文中表明怎样精确测量土壤含水量和pH值，及其怎么使用这类精确测量（比如）让农作物迅速生长发育。

图1所显示电源电路是一种详细的单开关电源、功耗低、高精密解决方法，用以土壤含水量和pH值精确测量，包括温度补偿作用。每一个仿真模拟感应器来源于三个单独的检测部位的检测值被馈送至数模转换器（ADC），随后数模转换器（ADC）将他们以数据方式发送给一个微处理器，以开展进一步的信号分析。ADI企业给予的24位Σ-Δ ADC AD7124便是一个适合的ADC实例，该元件是一款合适高精密精确测量使用的全集成化低噪音仿真模拟前面。其键入能够配备为差分信号键入或单端/伪差分信号键入。除此之外，AD7124具备可编程控制器放大仪级，以保证 一些较小幅度数据信号能够同时连接。

图1.开展土壤含水量、pH值和温度检测的简单化电源电路

pH值精确测量

由于pH传感器一般具备较高的特性阻抗輸出（约1 GΩ），没法推动ADC輸出，因此必须一个高精密运放电路来缓存感应器輸出。因为控制器的输出阻抗高，为了更好地降到最低参考点偏差，低运放电路键入参考点电流量就特别关键。在本电路原理中，应用了ADA4661-2轨到轨运放电路。pH传感器给予双旋光性輸出，輸出的较大数据信号为±414 mV。AD7124的內部参考点制作器可用以将其键入共模电压设定为AVDD/2，进而在感应器輸出端造成AVDD/2 ± 414 mV。

部件的噪音特点对检测系统的屏幕分辨率也是有危害。AD7124（全输出功率方式，增益值 = 1，輸出数据速率 = 25 SPS）的合理噪音为VNOISE，EFF = 570 nV，因而造成峰峰值VNOISE，PP = 3.76 μV（6.6 × VNOISE， EFF）。ADA4661-2的噪音部件VNOISE，PP = 3 μV加上以后，造成的总噪音为VNOISE， PP， TOTAL = 4.8 μV。 由于ADC的较大键入电流电压标准为6.6 V，造成无噪音屏幕分辨率为：

土壤含水量精确测量

现阶段较常用的土壤层温度传感器一般 是电容器式，根据相对介电常数来精确测量水份成分。因为水比土壤层中的别的原素具备更好的相对介电常数，因而感应器能够利用电容器转变来检验水分含量的转变。图1所显示的电源电路应用3线感应器（开关电源、接地装置和工作电压輸出）。为了更好地使功能损耗降到最低，感应器绝大多数的时间都处在睡眠模式，仅有在须要精确测量时才根据VSENSOR激话。

在噪音特点层面，因为感应器与ADC立即相接，因而与pH精确测量值对比，无噪音屏幕分辨率略高：

温度检测

因为电级镀层和衰老全过程，pH传感器的个人行为随時间而转变。为了更好地维持较高的精确度，按时校正不可或缺。因此，一般 要精确测量给定的液态，并与NIST参照表格中得出的相对应溫度的pH值实现较为，这种参照表应随附在系统中。温度检测选用三线电阻器溫度探测器（RTD）开展，如图2所显示。因为AD7124的可编程控制器励磁电源，RTD能够同时接入到ADC（IOUT1、IOUT2）。

图2.RTD温度检测电源电路

结果

如下图所示，土壤含水量和pH值的精确测量相对性非常容易。因为pH传感器对溫度的依赖很强，因此必须借助超额的温度检测开展温度补偿。

批注

Thomas Brand于2015年10月添加德国慕尼黑的ADI企业，那时候他依然还在修读研究生。2016年5月至2017年1月，他加入了ADI企业的实地运用工程师培训生新项目。2017年2月，他開始出任当场应用工程师。关键承担工业生产大顾客。除此之外，他还致力于科学研究工业生产以太网接口，并为中国澳大利亚的有关业务给予适用。

他毕业于法国莫斯巴赫的协同文化教育高校电气专业技术专业，以后在法国康斯坦茨基础科学高校得到国际性市场销售硕士。

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