专利名称：测土壤湿度的涡流感应电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及土壤湿度测试技术领域，具体涉及一种测土壤湿度的涡流感应电路。
背景技术：
按照作物需水要求和水源供水状况，控制、调节土壤水分来满足作物的需水要求，是灌概管理工作的中心内容，其中最根本的是土壤的含水量的测定。土壤含水量的测定方法，从传统的烘干法，到电测法，直至现代的核技术手段等，共有几十种，其中以田间采样后的烘干法为标准测量方法，但这些方法大都是长年累月地定点观测土壤水分的动态分布并积累资料，对于土壤湿度的即时测量，一直没有一种简单有效并且精确的方法。传统的土壤湿度方法都是插入式常见的为插入两根电极，通过两极间的电阻或电容大小来确定湿度大小。但这与电极插入深浅有关，局部测量误差也大。
发明内容
本发明的目的是提供一种测土壤湿度的涡流感应电路，它以面代点测土壤湿度，采用涡流方式非接触式测量，电路设计合理，使用方便快捷。为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案它包含电感器LI、第一电容-第十四电容C1-C14、第一电阻-第二十六电阻R1-R26、变压器T、第一比较器-第二比较器IC1-IC2、可调电阻器W1、集成芯片U1、单片机U2、显示器模块DS1、第一绝缘栅场效应管-第四绝缘栅场效应管Q1-Q4、三极管Q5，电感器LI的一端分别与第五电容C5的一端、第十电阻RlO的一端、第^ 电阻Rll的一端、三极管Q5的基极连接,第十电阻RlO的另一端分别与第十二电阻R12的一端、第三电阻R3的一端、第一比较器ICl的8脚、电源VCC、第一电阻Rl的一端、第二电阻R2的一端、第四电阻R4的一端、集成芯片Ul的8脚、第六电阻R6的一端、第二比较器IC2的8脚连接，第十二电阻R12的另一端分别与第六电容C6的一端、变压器T初级绕组的一端、三极管Q5的集电极连接，三极管Q5的发射极分别与第十三电阻R13的一端、第八电容C8的一端连接，第六电容C6的另一端与第七电容C7的一端连接，第七电容C7的另一端与变压器T初级绕组的另一端连接，且第六电容C6与第七电容C7的连接处、电感器LI的另一端、第五电容C5的另一端、第^ 电阻Rll的另一 端、第十三电阻R13的另一端、第八电容CS的另一端均接地；第三电阻R3的另一端分别与第二电容C2的一端、第一比较器ICl的3脚连接，第二电容C2的另一端与变压器T次级绕组的一端连接，变压器T次级绕组的另一端、第一比较器ICl的2脚、4脚均接地；第一比较器ICl的I脚分别与第一电阻Rl的另一端、第一电容Cl的一端连接，第一电容Cl的另一端分别与第二电阻R2的另一端、集成芯片Ul的6脚连接，第四电阻R4的另一端分别与集成芯片Ul的7脚、第五电阻R5的一端连接，集成芯片Ul的2脚与可调电阻器Wl的一端连接，第五电阻R5的另一端、可调电阻器Wl的另一端、集成芯片Ul的3脚、4脚均接地；集成芯片Ul的5脚分别与第六电阻R6的另一端、第四电容C4的一端连接，集成芯片Ul的I脚分别与第三电容C3的一端、第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端分别与第八电阻R8的一端、第二比较器IC2的3脚连接，第二比较器IC2的2脚与第九电阻R9的一端连接，第四电容C4的另一端、第三电容C3的另一端、第九电阻R9的另一端和第二比较器IC2的4脚均接地；第八电阻R8的另一端分别与第二比较器IC2的I脚、单片机U2的19脚、第十四电容C14的一端连接，第十四电容C14的另一端接地；单片机U2的2脚、3脚分别与接插器Jl的2脚、3脚连接，接插器Jl的I脚与电源VCC连接，接插器Jl的4脚接地；单片机U2的6脚、7脚、8脚、9脚分别与第二十二电阻R22的一端、第二十三电阻R23的一端、第二十四电阻R24的一端、第 二十五电阻R25的一端连接，第二十二电阻R22的另一端、第二十三电阻R23的另一端、第二十四电阻R24的另一端、第二十五电阻R25的另一端分别与第四绝缘栅场效应管Q4的G极、第三绝缘栅场效应管Q3的G极、第二绝缘栅场效应管Q2的G极、第一绝缘栅场效应管Ql的G极连接，第四绝缘栅场效应管Q4、第三绝缘栅场效应管Q3、第二绝缘栅场效应管Q2、第一绝缘栅场效应管Ql的D极相互连接且连接至电源VCC，第一绝缘栅场效应管Ql的S极与显示器模块DSl的6脚连接，第二绝缘栅场效应管Q2的S极与显示器模块DSl的8脚连接，第三绝缘栅场效应管Q3的S极与显示器模块DSl的9脚连接，第四绝缘栅场效应管Q4的S极与显示器模块DSl的12脚连接，显示器模块DSl的11脚与第十四电阻R14的一端连接，第十四电阻R14的另一端与单片机U2的12脚连接，显示器模块DSl的7脚与第十五电阻R15的一端连接,第十五电阻R15的另一端与单片机U2的13脚连接，显示器模块DSl的4脚与第十六电阻R16的一端连接，第十六电阻R16的另一端与单片机U2的14脚连接，显示器模块DSl的2脚与第十七电阻R17的一端连接，第十七电阻R17的另一端与单片机U2的15脚连接，显示器模块DSl的I脚与第十八电阻R18的一端连接，第十八电阻R18的另一端与单片机U2的16脚连接，显示器模块DSl的10脚与第十九电阻R19的一端连接，第十九电阻R19的另一端与单片机U2的17脚连接，显示器模块DSl的5脚与第二十电阻R20的一端连接，第二十电阻R20的另一端与单片机U2的18脚连接，显示器模块DSl的3脚与第二十一电阻R21的一端连接，第二十一电阻R21的另一端与单片机U2的11脚连接；单片机U2的I脚分别与第二十六电阻R26的一端、第九电容C9的负极连接，第二十六电阻R26的另一端接地，第九电容C9的正极分别与电源VCC、第i^一电容Cll的一端、第十电容ClO的正极、单片机U2的20脚连接，第i^一电容Cll的另一端、第十电容ClO的负极接地；单片机U2的4脚与第十二电容C12的一端连接，单片机U2的5脚与第十三电容C13的一端连接，第十二电容C12的另一端、第十三电容C13的另一端、单片机U2的10脚均接地。本发明的测量方法为1、当土壤湿度越大，相对导电能力越强。根据这一原理，做LC振荡电路用Φ1. O的漆包线绕一 Φ30αιι的圆托体20匝脱胎做感应线圈，并联得到一组LC振荡频率；2、用同一人小第五电容C5并联一电感器LI,此电感器LI的大小与绕制的感应线圈的电感大小相同，这样又得到一 LC振荡频率值，作为基准值；3、当电感器LI遇被测物，其线圈电感由于涡流作用而变化使得其LC振荡频率发生改变，再与原其准LC振荡频率比较得一组数据；4、两组数据相减后的数据校准为土壤湿度。本发明以面代点测土壤湿度，采用涡流方式非接触式测量，电路设计合理，使用方便快捷。
图I为本发明的电路原理图。
具体实施例方式参照图1，本具体实施方式
米用以下技术方案它包含电感器LI、第一电容-第十四电容C1-C14、第一电阻-第二十六电阻R1-R26、变压揣T、第一比较器-第二比较器IC1-IC2、可调电阻器W1、集成芯片U1、单片机U2、显示器模块DS1、第一绝缘栅场效应管-第四绝缘栅场效应管Q1-Q4、三极管Q5,电感器LI的一端分别与第五电容C5的一端、第十电阻RlO的一端、第十一电阻Rll的一端、三极管Q5的基极连接，第十电阻RlO的另一端分别与第十二电阻R12的一端、第三电阻R3的一端、第一比较器ICl的8脚、电源VCC、第一电阻Rl的一端、第二电阻R2的一端、第四电阻R4的一端、集成芯片Ul的8脚、第六电阻R6的一端、第二比较器IC2的8脚连接，第十二电阻R12的另一端分别与第六电容C6的一端、变压器T初级绕组的一端、三极管Q5的集电极连接，三极管Q5的发射极分别与第 十三电阻R13的一端、第八电容C8的一端连接,第六电容C6的另一端与第七电容C7的一端连接，第七电容C7的另一端与变压器T初级绕组的另一端连接，且第六电容C6与第七电容C7的连接处、电感器LI的另一端、第五电容C5的另一端、第^ 电阻Rll的另一端、第十三电阻R13的另一端、第八电容CS的另一端均接地；第三电阻R3的另一端分别与第二电容C2的一端、第一比较器ICl的3脚连接，第二电容C2的另一端与变压器T次级绕组的一端连接，变压器T次级绕组的另一端、第一比较器ICl的2脚、4脚均接地；第一比较器ICl的I脚分别与第一电阻Rl的另一端、第一电容Cl的一端连接,第一电容Cl的另一端分别与第二电阻R2的另一端、集成芯片Ul的6脚连接，第四电阻R4的另一端分别与集成芯片Ul的7脚、第五电阻R5的一端连接，集成芯片Ul的2脚与可调电阻器Wl的一端连接，第五电阻R5的另一端、可调电阻器Wl的另一端、集成芯片Ul的3脚、4脚均接地；集成芯片Ul的5脚分别与第六电阻R6的另一端、第四电容C4的一端连接，集成芯片Ul的I脚分别与第三电容C3的一端、第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端分别与第八电阻R8的一端、第二比较器IC2的3脚连接，第二比较器IC2的2脚与第九电阻R9的一端连接，第四电容C4的另一端、第三电容C3的另一端、第九电阻R9的另一端和第二比较器IC2的4脚均接地；第八电阻R8的另一端分别与第二比较器IC2的I脚、单片机U2的19脚、第十四电容C14的一端连接，第十四电容C14的另一端接地；单片机U2的2脚、3脚分别与接插器Jl的2脚、3脚连接，接插器Jl的I脚与电源VCC连接，接插器Jl的4脚接地；单片机U2的6脚、7脚、8脚、9脚分别与第二十二电阻R22的一端、第二十三电阻R23的一端、第二十四电阻R24的一端、第二十五电阻R25的一端连接，第二十二电阻R22的另一端、第二十三电阻R23的另一端、第二十四电阻R24的另一端、第二十五电阻R25的另一端分别与第四绝缘栅场效应管Q4的G极、第三绝缘栅场效应管Q3的G极、第二绝缘栅场效应管Q2的G极、第一绝缘栅场效应管Ql的G极连接，第四绝缘栅场效应管Q4、第三绝缘栅场效应管Q3、第二绝缘栅场效应管Q2、第一绝缘栅场效应管Ql的D极相互连接且连接至电源VCC，第一绝缘栅场效应管Ql的S极与显示器模块DSl的6脚连接，第二绝缘栅场效应管Q2的S极与显示器模块DSl的8脚连接，第三绝缘栅场效应管Q3的S极与显示器模块DSl的9脚连接，第四绝缘栅场效应管Q4的S极与显示器模块DSl的12脚连接，显示器模块DSl的11脚与第十四电阻R14的一端连接，第十四电阻R14的另一端与单片机U2的12脚连接，显示器模块DSl的7脚与第十五电阻R15的一端连接,第十五电阻R15的另一端与单片机U2的13脚连接，显示器模块DSl的4脚与第十六电阻R16的一端连接，第十六电阻R16的另一端与单片机U2的14脚连接，显示器模块DSl的2脚与第十七电阻R17的一端连接，第十七电阻R17的另一端与单片机U2的15脚连接，显示器模块DSl的I脚与第十八电阻R18的一端连接，第十八电阻R18的另一端与单片机U2的16脚连接，显示器模块DSl的10脚与第十九电阻R19的一端连接，第十九电阻R19的另一端与单片机U2的17脚连接，显示器模块DSl的5脚与第二十电阻R20的一端连接，第二十电阻R20的另一端与单片机U2的18脚连接，显示器模块DSl的3脚与第二十一电阻R21的一端连接，第二十一电阻R21的另一端与单片机U2的11脚连接；单片机U2的I脚分别与第二十六电阻R26的一端、第九电容C9的负极连接，第二十六电阻R26的另一端接地，第九电容C9的正极分别与电源VCC、第i^一电容Cll的一端、第十电容ClO的正极、单片机U2的20脚连接,第^ 电容Cll的另一端、第十电容ClO的负极接地；单片机U2的4脚与第十二电容C12的一端连接，单片机U2的5脚与第十三电容C13的一端连接，第十二电容C12的另一端、第十三电容C13的另一端、单片机U2的10脚均接地。本具体实施方式
的测量方法为1、当土壤湿度越大，相对导电能力越强。根据这一 原理,做LC振荡电路用Φ1.0的漆包线绕一 φ 30cm的圆托体20匝脱胎做感应线圈，并联得到一组LC振荡频率；2、用同一大小第五电容C5并联一电感器LI,此电感器LI的大小与绕制的感应线圈的电感大小相同，这样又得到一 LC振荡频率值，作为基准值；3、当电感器LI遇被测物，其线圈电感由于涡流作用而变化使得其LC振荡频率发生改变，再与原其准LC振荡频率比较得一组数据；4、两组数据相减后的数据校准为土壤湿度。本具体实施方式
以面代点测土壤湿度，采用涡流方式非接触式测量，电路设计合理，使用方便快捷。
权利要求
1.测土壤湿度的涡流感应电路，其特征在于它包含电感器(LI)、第一电容-第十四电容(C1-C14)、第一电阻-第二十六电阻(R1-R26)、变压器(T)、第一比较器-第二比较器(IC1-IC2)、可调电阻器(Wl)、集成芯芯片(Ul)、单片机(U2)、显示器模块(DSl)、第一绝缘栅场效应管-第四绝缘栅场效应管(Q1-Q4)、三极管(Q5)，电感器(LI)的一端分别与第五电容(C5)的一端、第十电阻(RlO)的一端、第^ 电阻(Rll)的一端、三极管(Q5)的基极连接，第十电阻(RlO)的另一端分别与第十二电阻(R12)的一端、第三电阻(R3)的一端、第一比较器(ICl)的8脚、电源VCC、第一电阻(Rl)的一端、第二电阻(R2)的一端、第四电阻(R4)的一端、集成芯片(Ul)的8脚、第六电阻(R6)的一端、第二比较揣(IC2)的8脚连接，第十二电阻(R12)的另一端分别与第六电容(C6)的一端、变压器(T)初级绕组的一端、三极管(Q5)的集电极连接，三极管(Q5)的发射极分别与第十三电阻(R13)的一端、第八电容(C8)的一端连接，第六电容(C6)的另一端与第七电容(C7)的一端连接，第七电容(C7)的另一端与变压器(T)初级绕组的另一端连接，且第六电容(C6)与第七电容(C7)的连接处、电感器(LI)的另一端、第五电容(C5)的另一端、第十一电阻(Rll)的另一端、第十三电阻(R13)的另一端、第八电容(CS)的另一端均接地；第三电阻(R3)的另一端分别与第二电容(C2)的一端、第一比较器(ICl)的3脚连接，第二电容(C2)的另一端与变压器(T)次级绕 组的一端连接，变压器(T)次级绕组的另一端、第一比较器(ICl)的2脚、4脚均接地；第一比较器(ICl)的I脚分别与第一电阻(Rl)的另一端、第一电容(Cl)的一端连接,第一电容(Cl)的另一端分别与第二电阻(R2)的另一端、集成芯片(Ul)的6脚连接，第四电阻(R4)的另一端分别与集成芯片(Ul)的7脚、第五电阻(R5)的一端连接，集成芯片(Ul)的2脚与可调电阻器(Wl)的一端连接，第五电阻(R5)的另一端、可调电阻器(Wl)的另一端、集成芯片(Ul)的3脚、4脚均接地；集成芯片(Ul)的5脚分别与第六电阻(R6)的另一端、第四电容(C4)的一端连接，集成芯片(Ul)的I脚分别与第三电容(C3)的一端、第七电阻(R7)的一端连接，第七电阻(R7)的另一端分别与第八电阻(R8)的一端、第二比较器(IC2)的3脚连接，第二比较器(IC2)的2脚与第九电阻(R9)的一端连接，第四电容(C4)的另一端、第三电容(C3)的另一端、第九电阻(R9)的另一端和第二比较器(IC2)的4脚均接地；第八电阻(R8)的另一端分别与第二比较器(IC2)的I脚、单片机(U2)的19脚、第十四电容(C14)的一端连接，第十四电容(C14)的另一端接地；单片机(U2)的2脚、3脚分别与接插器(Jl)的2脚、3脚连接，接插器(Jl)的I脚与电源VCC连接，接插器(Jl)的4脚接地；单片机(U2)的6脚、7脚、8脚、9脚分别与第二十二电阻(R22)的一端、第二十三电阻(R23)的一端、第二十四电阻(R24)的一端、第二十五电阻(R25)的一端连接，第二十二电阻(R22)的另一端、第二十三电阻(R23)的另一端、第二十四电阻(R24)的另一端、第二十五电阻(R25)的另一端分别与第四绝缘栅场效应管(Q4)的G极、第三绝缘栅场效应管(Q3)的G极、第二绝缘栅场效应管(Q2)的G极、第一绝缘栅场效应管(Ql)的G极连接，第四绝缘栅场效应管(Q4)、第三绝缘栅场效应管(Q3)、第二绝缘栅场效应管(Q2)、第一绝缘栅场效应管(Ql)的D极相互连接且连接至电源VCC，第一绝缘栅场效应管(Ql)的S极与显示器模块(DSl)的6 脚连接，第二绝缘栅场效应管(Q2)的S极与显示器模块(DSl)的8脚连接，第三绝缘栅场效应管(Q3)的S极与显示器模块(DSl)的9脚连接，第四绝缘栅场效应管(Q4)的S极与显示器模块(DSl)的12脚连接，显示器模块(DSl)的11脚与第十四电阻(R14)的一端连接，第十四电阻(R14)的另一端与单片机(U2)的12脚连接，显示器模块(DSl)的7脚与第十五电阻(R15)的一端连接，第十五电阻(R15)的另一端与单片机(U2)的13脚连接，显示器模块(DSl)的4脚与第十六电阻(R16)的一端连接，第十六电阻(R16)的另一端与单片机(U2)的14脚连接，显示器模块(DSl)的2脚与第十七电阻(R17)的一端连接，第十七电阻(R17)的另一端与单片机(U2)的15脚连接，显示器模块(DSl)的I脚与第十八电阻(R18)的一端连接，第十八电阻(R18)的另一端与单片机(U2)的16脚连接，显示器模块(DSl)的10脚与第十九电阻(R19)的一端 连接，第十九电阻(R19)的另一端与单片机(U2)的17脚连接，显示器模块(DSl)的5脚与第二十电阻(R20)的一端连接，第二十电阻(R20)的另一端与单片机(U2)的18脚连接，显示器模块(DSl)的3脚与第二十一电阻(R21)的一端连接，第二十一电阻(R21)的另一端与单片机(U2)的11脚连接；单片机(U2)的I脚分别与第二十六电阻(R26)的一端、第九电容(C9)的负极连接，第二十六电阻(R26)的另一端接地，第九电容(C9)的正极分别与电源VCC、第i^一电容(Cll)的一端、第十电容(ClO)的正极、单片机(U2)的20脚连接，第^^一电容(Cll)的另一端、第十电容(ClO)的负极接地；单片机(U2)的4脚与第十二电容(C12)的一端连接，单片机(U2)的5脚与第十三电容(C13)的一端连接，第十二电容(C12)的另一端、第十三电容(C13)的另一端、单片机(U2)的10脚均接地。
2.根据权利要求I所述的测土壤湿度的涡流感应电路，其特征在于所述涡流感应电路的测量方法为(I)、当土壤湿度越大，相对导电能力越强。根据这一原理，做LC振荡电路用Φ I. O的漆包线绕一 Φ 30cm的圆托体20匝脱胎做感应线圈，并联得到一组LC振荡频率；(2)、用同一大小第五电容(C5)并联一电感器(LI)，此电感器(LI)的大小与绕制的感应线圈的电感大小相同，这样又得到一 LC振荡频率值，作为基准值；(3)、当电感器(LI)遇被测物，其线圈电感山于涡流作用而变化使得其LC振荡频率发生改变，再与原其准LC振荡频率比较得一组数据；(4)、两组数据相减后的数据校准为土壤湿度。
全文摘要
测土壤湿度的涡流感应电路，它涉及土壤湿度测试技术领域。它包含电感器(L1)、第一电容-第十四电容(C1-C14)、第一电阻-第二十六电阻(R1-R26)、变压器(T)、第一比较器-第二比较器(IC1-IC2)、可调电阻器(W1)、集成芯片(U1)、单片机(U2)、显示器模块(DS1)、第一绝缘栅场效应管-第四绝缘栅场效应管(Q1-Q4)、三极管(Q5)，电感器(L1)的一端分别与第五电容(C5)的一端、第十电阻(R10)的一端、第十一电阻(R11)的一端、三极管(Q5)的基极连接。它以面代点测土壤湿度，采用涡流方式非接触式测量，电路设计合理，使用方便快捷。
文档编号G01N27/00GK102830136SQ20121027325
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者侯金波 申请人:侯金波