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Título: Desenvolvimento de dispositivo para calibração de sensor de umidade do solo e aplicação em sensores tipo tensiômetro eletrônico e resistência elétrica
Título em inglês: Development of apparatus for soil moisture calibration was developed and built (DCSUS) and application in sensors electronic type an electronic tensiometer and electric resistance
Autor(es): Leão, Raimundo Alípio de Oliveira
Orientador(es): Teixeira, Adunias dos Santos
Palavras-chave: Irrigação e drenagem
Tecnologia de sensores
Automação da irrigação
Sistemas de aquisição de dados
Technology of sensors
Automation of irrigation
Data do documento: 2004
Citação: LEÃO, R. A. O. (2004)
Resumo: Um dispositivo para calibração de sensores de umidade do solo (DCSUS) foi desenvolvido. Para o controle da umidade do solo foram instalados um sistema de sucção tipo funil de placa porosa e um sistema de pressão tipo câmara de pressão. Foi construída uma estrutura de ferro de 3,0 m de altura, no topo da qual, uma balança de braços conteve, em uma das extremidades, a coluna de solo horizontal com os sensores de umidade a serem calibrados e, na outra, uma célula de carga com capacidade nominal de 490,33 N, para obtenção da variação do peso da coluna decorrente da perda de umidade. Os dados dos sensores de umidade, da célula de carga e de um sensor de temperatura foram coletados em tempo real, no período de 15/01 a 27/05/2004, a uma freqüência de 3 Hz, por um sistema de aquisição de dados, cujo conversor analógico digital possuía canais de 12 bits. Os dados foram armazenados diariamente em um arquivo de texto para posterior processamento. Foi realizada a calibração do dispositivo para determinação de sua sensibilidade. Realizou-se o monitoramento da umidade do solo através dos registros da célula de carga; da tensão da água do solo, através de cinco sensores tipo tensiômetros eletrônicos e da resistência elétrica do solo, através de três sensores de matriz granular (Watermark). Os dados da temperatura ambiente foram coletados pelo sensor de temperatura FM51. Foram analisadas as saídas obtidas na célula de carga e nos sensores de umidade do solo quanto à variação da temperatura ao longo do dia. O DCSUS apresentou sensibilidade para variação de umidade correspondente à perda de 13,33 mL de água. A célula de carga utilizada apresentou sensibilidade à temperatura ambiente ao longo do dia, com erro em torno de 0,25%. Nas condições experimentais estabelecidas, os sensores Watermark não apresentaram erro devido à temperatura ambiente. Os tensiômetros apresentaram erro devido à variação da temperatura acima de 3,5% quando em potenciais mátricos mais elevados (-3,87 kPa) e acima de 5,5 % quando em potenciais mátricos mais baixos (-44,50 e 51,00 kPa). O DCSUS desenvolvido foi eficaz quanto à determinação da umidade do solo, com sensibilidade à variação de 4,244.10-4 cm3.cm-3.
Abstract: Na apparatus for soil moisture calibration was developed and built (DCSUS). The moisture was controlled indirectly by controlling the soil water matrix potenctial using both a porous plate funnel and a pressure chamber system. A 3.0 m high tower wal built in steel and a scale installed on its top. The scale components were an I-bean articulated in its center by a set of bearings and bushings and a shaft. The bian was welded in its middle point to the shaft and a horizontal soil column with undisturbed soil contained by an acrylic cylinder installed on one of its ends, and a 50 N capacy load cell on the other end. The following sensors were installed: a granular matrix sensor (Watermark), an electronic tensiometer sensor, air temperature sensors and soil temperature sensors. Moisture sensor readings, as well as from the load cell and temperature sensor were taken in real time at a 3 Hz frequency from 01/15 to 05/27/2004. The data acquisition system was made of a 12-bit analog/digital coverter, an AMD188 microcontroller and an RS232 interface. Data was stored daily and applied to obtain the parameters of calibrations, sensitivity and the effect of temperature on the system. The apparatus resulted in sensitivity to moisture change of 13,33 mL of water. The load cell displayed some sensitivity to daily temperature variation, with an error of 0,25%. The Watermark sensors were not affected by air temperature variation, but displayed sensitivity to variation on the supplied voltage. The electronic tensiometers, however, were more sensitive to temperature with errors of 3.5% for higher matric potentials (-3.82 to -3.92 kPa) and 5.5% for lower matric potentials (-44.5 to -51 kPa). The DCSUS showed to be efficient in monitoring variations soil moisture, displaying a minimum reading 4.244E-4 cm3.cm-3.
Descrição: LEÃO, Raimundo Alípio de Oliveira. Desenvolvimento de dispositivo para calibração de sensor de umidade do solo e aplicação em sensores tipo tensiômetro eletrônico e resistência elétrica. 2004. 72 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2004.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18135
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