间接式土壤容重快速检测设备制造技术

本实用新型专利技术涉及农业生产技术领域，提出了间接式土壤容重快速检测设备，包括均与控制器连接的压力传感器和含水量传感器，控制器包括均与主控芯片连接的压力检测电路和含水量检测电路，压力检测电路包括依次连接的电阻分压电路一、运放U1A和运放U1B，电阻分压电路一包括依次连接的电阻R1和电阻R2，电阻R1的一端用于与压力传感器的输出端连接，电阻R2的一端接地，电阻R2的另一端接入运放U1A的同相输入端，运放U1A的输出端连接至运放U1A的反相输入端。通过上述技术方案，解决了现有技术中土壤容重检测过程复杂的问题。

【技术实现步骤摘要】
间接式土壤容重快速检测设备
本技术涉及农业生产
，具体的，涉及间接式土壤容重快速检测设备。
技术介绍
土壤容重是指单位容积原状土壤干土的质量，通常以克/厘米3表示；土壤容重大小反映土壤结构、透气性、透水性能以及保水能力的高低，土壤容重越小说明土壤结构、透气透水性能越好。目前，测定土壤容重的方法很多，包括环刀法、蜡封法，水银排出法，填砂法和射线法(双放射源)等，其中常用的是环刀法，但是环刀法操作过程复杂、费时费力。
技术实现思路
本技术提出间接式土壤容重快速检测设备，解决了现有技术中土壤容重检测过程复杂的问题。本技术的技术方案如下：包括均与控制器连接的压力传感器和含水量传感器，所述控制器包括均与主控芯片连接的压力检测电路和含水量检测电路，所述压力检测电路和所述含水量检测电路为电路结构相同的两路，所述压力检测电路包括依次连接的电阻分压电路一、运放U1A和运放U1B，所述电阻分压电路一包括依次连接的电阻R1和电阻R2，所述电阻R1的一端用于与压力传感器的输出端连接，所述电阻R2的一端接地，所述电阻R2的另一端接入所述运放U1A的同相输入端，所述运放U1A的输出端连接至所述运放U1A的反相输入端，所述运放U1B的同相输入端连接所述运放U1A的输出端，所述运放U1B的同相输入端还与偏置电源VREF连接，所述运放U1B的输出端与所述主控芯片连接。进一步，还包括偏置电路，所述偏置电路包括依次连接的电阻分压电路二和运放U3，所述电阻分压电路二包括依次连接的电阻R30和电阻R31，所述电阻R30的一端与电源3.3V连接，所述电阻R31的一端接地，所述电阻R31的另一端接入所述运放U3的同相输入端，所述运放U3的输出端连接至所述运放U3的反相输入端，所述运放U3的输出端形成所述偏置电源VREF。进一步，还包括电池电量监测电路，所述电池电量监测电路包括监控芯片U4和电阻R32，所述电阻R32串联在电池负极和用电终端的接地端之间，且所述电阻R32的一端与所述监控芯片U4的SNS端连接，所述电阻R32的另一端与所述监控芯片U4的VSS端连接，所述监控芯片的VIN端连接电池的正极，所述监控芯片U4的SDA端和SCL端均与所述主控芯片连接。进一步，所述监控芯片U4的SDA端通过稳压管WD1接地，所述监控芯片U4的SCL端通过稳压管WD1接地。进一步，还包括报警电路，所述报警电路包括依次连接的电阻R40和二极管D1，所述电阻R40的一端与所述主控芯片连接，所述二极管D1的阴极接地。进一步，还包括扶手杆，所述扶手杆为两个，且两个所述扶手杆对称设置在所述控制器的两侧。进一步，还包括按键电路，所述按键电路与所述主控芯片连接。进一步，还包括显示接口电路，所述显示接口电路与所述主控芯片连接。本技术的工作原理及有益效果为：本技术在使用时，将压力传感器和含水量传感器插入土壤中，控制器通过读取压力传感器和含水量传感器的数据，得到插入位置土壤的紧实度和含水量，并根据土壤的紧实度和含水量得到土壤容重，实现土壤容重的快速测量。压力检测电路用于将压力传感器输出的电压信号转换为主控芯片能够识别的电压信号，有利于主控芯片的准确读取，其中，压力传感器的输出电压V1为-14～14V的交流电压信号，经电阻R1和电阻R2分压之后，运放U1A的同相输入端得到-1.4～1.4V的交流电压信号，运放U1A接成电压跟随器的形式，用于阻抗匹配和信号隔离，运放U1A的输出端为-1.4～1.4V的交流电压信号，该交流电压信号输入到运放U1B的同相输入端，与偏置电源VREF叠加，偏置电源VREF为1.65V，运放U1B的输出端得到0.25～3.05V的交流电压信号，输入到主控芯片的模拟采样通道ADC_IN0，进行数据的读取。本技术在进行土壤容重检测时，只需压力传感器和含水量传感器匀速插入土壤中，即可得到土壤容重数据，操作过程简单、方便。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1为本技术结构示意图；图2为本技术中压力检测电路原理图；图3为本技术中水含量检测电路原理图；图4为本技术中偏置电路原理图；图5为本技术中确定容重条件下土壤紧实度与水含量校正关系图；图6为本技术中电池电量监测电路原理图；图7为本技术中报警电路原理图；图8为本技术中按键电路原理图；图9为本技术中显示接口电路原理图；图中：2-压力传感器，3-含水量传感器，4-控制器，41-压力检测电路，42-含水量检测电路，43-偏置电路，44-电池电量监测电路，45-报警电路，46-按键电路，47-显示接口电路，5-扶手杆。具体实施方式下面将结合本技术实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本技术保护的范围。如图1-图8所示，本实施例间接式土壤容重快速检测设备包括均与控制器连接的压力传感器和含水量传感器，控制器包括均与主控芯片连接的压力检测电路和含水量检测电路，压力检测电路和含水量检测电路为电路结构相同的两路，压力检测电路包括依次连接的电阻分压电路一、运放U1A和运放U1B，电阻分压电路一包括依次连接的电阻R1和电阻R2，电阻R1的一端用于与压力传感器的输出端连接，电阻R2的一端接地，电阻R2的另一端接入运放U1A的同相输入端，运放U1A的输出端连接至运放U1A的反相输入端，运放U1B的同相输入端连接运放U1A的输出端，运放U1B的同相输入端还与偏置电源VREF连接，运放U1B的输出端与主控芯片连接。本实施例在使用时，将压力传感器和含水量传感器插入土壤中，控制器通过读取压力传感器和含水量传感器的数据，得到插入位置土壤的紧实度和含水量，并根据土壤的紧实度和含水量得到土壤容重，实现土壤容重的快速测量。如图2所示，压力检测电路用于将压力传感器输出的电压信号转换为主控芯片能够识别的电压信号，有利于主控芯片的准确读取，其中，压力传感器的输出电压V1为-14～14V的交流电压信号，经电阻R1和电阻R2分压之后，运放U1A的同相输入端得到-1.4～1.4V的交流电压信号，运放U1A接成电压跟随器的形式，用于阻抗匹配和信号隔离，运放U1A的输出端为-1.4～1.4V的交流电压信号，该交流电压信号输入到运放U1B的同相输入端，与偏置电源VREF叠加，偏置电源VREF为1.65V，运放U1B的输出端得到0.25～3.05V的交流电压信号，输入到主控芯片的模拟采样通道ADC_IN0，进行数据的读取。同理，如图3所示，含水量传感器的输出电压V2为-2.8～2.8V的电压信号，经过电阻R10和电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.间接式土壤容重快速检测设备，其特征在于，包括均与控制器(4)连接的压力传感器(2)和含水量传感器(3)，/n所述控制器(4)包括均与主控芯片连接的压力检测电路(41)和含水量检测电路(42)，所述压力检测电路(41)和所述含水量检测电路(42)为电路结构相同的两路，/n所述压力检测电路(41)包括依次连接的电阻分压电路一、运放U1A和运放U1B，所述电阻分压电路一包括依次连接的电阻R1和电阻R2，所述电阻R1的一端用于与压力传感器(2)的输出端连接，所述电阻R2的一端接地，所述电阻R2的另一端接入所述运放U1A的同相输入端，所述运放U1A的输出端连接至所述运放U1A的反相输入端，/n所述运放U1B的同相输入端连接所述运放U1A的输出端，所述运放U1B的同相输入端还与偏置电源VREF连接，所述运放U1B的输出端与所述主控芯片连接。/n

【技术特征摘要】
1.间接式土壤容重快速检测设备，其特征在于，包括均与控制器(4)连接的压力传感器(2)和含水量传感器(3)，
所述控制器(4)包括均与主控芯片连接的压力检测电路(41)和含水量检测电路(42)，所述压力检测电路(41)和所述含水量检测电路(42)为电路结构相同的两路，
所述压力检测电路(41)包括依次连接的电阻分压电路一、运放U1A和运放U1B，所述电阻分压电路一包括依次连接的电阻R1和电阻R2，所述电阻R1的一端用于与压力传感器(2)的输出端连接，所述电阻R2的一端接地，所述电阻R2的另一端接入所述运放U1A的同相输入端，所述运放U1A的输出端连接至所述运放U1A的反相输入端，
所述运放U1B的同相输入端连接所述运放U1A的输出端，所述运放U1B的同相输入端还与偏置电源VREF连接，所述运放U1B的输出端与所述主控芯片连接。


2.根据权利要求1所述的间接式土壤容重快速检测设备，其特征在于，还包括偏置电路(43)，所述偏置电路(43)包括依次连接的电阻分压电路二和运放U3，所述电阻分压电路二包括依次连接的电阻R30和电阻R31，所述电阻R30的一端与电源3.3V连接，所述电阻R31的一端接地，所述电阻R31的另一端接入所述运放U3的同相输入端，所述运放U3的输出端连接至...

【专利技术属性】
技术研发人员：董文旭，陈素英，陈拓，李佳珍，胡春胜，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心，
类型：新型
国别省市：河北;13