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土壤水分仪是用于测定土壤水分的专业仪器，通过发射一定频率的电磁波，电磁波沿探针传输，到达底部后返回，检测探头输出的电压，由于土壤介电常数的变化取决于土壤的含水量，由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。相同的，土壤墒情检测仪也是能够测定土壤水分的，只是土壤墒情检测仪更侧重于测定土壤墒情与土壤旱情，同时具备GPS定位功能。那么土壤水分仪在设计时是如何做到数字滤波的呢？
为减少随机干扰对土壤水分仪测量结果的影响,提高测量精度,常采用的抗干扰措施有以硬件为主的模拟滤波技术和以软件为主的数字滤波技术.数字滤波技术由于其运算速度快、滤波特性修改方便、成本低等特点,在解决低频干扰、随机信号的滤波等方面效果明显优于模拟滤波技术。
不同的滤波方法适用于不同的使用环境.限幅滤波法主要用于处理变化比较缓慢的数据,使用时关键是要选取合适的门限值;
中值滤波法适用于去掉由偶然因素引起的波动和采样器不稳定引起的脉冲干扰,对快速变化的数据不宜采用该方法;
算术平均滤波法适用于对具有随机干扰的信号进行滤波,信号的平滑程度完全取决于N值,N值较大时平滑度高但灵敏度低;
加权平均滤波法可通过加权系数调解算术平均滤波法中平滑度和灵敏度之间的矛盾;滑动平均滤波法在采样速度较慢时可以使系统的实时性得到保证;
低通滤波法在目标参数为变化很缓慢的物理量时是非常有效的滤波方法,但它不能滤除高于1/2采样频率的干扰信号;
复合滤波法兼容了中值滤波法和递推平均滤波的优点,无论对缓慢变化的信号还是对快速变化的信号都能得到较好的滤波效果。
土壤水分测量仪在使用时,对其测量速度即灵敏度的要求并不高,主要是要求其测量精度,即在定点测量时稳定性要好.为此,选用算术平均滤波法和滑动平均滤波作为测量仪的滤波算法。 |
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