[发明专利]基于介电特性原理的垂直交叉平面式土壤含水量传感器

权利要求书

1.一种基于介电特性原理的垂直交叉平面式土壤含水量传感器，其特征在于包括垂直交叉平面式传感器探头，高频振荡激励源，隔离变压器，有效值检测电路，信号放大处理电路，单片机AD转换与数据处理电路，RS-485总线通讯接口；高频振荡激励源经过电阻和隔离变压器的初极线圈接地，隔离变压器的次极线圈的两端分别与垂直交叉平面式传感器探头的两个垂直平面电极板连接，初极线圈的非接地端输出信号经有效值检测电路、信号放大处理电路与单片机AD转换与数据处理电路连接，经处理后的信号由RS-485总线通讯接口输出给上位机。

2.根据权利要求1所述的一种基于介电特性原理的垂直交叉平面式土壤含水量传感器，其特征在于：所述的垂直交叉平面式传感器探头(6)，是由两块长方形的双面覆铜印刷电路板(1)经腐蚀出对称布置的覆铜板电极(2)后，两块双面覆铜印刷电路板(1)中心开槽(3)后垂直相交，成“十字”型截面，两块垂直双面覆铜印刷电路板由固定焊盘(4)固定构成；八个覆铜板电极(2)组成四个象限的四对垂直平面，垂直相交后的双面覆铜印刷电路板(1)一端磨有30～60度的斜角，另一段的覆铜板电极(2)均设有信号线接头(5)，四对电极构成垂直感应区域，等效为四个电容器并联。

3.根据权利要求1所述的一种基于介电特性原理的垂直交叉平面式土壤含水量传感器，其特征在于：所述的有效值检测电路和信号放大处理电路，包括AD8361集成电路和AD8041单电源运算放大电路；AD8361集成电路的RFIN脚通过电容的COUT端接隔离变压器初级信号U₀，AD8361集成电路VRMS脚接电阻后输出给DCOUT端，DCOUT端信号经电阻接入AD8041单电源运算放大电路IN-脚，AD8041单电源运算放大电路的OUT脚输出信号A0给单片机AD转换与数据处理电路。

4.根据权利要求1所述的一种基于介电特性原理的垂直交叉平面式土壤含水量传感器，其特征在于：所述的单片机AD转换与数据处理电路包括MSP430F1232单片机、SPX5205稳压电源和MAX3481驱动电路，MSP430F1232单片机的P2.0/A0脚接信号放大处理电路的输出信号A_0, MSP430F1232单片机的P3.5/URXD0脚接MAX3481驱动电路的RO脚，MSP430F1232单片机的P3.4/UTXD0脚接MAX3481驱动电路的RI脚，MSP430F1232单片机的P3.6脚接MAX3481驱动电路的RE脚和DE脚，MAX3481驱动电路的A和B脚接RS485总线与上位机相连。