土壤水势和温度监测仪使用说明
TRS-I型 土壤水势和温度监测仪使用说明
TRS-I型土壤水势和温度监测仪，采用土壤水势传感器和温度传感器各一支用来测定多点土壤水势和温度的便携式温湿测定仪。它既保证了测定的精度，又降低了多点观察的成本。适用于农田和盆栽土壤的水分和温度测定。
一、方法原理
（一）土壤水势测定：
选择开关 |
监测仪由装于测筒中的传感器，显示器，水势探头等部分组成（见图1）。
温度传感器插座 |
温度传感器 |
电源开关 |
水势传感器 |
显示器 |
水势传感器插座 |
测筒 |
调零电位器 |
调满度电位器 |
显示器 |
水势探头
图1 水势与温度监测仪工作状态示意图
如图1所示多个水势探头埋设于田间，只要将测筒顶部注射针穿刺水势探头上部的橡皮塞，则水势探头内水势值将在显示器上被读出。测筒内装有一只压力传感器，其一端与注射针相连。另一端经电缆与显示器相连。显示器内电路一方面对传感器供电，又将传感器的输出讯号放大，并经A/D转换而数字化，显示在显示屏上。一台显示器可完成上百个水势探头的测数任务，明显节省了成本。
液晶显示数值为0～100KPa。精度为±1KPa。显示屏数显的单位为千帕斯卡（KPa）。
（二）温度测定：
采用白金电阻温度传感器，传感器装于探头顶部。传感器内极细白金丝的电阻随温度变化而呈线性变化。这种变化由显示器内阻抗探测器所感知，并经模数转换显示在显示屏上。
二、使用方法
（一）土壤水势测定：
1、使用前水势探头（陶瓷头）应在水中浸泡3个小时以上。
2、在水势探头塑料管内注满冷开水，塞紧橡皮塞。在选好的埋设点用土钻打孔至预定深度。往洞底倒入约5毫升泥浆，把水势探头插入洞中。将塑杆周围土壤捣实。水势探头埋设深度自陶瓷管中部至土面的距离计算。
3、显示器的准备：
将显示器顶部选择开关推向水势传感器插座方向。
将传感器电缆插头插入显示器插座处，打开电源开关。这时显示屏显示为“0”，若不是“0”，应拧动调零电位器使其为“0”（调零方法详见三、显示器的调整）。
4、水势探头埋入湿润土壤1小时，干燥土壤数小时后，即可进行土壤水势测定。测定时只要打开显示器电源将测筒上注射针逐一刺入各水势探头橡皮塞，即可从显示屏上读取各测点水势数据。读数应在温度变化较小的上午进行。
5、测试完毕关闭电源。
6、计算：
土壤水势(KPa)＝水势读数-探头水柱高(cm)/10.2
公式中：10.2是厘米水柱高转换为千帕斯卡(KPa)的转换系数。
探头水柱高是从橡皮塞下缘到陶瓷头中心高度。
（二）温度测定
将显示器顶部选择开关推向温度传感器插座方向。打开显示器电源开关。
将温度传感器顶端插入需水测温的位置，2分钟后即可读数。若土壤坚硬，可用铁棒帮助打孔至需要测定的位置。将传感器推入即可。
三、仪器的标定：
（一）土壤水势传感器的标定：
仪器的零位调整
1、出厂前对显示器已进行过标定，因此，不能拧动调满度的螺丝。将传感器测筒的电缆插头插入显示器插座后，打开电源开关，显示屏上应显示为0。若不是0，应通过调零旋钮校准零点。显示器面板下方二个旋钮为调零旋钮。若显示器显示为负值，先顺时针拧左面电位器到头（底），再反时针拧右面电位器使显示屏数字为零。若显示为正值，先顺时针拧右面电位器到头（底），再反时针拧左面电位器，使显示屏上数字为零。
配合调正二个零位电位器，其原则是：其中有一个电位器必须顺时针拧到头。
2、仪器的标定：
出厂时仪器已经过标定。使用时只要进行上述零位调整即可。
只有在更换传感器或满度电位器被拧动时（平时可用胶纸封住调满度电位器的口，以免随意拧动）。就需进行仪器标定。
满度标定时以水银压力表做标准压力计（如图2所示）。若此时的两水银柱的高差为70厘米，其水势为：
S＝(70×13.6)÷10.2＝93.3KPa
通过调满度电位器使荧屏显示为93.3KPa。
将注射针从橡皮塞中拔出，通过调零位电位器（按前面讲过的方法）将荧屏上数字调为零。
再将注射针刺入橡皮塞，再一次调正满度数字。然后，再一次拔出注射针调节零位。经两次反复调节，仪器的标定即告完成。
显示器 |
塑管 |
橡皮塞 |
传感器 |
图2 水势传感器标定示意图
（二）温度传感器的标定：
本温度传感器是白金电阻式传感器。其0℃时的电阻是1000欧姆。50℃时的电阻为1194欧姆。对温度传感器的标定约半年进行一次。
进行步骤：
1、打开显示器背盖。
2、从温度传感器接入插座处引出两条接线。接上电阻箱接线柱。
3、将电阻箱电阻调到1000+A欧姆处。A为温度传感器电缆电阻。若电缆单线电阻为0.14欧姆。电缆长为2米。则A=0.14欧／米＊２米＊２＝0.56欧姆（传感器为双线，所以实际线长4米）。
4、请看示意图。以打开的显示器北面可以看到其右上方有2K和10K两个蓝色可调电位器。他们分别是0℃和50℃时可调电位器。
一面注视反面显示屏数字，一面用小起子调节2K电位器，使显示屏显示为0。
5、将电阻箱电阻调到1194+A欧姆处。调节10K电位器，使显示屏书显示为50。
6、反复调电阻至1000+A和1194+A欧姆处。使显示屏分别为0和50，直至不变。标定即告完成。
如果没有电阻箱也可用线绕标准电阻进行。按电阻实际值标得温度数进行标定。因为该传感器的电阻与温度关系是非常近乎线性关系的。
2K 10K |
调节0℃电位器 |
调节50℃电位器 |
电阻箱 |
温度传感器标定示意图
四、仪器的电源
仪器应维持一定的电压，当电压低于工作电压时，荧屏上显示Lo BAT字样，此时即应充电，否则将影响读数精度。
仪器电源配用NI-Cd8.4V镍鎘充电电池，并配有专门充电器，充电时土壤水势监测器不能工作。充电时先把充电插头插上，再把充电器插上220V交流电源插座。应当在充电器红色灯转为绿色灯发亮后再充6-10小时，或用电压表在充电时测量电池电压，应当达到9.8V。
为节约用电，仪器有自动关闭电源供电功能（约15分钟），自动关闭电源后，再使用时，应当先关闭电源开关后，再开电源开关。
五、仪器参数：
水势测定精度±2Kpa。读数响应时间不大于2秒。
温度测定精度±0.5℃。读数响应时间不大于2秒。
工作电源：9VDC。
六、注意事项
1、水势探头的加水频度：
埋设于田间的水势探头其仪器内的气泡会逐渐增加。其增加速度与土壤干燥度有关。为保持仪器的灵敏度，应定期打开橡皮塞往管内注满水。每次加水的时间间隔，可根据测定的土壤水势值来判断：
当测得土壤水势为0～20KPa范围时，约12天加一次水。
当测得土壤水势为20～50KPa范围时，约7天加一次水。
当测得土壤水势为>50KPa范围时，约5天加一次水。
每次加水在当天取得读数后进行。
2、橡皮塞的更换：
水势探头的橡皮塞应塞紧。皮塞由氯丁橡胶制成，不易老化，弹性好。针刺后的皮塞不会漏气。长期使用若发生漏气现象时，可更换橡皮塞。每支水势探头配有3只皮塞。
3、注射针的更换：
若发生注射针折断现象，应更换新的。
