一種土壤濕度傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土壤水分測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種土壤濕度傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤濕度傳感器是土壤水分檢測(cè)中最常應(yīng)用的檢測(cè)設(shè)備。傳統(tǒng)的土壤濕度傳感器，主要由兩大類:
一類是電阻型，通過(guò)測(cè)量電阻來(lái)間接反應(yīng)土壤濕度，不能用于測(cè)量濕度值，其價(jià)格便宜，適用于定型測(cè)量，只能用于判斷土壤是否需要澆水。
[0003]另一類是FDR型，其利用電磁脈沖原理、根據(jù)電磁波在介質(zhì)中傳播頻率來(lái)測(cè)量土壤的表觀介電常數(shù)，從而得到土壤容積含水量。FDR型土壤濕度傳感器具有簡(jiǎn)便安全、快速準(zhǔn)確、定點(diǎn)連續(xù)、自動(dòng)化、寬量程、少標(biāo)定等優(yōu)點(diǎn)，是一種不錯(cuò)的土壤濕度測(cè)定傳感器，但是價(jià)格昂貴，不適于智能花盆等普通的產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種新型的土壤濕度傳感器，其具有價(jià)格便宜，簡(jiǎn)便安全、快速準(zhǔn)確、定點(diǎn)連續(xù)、自動(dòng)化、寬量程、少標(biāo)定、精度高的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣，適用于節(jié)水農(nóng)業(yè)灌溉、溫室大棚、花卉蔬菜、草地牧場(chǎng)、土壤速測(cè)、植物培養(yǎng)、科學(xué)試驗(yàn)等領(lǐng)域，尤其適合于智能花盆等普通的產(chǎn)品。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
一種土壤濕度傳感器，包括晶振激勵(lì)信號(hào)，負(fù)載網(wǎng)絡(luò)，鑒相器，低通濾波器和AD采集器，所述的晶振激勵(lì)信號(hào)的輸出端分別接負(fù)載網(wǎng)絡(luò)和鑒相器，所述的負(fù)載網(wǎng)絡(luò)接所述鑒相器，所述鑒相器再依次接低通濾波器和AD采集器。
[0006]作為優(yōu)選，所述的晶振激勵(lì)信號(hào)包括使能端、接地端、輸出端和電源端，該晶振激勵(lì)信號(hào)能產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，用于激勵(lì)土壤負(fù)載。
[0007]作為優(yōu)選，所述的負(fù)載網(wǎng)絡(luò)為RC網(wǎng)絡(luò)，由一個(gè)電阻和一臺(tái)電容器組成，電容器連接兩根探片，探片插入土壤測(cè)定土壤的電容。
[0008]作為優(yōu)選，所述的鑒相器包括接地端、輸出端、電源端和兩個(gè)輸入端，兩個(gè)輸入端各接晶振激勵(lì)信號(hào)和負(fù)載網(wǎng)絡(luò)，分別對(duì)激勵(lì)信號(hào)和經(jīng)過(guò)負(fù)載網(wǎng)絡(luò)相移的信號(hào)進(jìn)行鑒相。
[0009]作為優(yōu)選，所述的低通濾波器包括:輸入端，用于饋入占空比信號(hào)；輸出端接AD采集器，用于饋入直流信號(hào)；電阻及電容元件，所述的電阻的一端連接輸入端，電阻的另一端分別接輸出端和電容元件，所述的電容元件接地，所述的AD采集器用于采集直流信號(hào)。
[0010]作為優(yōu)選，所述的低通濾波器包括兩個(gè)電阻及兩個(gè)電容元件。
[0011]本發(fā)明提供的一種土壤濕度傳感器，其工作原理為:利用土壤含水量的介電特性來(lái)測(cè)量土壤含水量。土壤中的水分越多，介電常數(shù)就越高，從而導(dǎo)致電容C越大。激勵(lì)信號(hào)經(jīng)過(guò)RC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)之后，必然會(huì)產(chǎn)生相移。通過(guò)使用鑒相器來(lái)比較激勵(lì)原始信號(hào)和經(jīng)過(guò)負(fù)載網(wǎng)相移之后的信號(hào)，就可以測(cè)出相移量。再通過(guò)低通濾波器，把鑒相器出來(lái)的相移量(表現(xiàn)為不同占空比的方波)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)，方便AD采集器采集，便可測(cè)出土壤濕度。
[0012]本發(fā)明的土壤濕度傳感器其具有價(jià)格便宜，簡(jiǎn)便安全、快速準(zhǔn)確、定點(diǎn)連續(xù)、自動(dòng)化、寬量程、少標(biāo)定、精度高的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣，適用于節(jié)水農(nóng)業(yè)灌溉、溫室大棚、花卉蔬菜、草地牧場(chǎng)、土壤速測(cè)、植物培養(yǎng)、科學(xué)試驗(yàn)等領(lǐng)域，尤其適合于智能花盆等普通的產(chǎn)品。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的土壤濕度傳感器的模塊框圖；
圖2是本發(fā)明的土壤濕度傳感器的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例
[0015]如圖1和圖2所示的土壤濕度傳感器包括晶振激勵(lì)信號(hào)Y1，負(fù)載網(wǎng)絡(luò)，鑒相器U1，低通濾波器和AD采集器，所述的晶振激勵(lì)信號(hào)的輸出端分別接負(fù)載網(wǎng)絡(luò)和鑒相器，所述的負(fù)載網(wǎng)絡(luò)接所述鑒相器，所述鑒相器再依次接低通濾波器和AD采集器。
[0016]所述的晶振激勵(lì)信號(hào)包括使能端EN、接地端GND、輸出端OUT和電源端VCC，該晶振激勵(lì)信號(hào)能產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，用于激勵(lì)土壤負(fù)載。
[0017]所述的負(fù)載網(wǎng)絡(luò)為RC網(wǎng)絡(luò)，由一個(gè)電阻Rl和一臺(tái)電容器組成，電容器連接兩根探片6，探片插入土壤測(cè)定土壤的電容。
[0018]所述的鑒相器包括接地端GND、輸出端Y、電源端VCC和兩個(gè)輸入端A和B，兩個(gè)輸入端A和B各接激勵(lì)信號(hào)晶振和負(fù)載網(wǎng)絡(luò)，分別對(duì)激勵(lì)信號(hào)和經(jīng)過(guò)負(fù)載網(wǎng)絡(luò)相移的信號(hào)進(jìn)行鑒相。
[0019]所述的低通濾波器包括:輸入端，用于饋入占空比信號(hào)；輸出端接AD采集器，用于饋入直流信號(hào)；兩個(gè)電阻R2和R3及兩個(gè)電容C3和C4元件；所述的電阻Rl和電阻R2串聯(lián)，所述的電阻R2 —端連接輸入端，電阻R3的另一端分別接輸出端0UT，所述的電容C3接R2電阻的另一端，電容C3接地，所述電容C4接電阻R3的一端，電容C4接地，所述的AD采集器用于采集直流信號(hào)。
[0020]以上實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種土壤濕度傳感器，其特征在于包括晶振激勵(lì)信號(hào)，負(fù)載網(wǎng)絡(luò)，鑒相器，低通濾波器和AD采集器，所述的晶振激勵(lì)信號(hào)的輸出端分別接負(fù)載網(wǎng)絡(luò)和鑒相器，所述的負(fù)載網(wǎng)絡(luò)接所述鑒相器，所述鑒相器再依次接低通濾波器和AD采集器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤濕度傳感器，其特征在于所述的晶振激勵(lì)信號(hào)包括使能端、接地端、輸出端和高電平端，該晶振激勵(lì)信號(hào)能產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，用于激勵(lì)土壤負(fù)載。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤濕度傳感器，其特征在于所述的負(fù)載網(wǎng)絡(luò)為RC網(wǎng)絡(luò)，由一個(gè)電阻和一臺(tái)電容器組成，電容器連接兩根探片，探片插入土壤測(cè)定土壤的電容。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤濕度傳感器，其特征在于所述的鑒相器包括接地端、輸出端、高電平端和兩個(gè)輸入端，兩個(gè)輸入端各接晶振激勵(lì)信號(hào)和負(fù)載網(wǎng)絡(luò)，分別對(duì)激勵(lì)信號(hào)和經(jīng)過(guò)負(fù)載網(wǎng)絡(luò)相移的信號(hào)進(jìn)行鑒相。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤濕度傳感器，其特征在于所述的低通濾波器包括: 輸入端，用于饋入占空比信號(hào)； 輸出端接AD采集器，用于饋入直流信號(hào)； 電阻及電容元件，所述的電阻的一端連接輸入端，電阻的另一端分別接輸出端和電容元件，所述的電容元件接地。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種土壤濕度傳感器，其特征在于所述的低通濾波器包括兩個(gè)電阻及兩個(gè)電容元件。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種土壤濕度傳感器，包括晶振激勵(lì)信號(hào)，負(fù)載網(wǎng)絡(luò)，鑒相器，低通濾波器和AD采集器，所述的晶振激勵(lì)信號(hào)的輸出端分別接負(fù)載網(wǎng)絡(luò)和鑒相器，所述的負(fù)載網(wǎng)絡(luò)接所述鑒相器，所述鑒相器再依次接低通濾波器和AD采集器。該新型的土壤濕度傳感器，其具有價(jià)格便宜，簡(jiǎn)便安全、快速準(zhǔn)確、定點(diǎn)連續(xù)、自動(dòng)化、寬量程、少標(biāo)定、精度高的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣，適用于節(jié)水農(nóng)業(yè)灌溉、溫室大棚、花卉蔬菜、草地牧場(chǎng)、土壤速測(cè)、植物培養(yǎng)、科學(xué)試驗(yàn)等領(lǐng)域，尤其適合于智能花盆等普通的產(chǎn)品。
【IPC分類】G01N27/22
【公開(kāi)號(hào)】CN105181765
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510686731
【發(fā)明人】王文拓
【申請(qǐng)人】杭州創(chuàng)輝農(nóng)業(yè)科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年10月22日