土壤水分检测仪中应用的数字电容传感芯片

　　土壤水分检测仪，它是基于频域反射(Frequency Domain Reflectometry，FDR)原理，能够准确对传感器周围的土壤水分情况进行监测,可对10cm、20cm、30cm、40cm、50cm的较多5个监测层面进行测量。广泛应用于农田蒸散、作物耗水、森林水文、湿地水文、草原生态、水土流失、环境污染、水循环研究等领域。

　　土壤水分检测仪全称土壤水分温度速测仪，土壤水分温度记录仪，土壤水分温度测定仪，适用于各类土壤、水文、水质、温室、气象、农业、道路、桥梁、铁道等领域土壤水分温度测定。仪器具有低功耗、便于携带、性价比高的显著优点，能够直接读出土壤的体积含水量和温度数据。

　　土壤水分和温度是土壤的重要组成部分，对作物的生长、节水灌溉等有着非常重要的作用。通过GPS定位系统掌握土壤的水分(墒情)的分布状况，为差异化的节水灌概提供科学的依据，同时精确的供水也有利于提高作物的产量和品质。

　　土壤含水量测定是指土壤中各种液态水分的定量确定。有时还包括冰和部分矿物结晶水，一般可分为采样法和原位测定法两大类。采样法是在田间采样后测定土样含水量，原位测定法是利用仪器设备直接在田间测定土壤含水量的方法。

　　在分子引力作用下，土壤颗粒吸附空气中的水分子在其表面，成为吸湿水，它是紧贴于土粒表面的极薄水膜，为15～20层水分子所聚合。吸湿水与土壤之间吸引力很大，是土壤接近植物永久凋萎点时土层中土壤水的主要组分。吸湿水被紧紧地束缚在土粒表面，接近固态水的性质。吸湿水对溶质没有溶解能力，导电性极弱甚至不导电，冰点低，不能呈液态流动，也不能被植物根系吸收，故亦称强结合水。土壤吸湿水也可指新鲜土壤在通风条件下晾干1周并稳定后土壤仍含有的那部分水分。由于土壤分析均以土壤烘干质量为计算基准，而吸湿水能够在105℃的高温下驱除，因此在测定土壤理化性质的同时，一般要测定吸湿水。

　　MDC04、MDC02分别为四通道、两通道测量高精度电容调理芯片。每一通道测量电容两极之间的互感电容，可编程固定测量范围是0~103.5pF，可编程可变调理范围±15.5pF，芯片可自动搜索较佳量程配置。芯片测量工作方式灵活，可配置多通道测量组合，单次测量、周期性循环测量等工作模式。MDC04芯片支持数字单总线和I²C双通信接口，MDC02芯片支持数字单总线接口。单总线接口支持长线缆、多节点的分布式传感。

　　和国内外同类产品相比，MDC04、MDC02具有宽测量范围、宽工作电压、低功耗、多种接口、内置温度测量、小尺寸、低成本等优势，可用于液位检测、食品/土壤等水分含量测量、冰霜检测、接近/手势传感等应用场景。