針對基于駐波率（SWR）原理的土壤濕度傳感器在長期工作中受溫度影響的問題,提出基于二元回歸分析法的溫度補(bǔ)償模型,利用最小二乘原理確定補(bǔ)償模型的待定參數(shù),對傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。從硬件電路和測量原理對SWR土壤濕度傳感器的溫漂特性進(jìn)行研究。使用高低溫交變濕熱實(shí)驗(yàn)箱,在設(shè)定溫度5～45℃范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測試結(jié)果表明,在溫度補(bǔ)償前該傳感器測量土壤體積含水率的最大絕對誤差范圍為-2. 65%～2. 22%,其最大相對誤差為29. 76%,最大均方誤差為2. 211 9%。將SWR土壤濕度傳感器輸出值與PT100型溫度傳感器輸出值進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,基于最小二乘優(yōu)化計算的二元回歸分析法得到溫度補(bǔ)償模型,其擬合的決定系數(shù)為0. 998。取不同溫度下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償模型的驗(yàn)證,結(jié)果表明,SWR土壤濕度傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償后,其測量結(jié)果的最大絕對誤差范圍為-0. 26%～0. 69%,最大相對誤差不超過5. 23%,均方誤差較補(bǔ)償之前減小一個數(shù)量級,且最大均方誤差為0. 157%。表明采用該溫度補(bǔ)償模型可以有效減小溫度對SWR土壤濕度傳感器的影響,提高其測量結(jié)果的精度和可靠性。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2019,50(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【文章目錄】：
0 引言
1 數(shù)據(jù)獲取方法
    1.1 傳感器測量原理
    1.2 實(shí)驗(yàn)方案
2 結(jié)果與分析
    2.1 含水率測量與溫度相關(guān)性分析
        2.1.1 硬件電路溫度漂移分析
        2.1.2 溫度影響機(jī)理
    2.2 溫度補(bǔ)償方法
        2.2.1 補(bǔ)償模型建立
        2.2.2 補(bǔ)償模型驗(yàn)證
3 結(jié)論


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]土體含水率TDR測試技術(shù)的影響因素分析[J]. 張瑞國,羅強(qiáng),蔣良濰,張良,張正.  傳感器與微系統(tǒng). 2016(05)
[2]土壤多參數(shù)復(fù)合測試系統(tǒng)研究[J]. 趙燕東,李寧,皮婷婷.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2015(08)
[3]溫度對FDR土壤濕度傳感器的影響研究[J]. 曹美,徐曉輝,蘇彥莽,宋濤,周萌,賈薇.  節(jié)水灌溉. 2015(01)
[4]單管放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)仿真分析[J]. 代素梅,劉照紅,鐘寧.  測控技術(shù). 2014(12)
[5]濕度傳感器的SVM溫度補(bǔ)償研究及軟件設(shè)計[J]. 高大惟,劉建玲.  儀表技術(shù)與傳感器. 2014(12)
[6]基于改進(jìn)GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的濕度傳感器的溫度補(bǔ)償[J]. 彭基偉,呂文華,行鴻彥,武向娟.  儀器儀表學(xué)報. 2013(01)
[7]pH傳感器溫度補(bǔ)償模型研究[J]. 陳瑤,薛月菊,陳聯(lián)誠,陳漢鳴,王楷,黃珂.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2012(08)
[8]最小二乘法分段直線擬合[J]. 田垅,劉宗田.  計算機(jī)科學(xué). 2012(S1)
[9]鉑電阻溫度傳感器實(shí)現(xiàn)線性測溫方案的研究[J]. 郝桂青,李健飛.  自動化儀表. 2011(11)
[10]EC-5土壤水分傳感器溫度影響機(jī)理及補(bǔ)償方法研究[J]. 張榮標(biāo),劉駿,張磊,余功江.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2010(09)



本文編號：3532400