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土壤温湿度记录仪是由两个传感器组成的，分别是土壤水分传感器和土壤温度传感器。正是因为可以连接多个传感器，才可以同时测定多个参数。而多点土壤温湿度记录仪是土壤检测仪器中最为重要的仪器。土壤检测仪器关系着作物的生长，是农田作业的基础。而水分传感器按显示方式来分，可分为两大类：一是直接显示方式，二是用二次传感方式。
直接显示方式：直接显示方式又可分为三种类型：一是用吸力负压表显示型(又称负压张力计)；二是电接点真空表显示型，常用于报警式水分传感器；三是用U型管水银柱显示型。三种直接显示方式中，U型水银柱显示型的精度最高，读数最准，误差最小，可精确到毫巴数。其缺点是，在农田使用中，U型管破裂时，水银将会污染农田，造成环境污染。三种显示方式的选择常根据使用者的具体要求而选择。
二次传感显示方式：二次传感显示型，是将直接显示型传感器中的压力读数换算成水分含量，比如，可将U型管水银指示部分换成以压阻传感器为二次传感的数字土壤水分测量装置，即可实现数字化，直接显示传感器土壤吸力值的大小。二次传感还可运用于土壤水势的遥测，例如，将土壤水分张力计(传感器部分)，埋设在田间所需要的土壤深度中，土壤水负压吸力通过多孔陶土探头内水膜的渗透传递，使水分传感器产生负压，此负压传给压阻传感电流变送二次传感器，给出一电信号，通过导线传输给远端的遥测温度仪，可用接口线输送给计算机，从而完成土壤水势在田间的遥测。但利用负压张力计只能测定低吸力范围，高吸力时，陶土头会被空气“穿透”，因而不能测定高吸力情况下的土壤水势。
传感器法测定土壤水分具有田间原位测定、快速直读、不破坏土壤结构、价格低廉、无放射性物质、安全可靠、便于长期观测和积累田间水势资料等优点。特别是二次传感器，具有数字化的优势，而且可与计算机接口联接，使土壤水分测量能够自动监测，这一现代化的测量手段已成为目前土壤水分测量方法研究的新趋势。
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