| 基于Wenner和Schlumberger双组态融合的土壤电导率测量装置 |
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| 引用本文： | 齐江涛,王凯晨,包志远,张伟荣,郭慧,刘向南,李宁.基于Wenner和Schlumberger双组态融合的土壤电导率测量装置[J].农业工程学报,2024,40(1):90-99. |
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| 作者姓名： | 齐江涛 王凯晨 包志远 张伟荣 郭慧 刘向南 李宁 |
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| 作者单位： | 1. 吉林大学工程仿生教育部重点实验室，长春 130022;2. 吉林大学生物与农业工程学院，长春 130022 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划课题（2021YFD2000201）；国家自然科学基金项目（32271988） |
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| 摘 要： | 土壤电导率的准确、实时和原位获取可为农业生产精准管理提供有效的数据支撑，为提高传统电流-电压四端法测量精度，该研究基于电流-电压四端法3种测量组态，开展土壤电导率主要影响因素（土壤含水率、电极入土深度、土壤坚实度和土壤处理方式）对电流-电压四端法的3种测量组态测量精度影响的试验。结果表明，Wenner和Schlumberger两种测量组态可较好的适用于不同土壤环境条件。进一步以Wenner和Schlumberger两种测量组态所测土壤电导率值为输入量，基于BP神经网络构建了双组态融合的土壤电导率回归模型，并在此基础上设计了一种土壤电导率测量装置，该装置主要包括JESTON nano、STM32单片机数据采集模块、传感器、激励源及差分放大模块等组件。工作稳定性试验结果显示，该装置在不同土壤电导率梯度条件下测量数据的标准偏差均小于0.43 μS/mm，田间性能对比试验结果显示，该装置测量数据的均方根误差值为0.18 μS/mm，测量精度优于传统单独测量组态和市面常用土壤电导率测量仪，以上结果表明所研制的土壤电导率测量装置具有较好的工作稳定性和测量精度。该研究可为田间土壤信息的实时原位采集提供一种高精度的检测工具和技术手段。
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| 关 键 词： | 土壤 电导率 测量组态 BP神经网络 模型 测量装置 |
| 收稿时间： | 2023/6/28 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2023/12/13 0:00:00 |
Measuring soil electrical conductivity using dual-array fusion of Wenner and Schlumberger |
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| QI Jiangtao,WANG Kaichen,BAO Zhiyuan,ZHANG Weirong,GUO Hui,LIU Xiangnan,LI Ning.Measuring soil electrical conductivity using dual-array fusion of Wenner and Schlumberger[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2024,40(1):90-99. |
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| Authors: | QI Jiangtao WANG Kaichen BAO Zhiyuan ZHANG Weirong GUO Hui LIU Xiangnan LI Ning |
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| Institution: | 1. Key Laboratory of Bionic Engineering, Ministry of Education, Jilin University, Changchun 130022, China;2. College of Biological and Agricultural Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | soil electrical conductivity measurement array BP neural network model measurement device |
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