致的输出电压，所以每个GStar-S406无需系统标定即可互换使用。 Whally，White ，Knight ，Zegelin，Topp等人多年来的工作表明了介电常数与土壤容积含水量存在一定的关系，且这种关系适用于多种土壤。输出电压在0-1V（DC）表示土壤介电常数在1-32之间。 表1 仪器机械和电气参数 技术参数 测量参数 土壤容积含水量（），（单位:g） 量程 0~100% 精度 ±5% 土壤取样体积 90%的影响在围绕中央探针的直径2.5cm、长6cm的圆柱体内； 环境 能长期埋在广泛不同的土壤或水中而不影响功能和耐腐蚀； 稳定时间 通电约10秒； 响应时间 0.5秒内对99%的变化有响应； 任务循环 100%(可连续操作) 供电电源 电 源：3节1.5V 5号碱性或镍氢电池； 电流消耗：75 mA ~120mA； 输出信号：含水量：0~100%，电压：0~1.0V(DC) GPS定位 纬度、经度、海拔高度 地温测量 范围：-30~200℃，精度±1℃ 管密封材料 ABS 探针材料 不锈钢 电缆长度 不小于2m 1.3 GStar-S406手持信号处理与显示系统 该仪器采用ARM微处理器进行控制、运算、存储。采用了16位精度的AD变换器，使测量显示精度提高，并由一个2X16字符的液晶显示器显示测量结果，在对土壤水分进行测量时，仪表可以直接显示容积含水量。 由于湿度探测器GStar –S406是采用高频技术对被测介质的相对介电常数进行测量，为了使仪器能够对不同类型的土壤以及其它微粒或者粉末甚至液体物质进行水分测量，仪表在显示土壤水分的同时，也显示了毫伏值，扩大了仪器的使用范围。 土壤水分值的测量结果，是对无机土壤进行了严格的标定后以曲线方式计算得出结果。对于一般的土壤水分测量，可以满足使用要求。 GStar –S406可以存储2000个测量结果，数据能够长期保存，即使在更换电池时也不会丢失，数据可以通过RS-232接口传输到计算机内。 GStar –S406采用节能工作模式，3秒钟探头供电测试，可设置15~60s等待状态，自动关机进入休眠, 采用3节1.5V 5号电池供电。 仪表采用耐用ABS机壳，小巧美观。 1.4 应用范围和技术 在农业部门，GStar –S406可用于农作物及土壤水分信息自动监测网及农作物精量控制用水系统