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    土壤的水分含量、耕作特性等对农作物的产量有很大的影响，所以在每年的春播、秋种时节要及时准确地获得土壤墒情，以便合理安排灌溉。土壤含水量是土壤墒情的重要指标，要求对土壤湿度的准确性、均匀性、波动性进行客观的计量检测，同时又快速、方便、规范化等。土壤水分测量经历了一个漫长的发展过程，传统的人工测量不仅要耗费大量的人力、物力，而且时效性较差，各种机械式湿度记录仪体积庞大、精度低、响应时间长，且容易出现故障采用高分子湿敏电容器作为湿度传感器，虽然提高了测量的精度，但是测量电路复杂，给应用带来了诸多不便。目前新的水分检测原理研究和新型土壤水分传感器设计取得了长足的进展，在此基础上应用现代电子、计算机和通信技术设计研制了各种高性能的土壤水分检测装备。尽管固定式墒情监测系统具有精度高、功能齐全、监测面广等优势，但其主要不足在于从固定点采集的墒情信息不能良好地反映耕地的正常使用状况。而手持式土壤水分测量仪则克服了这一缺点，且性价比高，方便农技、科研人员使用和推广，具有广泛的市场需求和广阔的应用前景。

土壤水分测定仪的特点

    现有的便携式土壤水分测定仪大都将测量数据存在存储器或SD卡中，测量结束后将数据导入计算机进行后续处理，不仅易发生数据丢失，而且测量数据不能及时应用；缺乏测量位置、实时时间等辅助信息的自动获取，测量时由人工或其他设备记录测量位置，根据人工或测量仪器时钟获得测量时间，容易引起数据错乱和误差，不利于与GIS系统自动结合；另外在传感器选用、测量结果校正等方面也存在不足。

土壤水分仪的原理

    基于介电法原理的土壤水分测量主要有时域反射测量法、频域反射测量法。与TDR相比，FDR在电较几何形状设计和工作频率选取上有较大的自由度，校准和自动连续监测较容易，测量精度较高，因此采用FDR原理的土壤水分传感器较适合实际生产的需求。FDR是根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数ε，从而得到土壤容积含水量θV。FDR探针等效为一个电容器，其间的土壤充当电介质，电容器和振荡器组成一个调谐电路。高频振荡电路产生几十至几百兆赫的正弦信号，通过同轴电缆传输线传送到探头，根据扫频电路检测共振频率。

土壤水分仪的框架及功能

    便携式土壤水分仪由土壤水分传感器、GPS信息接收模块、微处理控制器模块、键盘/显示模块、GPRS/GSM通信模块、可充电电源模块和相应软件组成，土壤水分传感器输出模拟的相对湿度信号，经A/D转换输入到微处理控制器；GPS接收模块通过串口连接微处理控制器，获取经度维度和实时时间；LCD屏显示容积含水量、检测点位置、检测时间以及其他操作、提示信息；GPRS/GSM模块通过串口与微处理控制器相连，发送数据报或短信；微处理控制器统筹上述各模块工作，并负责原始水分数据的校正处理、GPS信息解析、数据打包和通信联络；电源模块给上述各模块供电，外接充电器。