CS650/655土壤水分傳感器

基本測量原理

     與時域反射法（TDR）等技術一致，CS650/655也是基于介電原理來測量土壤含水量的，即在組成土壤的不同物質中，水的介電常數（80左右）遠大于其它組分（空氣、土壤礦物質、有機質等），因此可以通過測量土壤整體介電常數即可推算出土壤含水量。

具體測量方法

     CS650/655水分測量的主要元件為傳輸線振蕩器，振蕩器在接收到返回的脈沖信號會觸發(fā)下一個脈沖，如此循環(huán)最終平均信號傳輸時間乘以128即為周期平均時間（Period Average, PA, μs），PA與介電常數呈負相關；電導率則是通過測量加載在探針上100 kHz信號的衰減情況確定，即確定激勵源電壓與返回信號電壓之比（Voltage Ratio, VR），VR與電導率呈正相關；溫度測量由內嵌在探頭中的熱敏電阻完成。

     需要注意的是，電導率會對CS650/655信號傳輸時間的測量造成影響，電導率增大會導致增加信號傳輸延時，而傳感器在固件算法中綜合了電導率和PA兩者的測量結果來計算介電常數，最終通過經驗模型轉化為土壤體積含水量。

CS650/655在上一代傳感器的基礎上做出了哪些改進？

CS650/655改進自CS616，主要變化包括：

·優(yōu)化了傳輸線振蕩器等電路設計；

·增加了土壤電導率和溫度測量；

·傳感器信號輸出由方波模擬信號升級為SDI-12數字信號

CS616 只能測量土壤含水量。

選擇CS650還是CS655？

     CS650和CS655的主要差異在于探針長度（CS650：30 cm，CS655：12 cm）。探針長度越長，傳感器測量的區(qū)域越大；但同時長探針會導致更大的電磁信號損耗，具體體現為傳感器電導率的測量上限會由CS655的8dS/m降低為CS650的3dS/m。

常見問題

1.傳感器應該水平還是豎直安裝？

建議水平安裝，因為CS650/655在傳感器探頭內（環(huán)氧樹脂部分）設有熱敏電阻測量土壤溫度，考慮到土壤溫度梯度，傳感器水平安裝時測得的溫度數據更能代表該深度下土壤的實際溫度。

2.傳感器輸出9999999或NAN

當使用“M3!”SDI-12指令時，傳感器會對測量結果進行邏輯判斷，當測量結果超出合理范圍時，會將對應測量結果輸出為9999999或NAN，此時并非傳感器發(fā)生故障，而是由待測對象的性質導致的。如無需此類邏輯判斷，則可采用“M4!”指令。

3.CS650/655是否對測量結果進行了溫度校正？

沒有。溫度對土壤水分和電導率的測定均有影響，其中溫度對土壤水分的影響較為復雜，涉及多種機制，且與土壤質地相關，CS650/655的用戶手冊中提供了電導率和粗砂中含水量溫度校正的模型，可供參考。