如何具体设计土壤湿度传感器的测试电路图？

水是生命之源，土壤中水分進行含量的多少即土壤环境湿度，它直接关系到植物是否能生存且生长。各大校园之中，植被覆盖率占比很大，灌溉方式决定了用水量的多少。采用智能控制灌溉，能大大提高节水率。而土壤湿度检测的稳定性和准确性成为一个智能技术控制灌溉管理系统的关键。土壤湿度传感器，通过金属片探针表面湿度变化，改变自身电阻与电容值。土壤湿度检测系统电路可以通过湿度传感器数据采集到土壤湿度转换成数字信号形成电磁脉冲。

土壤湿度传感器又名：土壤水分传感器、土壤墒情传感器、土壤含水量传感器。主要用来测量土壤容积含水量，做土壤墒情监测及农业灌溉和林业防护目前常用到的土壤湿度传感器有FDR型和TDR型，即频域型和时域型。目前比较流行的是FDR型，常用型号HA2001.FDR频域反射仪是一种用于测量土壤水分的仪器，它利具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点。土壤湿度传感器主要是采用湿敏元件，其中包括电阻式和电容式，根本原理是周围环境中湿度发生变化，它的电阻、电阻率和介电常数的变化，从而改变检测电路中的电压或电流。

土壤湿度传感器，是利用湿敏元件的电容值随湿度变化的原理进行湿度测量的传感器。此类湿敏元件实际上是一种吸湿性电解质材料的介电常数随湿度而变化的薄片状电容器，感湿材料为聚酰铵树脂，酰根纤维素和金属氧化物如AL2O3等。国外厂家比较优质的湿度传感器产品主要使用聚酰胺树脂，产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极，再喷镀感湿介质材料(如前所述)形式平整的感湿膜，再在薄膜上蒸发上金电极，金的原度控制在70Um 左右，以保证水蒸汽顺利通过.湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系，线性度约±2%湿敏电容与相对湿度关系图。电极金薄膜和感湿膜为多孔结构薄膜，因此吸湿和脱湿容易，升湿响应小于3S，而脱湿相对慢一些为10-30S。特性曲线看出在低湿段容值变化分辨显著下降，而在高湿段90%RH以上变化过陡非线性现象较重，对于非线性现象，一方面在电路中加以修正，同时可对湿度传感器作工艺处理，包括激光整补电极，纯化处理等，可以收到好的效果。

电容式湿度传感器线性度较好，重复性好，滞后小，反应快，尺寸小，能在-10℃-60℃湿度环境下使用。但电容式湿度传感器同时存在质量问题，稳定性不理想，由于容值在单位级变化，1%RH为0.3PF,容值小的漂移就容易造成%RH值的突变，一般在控制领域使用电容式湿敏传感器都需要慎重考虑。

将土壤湿度传感器两个金属插片探针，插在土壤里，开始准备较为湿润的土壤环境，设备测定两个固定金属插片探针之间的电阻值大约在几百欧姆，土壤湿度传感器模块，相当于一个相当于电阻和电容组合模型，AO口用来采集电压值，土壤中水分减少湿度值降低，两金属插片探针之间电阻值无限增大，接近于无穷大，微弱电流通过，AO相当于和VCC直接相连，AC电压值相当于VCC电压值;向土壤中加水，土壤中水分增多，土壤湿度值升高，此时，两金属插片探针之间电阻值减少，至几百欧姆，同样，AO电压随之发生变化。

电路中器件LM393充当一枚比较器，通过对滑动电阻VR1设置一初始电阻数值，当土壤湿度增大，同时AO电压值减小，DO输出低电平。反之，土壤湿度降低，同时AO电压值变大，DO则输出高电平。通过DO输出的电平信号能够大致用来估算土壤湿度的大小。数模转换模块将AO的数值变化转换成数字信号。这样我们就能获取测试土壤的湿度情况了。