一、FJA-10型壓電式水勢變送器結構與連接
FJA-10型壓電式水勢變送器可對水勢傳感器進行供電和信號變送，它由恒流源、測量放大器和電源等組成。它能提供水勢傳感器中壓電傳感器的恒流源,并把壓電傳感器產生的小信號加以放大，輸出0-5V電壓供數字電壓表讀數或計算機數據采集。它是水勢數據采集和農田節水灌溉控制系統必需部件。
詳見：www.kew.cn
二、使用與注意事項
壓電式水勢傳感器使用、安裝時主要掌握好用無氣水和將陶土管中的空氣排除干凈這兩個環節。除氣瓶中的空氣不僅影響儀器測量精度和產生遲后現象，而且嚴重的還會影響儀器的正常使用。
使用時先將張力計的陶土頭部分放入水中，待讀數平衡后，調節零位；用標準壓力表校正時，調節斜率，使讀數與相應讀數一致。
1. 水勢傳感器中注入無氣水(冷開水)直到加滿為止，將傳感器直立10-20分鐘(不要加蓋子)，讓水把陶土管濕潤，并見水從陶土管表面滴出。再將傳感器注滿無氣水，加蓋子密封，并將儀器直立，讓陶土管在空氣中蒸發。約二小時后，此時從陶土管、壓電傳感器、有機玻璃管中，會有埋藏的氣泡逸出，輕輕敲打傳感器，使氣泡集中到上部。再將陶土管浸入無氣水中，此時變送器讀數回到零附近，打開蓋子，重新充滿無氣水，加蓋子密封，并將儀器直立，讓陶土管在空氣中蒸發。上述操作反復2-3次。反復做幾次除氣處理，在除氣的同時，傳感器中的空氣自動排出而為水充滿。
2. 零位的調節：傳感器除氣后在空氣中蒸發，使負壓升至一定值(約為滿度值的1/4)時，將陶土管的一半浸入水中，靜候變送器慢慢回零，直止不變，此時調節變送器的零位調節器，顯示0.000。用標準壓力表校正傳感器(含變送器)的靈敏度。詳見"壓電式土壤濕度計"說明書。
3. 按照上圖所示的輸入、輸出接線圖正確接線，否則不能正常工作，甚至損壞器件。
4. 用專用取土器預先在埋設水勢傳感器的地上鉆一個孔,將傳感器輕輕插入,以防損壞傳感器。
5. 儀器在濕土中使用，測量由濕變干的過程，水勢傳感器可以從飽和時開始測量；若需要在較干的土壤中作用，測量由干變濕的過程，干土的初始含水量須在水勢傳感器的測量范圍內(〈0.85巴)，先將水勢傳感器風干達到被測干土的吸力值，然后插入土壤中使用。
6. 在室外使用時，由于溫度變化大，以及使用周期長，就要對水勢傳感器和變送器采取一些保護措施.如在水勢傳感器上外罩避免日光趨勢照射.為減少溫差波動對傳感器的影響，可將傳感器埋入土中.為了防止土壤中的水氣滲入,做一個塑料管密封套保護傳感器。
7. 一般來講，如埋設前傳感器內部的空氣基本除凈，且土壤的濕度在傳感器的測量范圍內，則可連續維持20-25天不必重新加水。當氣溫降到冰點前，應將傳感器撤離。
8. 陶土頭切忌油污，以免堵塞細孔，傳感器失靈。
9. 儀器通常在5-45℃溫度范圍內使用。同時應注意避免其他電、磁場的干擾。
10. 水勢傳感器的校正請參閱壓電式土壤濕度計說明書或其它資料。
壓電式土壤濕度計
通常負壓式土壤濕度計的土壤水吸力(水勢)值，采用U型玻璃管中水銀柱高低或真空表讀數。顯然，這樣的負壓式土壤濕度計不能連續地記錄土壤濕度的動態變化過程。而壓電式土壤濕度計能將測得的土壤吸力值轉變為電壓信號輸出，供二次儀表測量顯示，或連續記錄這個電壓值。這為研究者提供田間土壤水吸力的動態資料，可以進行土壤水分模型試驗，土壤持水曲線和滲透速度等測定，這些大量的動態資料對數字模擬研究尤為必要。另外由于自動連續記錄數據，節省了大量的測量和讀數時間。在微機日益普及的今天，將壓電式土壤濕度計的電壓信號經過A/D轉換器與接口電路輸入微型計算機，進行數據處理，可作為數據庫或進行復雜的數值運算，或與灌溉系統聯接起來，實現微機控制的閉環自動灌溉系統。
一 原理與結構
利用固態壓力傳感器將土壤濕度計測得的土壤吸力值轉換為電壓值，供二次儀表(數字儀表或自動記錄儀)測量和顯示。
壓電式土壤濕度計的結構由張力計、壓力傳感器、顯示儀表及電源等部分組成(www.kew.cn)。

1． 張力計：張力計的構造與一般張力計相同，通過一個多孔陶土體與被測土壤緊密接觸，使陶土管中水的張力與土壤水的吸力達到平衡，張力計內部便產生與土壤吸力相應的負壓力，它通過水傳遞給壓力傳感器。
2． 壓力傳感器：壓力傳感器是采用擴散硅壓力傳感器。采用集成電路工藝在硅膜片上制成一個惠斯登電橋，當硅片受到壓力時，電橋失去平衡，產生一個電位差。這就是壓力傳感器將壓力轉換為電信號的原理。在土壤水吸力為零至一個大氣壓時，輸出電壓值為0-100毫伏。土壤水吸力值與電壓值之間呈良好的線性關系。
3． 顯示儀表：顯示儀表可以采用數字電壓表或電子電位差計(記錄儀)。根據使用要求不同選擇不同的分辨率和精度?？蛇x用分辨率為10微伏，精度為0.05%的高精度五位數字電壓表；在作為普通測量時，可用數字萬用表，分辨率為0.1mV，精度為0.5%±2個字。傳感器的信號還可以由A/D轉換器進行轉換后，經I/O接口，供計算機進行數據采集和處理，由計算機顯示屏顯示和打印機打印輸出。

4． 電源：壓力傳感器是用直流電源供電，通常有恒壓源和恒流源供電方式兩種。在近距離測量時，可以用恒壓源或恒流源供電，若測量傳輸距離較遠
時，且精度要求較高時，要用恒流源供電。無論是恒壓源供電，還是恒流源供電，一個電源只能對一個傳感器供電，否則會產生交叉干擾。
二 安裝與校正
1． 安裝：將電壓式濕度傳感器的插頭插入變送器的插座中，變送器上的信號線接到數字電壓表(或電子電位差計，數據采集系統的A/D轉換器)的輸入端，然后將電源變換器插入220V交流電源插座中。這時數字電壓表上的讀數為土壤水吸力轉換為電壓的值。
2． 校正：濕度傳感器的校正裝置如圖2所示。采用標準水銀壓力表或標準真空表(0.4級)的壓力值為比對標準。將已經作除氣處理的待校正張力計插入盛水的密封的容器中，使陶土管的中部與水面平衡，陶土管中部受的負壓就是該處土壤水的吸力大小，開始時，容器通氣大，水面張力為零，調節儀器讀數為零。然后接通抽氣機，使容器內達到接近-684毫米汞柱，也即-0.9大氣壓時，調整傳感器的靈敏度，使輸出電壓為90mV?；蛘卟捎糜嬎愕姆椒ǖ膩淼玫綔y定結果，如在-684毫米汞柱(也即-0.9大氣壓)時，壓電傳感器的輸出為80mV，在實際應用測量時壓電傳感器的輸出為70 mV，則這時的大氣壓為：
P=(-684/80)×70=-598.5毫米汞柱
或 P=(-0.9/80)×70=-0.7875大氣壓。在用Kpa來表示大氣壓時，則P= -598.5×0.133322=-79.7932 Kpa。
再使容器通大氣，水面張回到零，這樣反復二、三次調節，就可以確定下來。
三 使用中注意事項
壓電式土壤濕度計使用、安裝時要求掌握好用無氣水和將陶土管中的空氣排除干凈這兩個環節，除氣瓶中的空氣不僅影響儀器測量精度和產生滯后現象，而且嚴重的還會影響儀器的正常使用。具體需要注意以下事項：
1． 張力計中注入無氣水，反復做幾次除氣處理，在除氣的同時，傳感器中的空氣自動排出而為水充滿。
2． 變送器上的信號輸出線紅線為正，黑線為負，分別接到二次儀表的輸入端。
3． 儀器在濕土中使用，測量由濕變干的過程，張力計可以從飽和時開始測量；若需在較干的土壤中使用，測量由干變濕的過程，干土的初始含水量須在張力計測量的范圍內(〈0.85巴)，先將張力計風干達到被測干土的吸力值，然后插入土壤中使用。
4． 在室外使用時，由于日溫度變化大，以及使用周期長，就要對儀器的傳感器部分采取一些保護措施。如在傳感器上加外罩避免日光直接照射；為減少溫差波動以傳感器的影響，可將傳感器埋入土中；為了防止土壤中的水氣滲入，做一個塑料管密封套保護傳感器。
5． 儀器通常在5-45℃溫度范圍內使用。同時應注意避免其他電、磁場的干擾。

真空表式張力計
真空表式張力計的原理與壓電式水勢傳感器的原理一樣，差別在于它是用機械真空表來顯示水勢的大小，其外形如照片見www.kew.cn







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