固定式自动墒情监测站管式传感器怎么标定

一、管式传感器为什么要土壤标定？

随着农业技术的快速发展，大田以及大棚环境下条件下的作物栽培对灌溉的要求越来越高，基于FDR原理的土壤管式传感器测量应用范围越来越广。为了减少测定误差，在实际应用过程中需要根据不同地区土壤质地对管式传感器进行校准标定，不断修正参数，降低传感器在实际应用中的误差。

墒情站标定现场

二、标定原理是什么？

基于FDR原理的土壤管式传感器通过电磁波在不同含水量土壤中表现出的不同介电常数，得到土壤的体积含水量和管式传感器的采集频率；通过对现场土壤取样，实验室烘干后计算土壤样品体积含水量；然后通过对比土壤体积含水量与管式传感器采集频率的关系来不断调整管式传感器的系数，最终使传感器测量湿度值与烘干实测湿度值误差小于0.1。

三、土壤管式传感器的标定遵循以下步骤

1.标定实验前期需要准备的工具

• 100立方厘米环刀取土钻1把

• 100立方厘米铝盒12个

• 电子天平1台（精度0.01g）

• 打孔器1套

• 笔记本电脑1台

• 取样工具1套

取样工具

2.取土点的选择

选取传感器周边三个区域作为取土点，要求三个区域分别位于管式传感器的三个方位，取土点距离土壤管式传感器10cm~50cm的范围内，清理干净周边杂物，以免影响土壤样品实验数据的准确性。

3.现场取样与读取传感器原始参数

用打孔器打孔到17cm处，用取土钻安装好100立方厘米环刀取土，取出的土壤样品即为20cm的土样，标记A1，放入铝盒后及时称量重量并记录。参考以上操作，依次完成对20cm、40cm、60cm、80cm四个不同深度的土壤取样，分别记录为A1、B1、C1、D1。取样完成后及时称量土样重量并记录。

取土打孔

计量称重

土壤样品

4.实验室烘干与称量

土壤样品在实验室打开后，使用切土刀或者其他工具将土壤样品粉碎成小颗粒，便于土壤样品快速风干。待所有土壤样品全部放入烘箱后，调节温度为105度，定时至少6个小时，开始烘干；经过6个小时烘干时间，取出土样冷却至室温40℃以下，开始进行烘干后土壤样品的称量记录工作。

土壤样品粉碎至小颗粒状并装入铝盒

烘干土壤样品

记录称重

5.计算传感器参数

待所有土壤样品称量完成后，将所得数据带入“标定EXCEL”中，测算出每一层样品的平均容重、平均体积含水量。然后在系数拟合过程中，输入调整频率参数，使测量湿度值与拟合湿度值尽可能保持一致，然后得到拟合新参数的系数与幂。

标定EXCEL

6. 重新修改传感器参数

将实验室得到的最新的土壤管式传感器参数重新写入传感器，现场查看传感器输出数据有无问题。到此，此次墒情监测站标定过程结束。

写入实验所得参数 

四、标定过程中注意事项

• 取出的土壤样品尽量保持完整，有少量丢失可以使用原土壤进行修补，丢失过多的土壤样品应废弃。

• 土壤样品称量后应用电工胶带缠住，防止搬运过程中铝盒打开脱落。

• 取出的土壤样品应及时称量，防止天气炎热导致水分蒸发。

• 取土过程应及时拍摄取土照片(带时间、地点水印)。

• 同一层三个土壤样品测量数据误差较大时，应舍去不用。

• 标定完成后离开之前，再次从墒情平台查看标定点的数据情况，检查数据是否有异常或忘记给传感器上电等情况。

五、土壤小知识

土壤容重：应称为干容重，又称土壤假比重，指一定容积的土壤（包括土粒及粒间的孔隙）烘干后质量与烘干前体积的比值。

体积含水量：体积含水量 θw 是土中水的体积 υw 与土的总体积 U的比值。