土壤水分測(cè)試儀是如何進(jìn)行校準(zhǔn)工作

　　土壤水分探頭（傳感器）工作原理，土壤水分探頭由一個(gè)內(nèi)含電子器件的防水室和與之一端相連的4個(gè)不銹鋼針的成型探針組成，這些探針直接插入土壤。探頭尾部的電纜線連接適宜的電壓源和輸出模擬信號(hào)。水分探頭是一種采用模擬信號(hào)處理的設(shè)備，不斷產(chǎn)生電信號(hào)和以電壓比表示的土壤性質(zhì)。特殊設(shè)計(jì)的傳輸線產(chǎn)生高頻信號(hào)，測(cè)量土壤參數(shù)。傳輸線的阻抗隨土壤阻抗變化而變化。阻抗包括表觀介電常數(shù)和離子傳導(dǎo)率。選用電信號(hào)的頻率使離子傳導(dǎo)率的影響最小，以使傳輸線阻抗變化幾乎僅依賴于土壤介電常數(shù)的變化。這些變化產(chǎn)生一個(gè)電壓駐波，駐波隨探針周圍介質(zhì)的變化增加或減小晶體振蕩器產(chǎn)生的電壓。輸出電壓在0～1V（DC）表示土壤介電常數(shù)在1～32之間。這一范圍代表一般礦質(zhì)土壤的容積含水量0.5m3/m-3。
　　信號(hào)處理與顯示系統(tǒng)采用微處理器進(jìn)行控制、運(yùn)算、存儲(chǔ)。16位精度的AD變換器，使測(cè)量顯示精度提高，并由一個(gè)32位的液晶顯示器顯示測(cè)量結(jié)果。在對(duì)土壤水分進(jìn)行測(cè)量時(shí)，儀表可以直接顯示容積含水量。濕度探頭采用高頻技術(shù)對(duì)被測(cè)介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)Ka進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)不同含水率土壤對(duì)應(yīng)探頭檢測(cè)的不同模擬信號(hào)（毫伏電壓信號(hào)），對(duì)無(wú)機(jī)土壤進(jìn)行了嚴(yán)格的標(biāo)定，然后把制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線（含水率-毫伏電壓信號(hào)）作為標(biāo)準(zhǔn)曲線，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后，直接把含水率顯示出來(lái)。
　　土壤水分測(cè)試儀的校準(zhǔn)原理，從該設(shè)備的組成及工作原理聯(lián)想到，可以用校準(zhǔn)該設(shè)備的電量變化準(zhǔn)確性來(lái)校準(zhǔn)該設(shè)備的準(zhǔn)確性。但是，設(shè)備電量信號(hào)的準(zhǔn)確性只能說(shuō)明該設(shè)備內(nèi)部信號(hào)處理方法的準(zhǔn)確性，不能完全說(shuō)明該電量信號(hào)是否真實(shí)地反應(yīng)了相應(yīng)變化的實(shí)際土壤水分的準(zhǔn)確性，所以用校準(zhǔn)電量來(lái)校準(zhǔn)該設(shè)備的方法不完全正確。那么，只好把該設(shè)備測(cè)定的土壤含水率與用干燥法測(cè)定的含水率進(jìn)行比較，也就是采用比較法對(duì)該設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)，從而確定該設(shè)備測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　土壤水分測(cè)試儀校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的處理，采用比較法對(duì)設(shè)備的校準(zhǔn)，首先考慮的是該數(shù)據(jù)是否線性相關(guān)，如果是線性相關(guān)就可以計(jì)算出一條修正曲線和修正公式。
　　相關(guān)關(guān)系是一種非確定性的關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r是研究變量之間線性相關(guān)程度的量。相關(guān)系數(shù)的性質(zhì)為|r|≤1，即相關(guān)系數(shù)r取值在-1到1之間。r=0時(shí)，稱x，y兩變量不相關(guān)；|r|=1時(shí)，稱x，y完全相關(guān)，此時(shí)，x，y之間具有線性函數(shù)關(guān)系；|r|＜1時(shí)，x的變動(dòng)引起y的部分變動(dòng)，r的絕對(duì)值越大，x的變動(dòng)引起Y的變動(dòng)就越大；|r|＞0.8時(shí)稱為高度相關(guān)，當(dāng)|r|＜0.3時(shí)，稱為低度相關(guān)，其他為中度相關(guān)。相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式為：

　　在本文中，取10個(gè)土壤標(biāo)樣，先用土壤水分測(cè)試儀測(cè)定出結(jié)果（用x表示），然后把這些樣品再用干燥法進(jìn)行測(cè)量，測(cè)出結(jié)果（用y表示），算出誤差。測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。

把表1的數(shù)據(jù)代入公式（2）、（3）、（4），可以得出