專利名稱：測土壤濕度的渦流感應(yīng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土壤濕度測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測土壤濕度的渦流感應(yīng)電路。
背景技術(shù)：
按照作物需水要求和水源供水狀況，控制、調(diào)節(jié)土壤水分來滿足作物的需水要求，是灌概管理工作的中心內(nèi)容，其中最根本的是土壤的含水量的測定。土壤含水量的測定方法，從傳統(tǒng)的烘干法，到電測法，直至現(xiàn)代的核技術(shù)手段等，共有幾十種，其中以田間采樣后的烘干法為標準測量方法，但這些方法大都是長年累月地定點觀測土壤水分的動態(tài)分布并積累資料，對于土壤濕度的即時測量，一直沒有一種簡單有效并且精確的方法。傳統(tǒng)的土壤濕度方法都是插入式常見的為插入兩根電極，通過兩極間的電阻或電容大小來確定濕度大小。但這與電極插入深淺有關(guān)，局部測量誤差也大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種測土壤濕度的渦流感應(yīng)電路，它以面代點測土壤濕度，采用渦流方式非接觸式測量，電路設(shè)計合理，使用方便快捷。為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案它包含電感器LI、第一電容-第十四電容C1-C14、第一電阻-第二十六電阻R1-R26、變壓器T、第一比較器-第二比較器IC1-IC2、可調(diào)電阻器W1、集成芯片U1、單片機U2、顯示器模塊DS1、第一絕緣柵場效應(yīng)管-第四絕緣柵場效應(yīng)管Q1-Q4、三極管Q5，電感器LI的一端分別與第五電容C5的一端、第十電阻RlO的一端、第^ 電阻Rll的一端、三極管Q5的基極連接,第十電阻RlO的另一端分別與第十二電阻R12的一端、第三電阻R3的一端、第一比較器ICl的8腳、電源VCC、第一電阻Rl的一端、第二電阻R2的一端、第四電阻R4的一端、集成芯片Ul的8腳、第六電阻R6的一端、第二比較器IC2的8腳連接，第十二電阻R12的另一端分別與第六電容C6的一端、變壓器T初級繞組的一端、三極管Q5的集電極連接，三極管Q5的發(fā)射極分別與第十三電阻R13的一端、第八電容C8的一端連接，第六電容C6的另一端與第七電容C7的一端連接，第七電容C7的另一端與變壓器T初級繞組的另一端連接，且第六電容C6與第七電容C7的連接處、電感器LI的另一端、第五電容C5的另一端、第^ 電阻Rll的另一 端、第十三電阻R13的另一端、第八電容CS的另一端均接地；第三電阻R3的另一端分別與第二電容C2的一端、第一比較器ICl的3腳連接，第二電容C2的另一端與變壓器T次級繞組的一端連接，變壓器T次級繞組的另一端、第一比較器ICl的2腳、4腳均接地；第一比較器ICl的I腳分別與第一電阻Rl的另一端、第一電容Cl的一端連接，第一電容Cl的另一端分別與第二電阻R2的另一端、集成芯片Ul的6腳連接，第四電阻R4的另一端分別與集成芯片Ul的7腳、第五電阻R5的一端連接，集成芯片Ul的2腳與可調(diào)電阻器Wl的一端連接，第五電阻R5的另一端、可調(diào)電阻器Wl的另一端、集成芯片Ul的3腳、4腳均接地；集成芯片Ul的5腳分別與第六電阻R6的另一端、第四電容C4的一端連接，集成芯片Ul的I腳分別與第三電容C3的一端、第七電阻R7的一端連接，第七電阻R7的另一端分別與第八電阻R8的一端、第二比較器IC2的3腳連接，第二比較器IC2的2腳與第九電阻R9的一端連接，第四電容C4的另一端、第三電容C3的另一端、第九電阻R9的另一端和第二比較器IC2的4腳均接地；第八電阻R8的另一端分別與第二比較器IC2的I腳、單片機U2的19腳、第十四電容C14的一端連接，第十四電容C14的另一端接地；單片機U2的2腳、3腳分別與接插器Jl的2腳、3腳連接，接插器Jl的I腳與電源VCC連接，接插器Jl的4腳接地；單片機U2的6腳、7腳、8腳、9腳分別與第二十二電阻R22的一端、第二十三電阻R23的一端、第二十四電阻R24的一端、第 二十五電阻R25的一端連接，第二十二電阻R22的另一端、第二十三電阻R23的另一端、第二十四電阻R24的另一端、第二十五電阻R25的另一端分別與第四絕緣柵場效應(yīng)管Q4的G極、第三絕緣柵場效應(yīng)管Q3的G極、第二絕緣柵場效應(yīng)管Q2的G極、第一絕緣柵場效應(yīng)管Ql的G極連接，第四絕緣柵場效應(yīng)管Q4、第三絕緣柵場效應(yīng)管Q3、第二絕緣柵場效應(yīng)管Q2、第一絕緣柵場效應(yīng)管Ql的D極相互連接且連接至電源VCC，第一絕緣柵場效應(yīng)管Ql的S極與顯示器模塊DSl的6腳連接，第二絕緣柵場效應(yīng)管Q2的S極與顯示器模塊DSl的8腳連接，第三絕緣柵場效應(yīng)管Q3的S極與顯示器模塊DSl的9腳連接，第四絕緣柵場效應(yīng)管Q4的S極與顯示器模塊DSl的12腳連接，顯示器模塊DSl的11腳與第十四電阻R14的一端連接，第十四電阻R14的另一端與單片機U2的12腳連接，顯示器模塊DSl的7腳與第十五電阻R15的一端連接,第十五電阻R15的另一端與單片機U2的13腳連接，顯示器模塊DSl的4腳與第十六電阻R16的一端連接，第十六電阻R16的另一端與單片機U2的14腳連接，顯示器模塊DSl的2腳與第十七電阻R17的一端連接，第十七電阻R17的另一端與單片機U2的15腳連接，顯示器模塊DSl的I腳與第十八電阻R18的一端連接，第十八電阻R18的另一端與單片機U2的16腳連接，顯示器模塊DSl的10腳與第十九電阻R19的一端連接，第十九電阻R19的另一端與單片機U2的17腳連接，顯示器模塊DSl的5腳與第二十電阻R20的一端連接，第二十電阻R20的另一端與單片機U2的18腳連接，顯示器模塊DSl的3腳與第二十一電阻R21的一端連接，第二十一電阻R21的另一端與單片機U2的11腳連接；單片機U2的I腳分別與第二十六電阻R26的一端、第九電容C9的負極連接，第二十六電阻R26的另一端接地，第九電容C9的正極分別與電源VCC、第i^一電容Cll的一端、第十電容ClO的正極、單片機U2的20腳連接，第i^一電容Cll的另一端、第十電容ClO的負極接地；單片機U2的4腳與第十二電容C12的一端連接，單片機U2的5腳與第十三電容C13的一端連接，第十二電容C12的另一端、第十三電容C13的另一端、單片機U2的10腳均接地。本發(fā)明的測量方法為1、當土壤濕度越大，相對導電能力越強。根據(jù)這一原理，做LC振蕩電路用Φ1. O的漆包線繞一 Φ30αιι的圓托體20匝脫胎做感應(yīng)線圈，并聯(lián)得到一組LC振蕩頻率；2、用同一人小第五電容C5并聯(lián)一電感器LI,此電感器LI的大小與繞制的感應(yīng)線圈的電感大小相同，這樣又得到一 LC振蕩頻率值，作為基準值；3、當電感器LI遇被測物，其線圈電感由于渦流作用而變化使得其LC振蕩頻率發(fā)生改變，再與原其準LC振蕩頻率比較得一組數(shù)據(jù)；4、兩組數(shù)據(jù)相減后的數(shù)據(jù)校準為土壤濕度。本發(fā)明以面代點測土壤濕度，采用渦流方式非接觸式測量，電路設(shè)計合理，使用方便快捷。


圖I為本發(fā)明的電路原理圖。
具體實施例方式參照圖1，本具體實施方式
米用以下技術(shù)方案它包含電感器LI、第一電容-第十四電容C1-C14、第一電阻-第二十六電阻R1-R26、變壓揣T、第一比較器-第二比較器IC1-IC2、可調(diào)電阻器W1、集成芯片U1、單片機U2、顯示器模塊DS1、第一絕緣柵場效應(yīng)管-第四絕緣柵場效應(yīng)管Q1-Q4、三極管Q5,電感器LI的一端分別與第五電容C5的一端、第十電阻RlO的一端、第十一電阻Rll的一端、三極管Q5的基極連接，第十電阻RlO的另一端分別與第十二電阻R12的一端、第三電阻R3的一端、第一比較器ICl的8腳、電源VCC、第一電阻Rl的一端、第二電阻R2的一端、第四電阻R4的一端、集成芯片Ul的8腳、第六電阻R6的一端、第二比較器IC2的8腳連接，第十二電阻R12的另一端分別與第六電容C6的一端、變壓器T初級繞組的一端、三極管Q5的集電極連接，三極管Q5的發(fā)射極分別與第 十三電阻R13的一端、第八電容C8的一端連接,第六電容C6的另一端與第七電容C7的一端連接，第七電容C7的另一端與變壓器T初級繞組的另一端連接，且第六電容C6與第七電容C7的連接處、電感器LI的另一端、第五電容C5的另一端、第^ 電阻Rll的另一端、第十三電阻R13的另一端、第八電容CS的另一端均接地；第三電阻R3的另一端分別與第二電容C2的一端、第一比較器ICl的3腳連接，第二電容C2的另一端與變壓器T次級繞組的一端連接，變壓器T次級繞組的另一端、第一比較器ICl的2腳、4腳均接地；第一比較器ICl的I腳分別與第一電阻Rl的另一端、第一電容Cl的一端連接,第一電容Cl的另一端分別與第二電阻R2的另一端、集成芯片Ul的6腳連接，第四電阻R4的另一端分別與集成芯片Ul的7腳、第五電阻R5的一端連接，集成芯片Ul的2腳與可調(diào)電阻器Wl的一端連接，第五電阻R5的另一端、可調(diào)電阻器Wl的另一端、集成芯片Ul的3腳、4腳均接地；集成芯片Ul的5腳分別與第六電阻R6的另一端、第四電容C4的一端連接，集成芯片Ul的I腳分別與第三電容C3的一端、第七電阻R7的一端連接，第七電阻R7的另一端分別與第八電阻R8的一端、第二比較器IC2的3腳連接，第二比較器IC2的2腳與第九電阻R9的一端連接，第四電容C4的另一端、第三電容C3的另一端、第九電阻R9的另一端和第二比較器IC2的4腳均接地；第八電阻R8的另一端分別與第二比較器IC2的I腳、單片機U2的19腳、第十四電容C14的一端連接，第十四電容C14的另一端接地；單片機U2的2腳、3腳分別與接插器Jl的2腳、3腳連接，接插器Jl的I腳與電源VCC連接，接插器Jl的4腳接地；單片機U2的6腳、7腳、8腳、9腳分別與第二十二電阻R22的一端、第二十三電阻R23的一端、第二十四電阻R24的一端、第二十五電阻R25的一端連接，第二十二電阻R22的另一端、第二十三電阻R23的另一端、第二十四電阻R24的另一端、第二十五電阻R25的另一端分別與第四絕緣柵場效應(yīng)管Q4的G極、第三絕緣柵場效應(yīng)管Q3的G極、第二絕緣柵場效應(yīng)管Q2的G極、第一絕緣柵場效應(yīng)管Ql的G極連接，第四絕緣柵場效應(yīng)管Q4、第三絕緣柵場效應(yīng)管Q3、第二絕緣柵場效應(yīng)管Q2、第一絕緣柵場效應(yīng)管Ql的D極相互連接且連接至電源VCC，第一絕緣柵場效應(yīng)管Ql的S極與顯示器模塊DSl的6腳連接，第二絕緣柵場效應(yīng)管Q2的S極與顯示器模塊DSl的8腳連接，第三絕緣柵場效應(yīng)管Q3的S極與顯示器模塊DSl的9腳連接，第四絕緣柵場效應(yīng)管Q4的S極與顯示器模塊DSl的12腳連接，顯示器模塊DSl的11腳與第十四電阻R14的一端連接，第十四電阻R14的另一端與單片機U2的12腳連接，顯示器模塊DSl的7腳與第十五電阻R15的一端連接,第十五電阻R15的另一端與單片機U2的13腳連接，顯示器模塊DSl的4腳與第十六電阻R16的一端連接，第十六電阻R16的另一端與單片機U2的14腳連接，顯示器模塊DSl的2腳與第十七電阻R17的一端連接，第十七電阻R17的另一端與單片機U2的15腳連接，顯示器模塊DSl的I腳與第十八電阻R18的一端連接，第十八電阻R18的另一端與單片機U2的16腳連接，顯示器模塊DSl的10腳與第十九電阻R19的一端連接，第十九電阻R19的另一端與單片機U2的17腳連接，顯示器模塊DSl的5腳與第二十電阻R20的一端連接，第二十電阻R20的另一端與單片機U2的18腳連接，顯示器模塊DSl的3腳與第二十一電阻R21的一端連接，第二十一電阻R21的另一端與單片機U2的11腳連接；單片機U2的I腳分別與第二十六電阻R26的一端、第九電容C9的負極連接，第二十六電阻R26的另一端接地，第九電容C9的正極分別與電源VCC、第i^一電容Cll的一端、第十電容ClO的正極、單片機U2的20腳連接,第^ 電容Cll的另一端、第十電容ClO的負極接地；單片機U2的4腳與第十二電容C12的一端連接，單片機U2的5腳與第十三電容C13的一端連接，第十二電容C12的另一端、第十三電容C13的另一端、單片機U2的10腳均接地。本具體實施方式
的測量方法為1、當土壤濕度越大，相對導電能力越強。根據(jù)這一 原理,做LC振蕩電路用Φ1.0的漆包線繞一 φ 30cm的圓托體20匝脫胎做感應(yīng)線圈，并聯(lián)得到一組LC振蕩頻率；2、用同一大小第五電容C5并聯(lián)一電感器LI,此電感器LI的大小與繞制的感應(yīng)線圈的電感大小相同，這樣又得到一 LC振蕩頻率值，作為基準值；3、當電感器LI遇被測物，其線圈電感由于渦流作用而變化使得其LC振蕩頻率發(fā)生改變，再與原其準LC振蕩頻率比較得一組數(shù)據(jù)；4、兩組數(shù)據(jù)相減后的數(shù)據(jù)校準為土壤濕度。本具體實施方式
以面代點測土壤濕度，采用渦流方式非接觸式測量，電路設(shè)計合理，使用方便快捷。
權(quán)利要求
1.測土壤濕度的渦流感應(yīng)電路，其特征在于它包含電感器(LI)、第一電容-第十四電容(C1-C14)、第一電阻-第二十六電阻(R1-R26)、變壓器(T)、第一比較器-第二比較器(IC1-IC2)、可調(diào)電阻器(Wl)、集成芯芯片(Ul)、單片機(U2)、顯示器模塊(DSl)、第一絕緣柵場效應(yīng)管-第四絕緣柵場效應(yīng)管(Q1-Q4)、三極管(Q5)，電感器(LI)的一端分別與第五電容(C5)的一端、第十電阻(RlO)的一端、第^ 電阻(Rll)的一端、三極管(Q5)的基極連接，第十電阻(RlO)的另一端分別與第十二電阻(R12)的一端、第三電阻(R3)的一端、第一比較器(ICl)的8腳、電源VCC、第一電阻(Rl)的一端、第二電阻(R2)的一端、第四電阻(R4)的一端、集成芯片(Ul)的8腳、第六電阻(R6)的一端、第二比較揣(IC2)的8腳連接，第十二電阻(R12)的另一端分別與第六電容(C6)的一端、變壓器(T)初級繞組的一端、三極管(Q5)的集電極連接，三極管(Q5)的發(fā)射極分別與第十三電阻(R13)的一端、第八電容(C8)的一端連接，第六電容(C6)的另一端與第七電容(C7)的一端連接，第七電容(C7)的另一端與變壓器(T)初級繞組的另一端連接，且第六電容(C6)與第七電容(C7)的連接處、電感器(LI)的另一端、第五電容(C5)的另一端、第十一電阻(Rll)的另一端、第十三電阻(R13)的另一端、第八電容(CS)的另一端均接地；第三電阻(R3)的另一端分別與第二電容(C2)的一端、第一比較器(ICl)的3腳連接，第二電容(C2)的另一端與變壓器(T)次級繞 組的一端連接，變壓器(T)次級繞組的另一端、第一比較器(ICl)的2腳、4腳均接地；第一比較器(ICl)的I腳分別與第一電阻(Rl)的另一端、第一電容(Cl)的一端連接,第一電容(Cl)的另一端分別與第二電阻(R2)的另一端、集成芯片(Ul)的6腳連接，第四電阻(R4)的另一端分別與集成芯片(Ul)的7腳、第五電阻(R5)的一端連接，集成芯片(Ul)的2腳與可調(diào)電阻器(Wl)的一端連接，第五電阻(R5)的另一端、可調(diào)電阻器(Wl)的另一端、集成芯片(Ul)的3腳、4腳均接地；集成芯片(Ul)的5腳分別與第六電阻(R6)的另一端、第四電容(C4)的一端連接，集成芯片(Ul)的I腳分別與第三電容(C3)的一端、第七電阻(R7)的一端連接，第七電阻(R7)的另一端分別與第八電阻(R8)的一端、第二比較器(IC2)的3腳連接，第二比較器(IC2)的2腳與第九電阻(R9)的一端連接，第四電容(C4)的另一端、第三電容(C3)的另一端、第九電阻(R9)的另一端和第二比較器(IC2)的4腳均接地；第八電阻(R8)的另一端分別與第二比較器(IC2)的I腳、單片機(U2)的19腳、第十四電容(C14)的一端連接，第十四電容(C14)的另一端接地；單片機(U2)的2腳、3腳分別與接插器(Jl)的2腳、3腳連接，接插器(Jl)的I腳與電源VCC連接，接插器(Jl)的4腳接地；單片機(U2)的6腳、7腳、8腳、9腳分別與第二十二電阻(R22)的一端、第二十三電阻(R23)的一端、第二十四電阻(R24)的一端、第二十五電阻(R25)的一端連接，第二十二電阻(R22)的另一端、第二十三電阻(R23)的另一端、第二十四電阻(R24)的另一端、第二十五電阻(R25)的另一端分別與第四絕緣柵場效應(yīng)管(Q4)的G極、第三絕緣柵場效應(yīng)管(Q3)的G極、第二絕緣柵場效應(yīng)管(Q2)的G極、第一絕緣柵場效應(yīng)管(Ql)的G極連接，第四絕緣柵場效應(yīng)管(Q4)、第三絕緣柵場效應(yīng)管(Q3)、第二絕緣柵場效應(yīng)管(Q2)、第一絕緣柵場效應(yīng)管(Ql)的D極相互連接且連接至電源VCC，第一絕緣柵場效應(yīng)管(Ql)的S極與顯示器模塊(DSl)的6 腳連接，第二絕緣柵場效應(yīng)管(Q2)的S極與顯示器模塊(DSl)的8腳連接，第三絕緣柵場效應(yīng)管(Q3)的S極與顯示器模塊(DSl)的9腳連接，第四絕緣柵場效應(yīng)管(Q4)的S極與顯示器模塊(DSl)的12腳連接，顯示器模塊(DSl)的11腳與第十四電阻(R14)的一端連接，第十四電阻(R14)的另一端與單片機(U2)的12腳連接，顯示器模塊(DSl)的7腳與第十五電阻(R15)的一端連接，第十五電阻(R15)的另一端與單片機(U2)的13腳連接，顯示器模塊(DSl)的4腳與第十六電阻(R16)的一端連接，第十六電阻(R16)的另一端與單片機(U2)的14腳連接，顯示器模塊(DSl)的2腳與第十七電阻(R17)的一端連接，第十七電阻(R17)的另一端與單片機(U2)的15腳連接，顯示器模塊(DSl)的I腳與第十八電阻(R18)的一端連接，第十八電阻(R18)的另一端與單片機(U2)的16腳連接，顯示器模塊(DSl)的10腳與第十九電阻(R19)的一端 連接，第十九電阻(R19)的另一端與單片機(U2)的17腳連接，顯示器模塊(DSl)的5腳與第二十電阻(R20)的一端連接，第二十電阻(R20)的另一端與單片機(U2)的18腳連接，顯示器模塊(DSl)的3腳與第二十一電阻(R21)的一端連接，第二十一電阻(R21)的另一端與單片機(U2)的11腳連接；單片機(U2)的I腳分別與第二十六電阻(R26)的一端、第九電容(C9)的負極連接，第二十六電阻(R26)的另一端接地，第九電容(C9)的正極分別與電源VCC、第i^一電容(Cll)的一端、第十電容(ClO)的正極、單片機(U2)的20腳連接，第^^一電容(Cll)的另一端、第十電容(ClO)的負極接地；單片機(U2)的4腳與第十二電容(C12)的一端連接，單片機(U2)的5腳與第十三電容(C13)的一端連接，第十二電容(C12)的另一端、第十三電容(C13)的另一端、單片機(U2)的10腳均接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測土壤濕度的渦流感應(yīng)電路，其特征在于所述渦流感應(yīng)電路的測量方法為(I)、當土壤濕度越大，相對導電能力越強。根據(jù)這一原理，做LC振蕩電路用Φ I. O的漆包線繞一 Φ 30cm的圓托體20匝脫胎做感應(yīng)線圈，并聯(lián)得到一組LC振蕩頻率；(2)、用同一大小第五電容(C5)并聯(lián)一電感器(LI)，此電感器(LI)的大小與繞制的感應(yīng)線圈的電感大小相同，這樣又得到一 LC振蕩頻率值，作為基準值；(3)、當電感器(LI)遇被測物，其線圈電感山于渦流作用而變化使得其LC振蕩頻率發(fā)生改變，再與原其準LC振蕩頻率比較得一組數(shù)據(jù)；(4)、兩組數(shù)據(jù)相減后的數(shù)據(jù)校準為土壤濕度。
全文摘要
測土壤濕度的渦流感應(yīng)電路，它涉及土壤濕度測試技術(shù)領(lǐng)域。它包含電感器(L1)、第一電容-第十四電容(C1-C14)、第一電阻-第二十六電阻(R1-R26)、變壓器(T)、第一比較器-第二比較器(IC1-IC2)、可調(diào)電阻器(W1)、集成芯片(U1)、單片機(U2)、顯示器模塊(DS1)、第一絕緣柵場效應(yīng)管-第四絕緣柵場效應(yīng)管(Q1-Q4)、三極管(Q5)，電感器(L1)的一端分別與第五電容(C5)的一端、第十電阻(R10)的一端、第十一電阻(R11)的一端、三極管(Q5)的基極連接。它以面代點測土壤濕度，采用渦流方式非接觸式測量，電路設(shè)計合理，使用方便快捷。
文檔編號G01N27/00GK102830136SQ20121027325
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者侯金波 申請人:侯金波