土壤养分速度测量仪是一种用于测量土壤养分的专业仪器。该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,土壤的含水量可以通过输出电压与水分的关系来计算。这样,测得的土壤养分可以满足很大一部分要求,但对于一些科研标准,通过探头测得的土壤养分的准确性有待提高。但是我们可以在土壤养分速度测量仪的基础上做一些工作,以达到更高的准确性。
用探头测量土壤养分时,会受到土壤环境的影响。盐碱地测量误差大。为了大限度地减少误差的发生,在土壤养分速度测量仪中加入数字滤波技术,以减少环境因素对土壤养分测量的干扰。常用的数字滤波算法有限幅滤波法、中值滤波法、算术平均滤波法、加权平均滤波法、滑动平均滤波法、低通滤波法和复合滤波法等。
1)限幅滤波法是通过比较相邻两组数据的差异和zui允许的大误差来获得数据。主要用于处理变化缓慢的数据。
2)中值滤波法,通过测量N组数据。N是基数,通过取其平均值作为土壤养分温度计测量的结果。只能排除意外因素,但是变化快的值没有效果。
算术平均滤波法,算术平均滤波法是连续取N次采样值进行算术平均,适用于随机干扰信号的滤波,受数据组影响。
4)加权平均滤波法,这种转换比较麻烦,先进性测量N组数据将其乘以加权系数,正在积累和积累。
5)滑动平均滤波法,滑动平均滤波法只采样一次,将这个值与过去采样的值进行比较,寻求平均值。当采样速度较慢时,可以保证系统的实时性。
6)低通滤波法,低通滤波法是用差分方程表示模拟低通滤波器的微分方程,这样硬件滤波的功能就可以用软件算法模拟,对那些变化慢的有一定的效果。
7)复合滤波法,复合滤波法是将两种不同滤波功能的数字滤波器组合在一起,形成复合滤波器,可以缓冲快速或缓慢的信号。
通过使用上述方法,与土壤温度监测记录仪或土壤水分监测系统测得的结果进行了多次对比,发现算术平均滤波法和滑动平均滤波作为测量仪的滤波算法可以将环境中各参数的干扰降低到低,土壤养分速度测量仪测得的值准确度高于zui。
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