STP01 具有自测功能的土壤剖面温度传感器

一、介绍 

STP01土壤温度剖面传感器在土壤表面以下 0.02、0.05、0.1、0.2和0.5米的五个测量位置提供精 确的温差测量。它在测量位置之间也有明确规定的固定距 离。STP01包含图5中位置A至E处的5个匹配热电偶，以 及位置E处0.5 m深度处的一个参考温度传感器(Pt100 型)。通过在传感器中进行基准温度测量，并且仅测量差 分热电偶电压(相对于0.5米处的基准电压)，温差测量的 不确定性非常低:可达到0.02°C。STP01的电缆中使用简 单的铜芯信号线。另外，STP01中还包含一根加热丝。加 热间隔期间的温度变化分析用作自测。土壤温度传感器最 好尽可能长时间地留在土壤中，以便土壤特性与自然条件 一致（不会因移除传感器被破坏）。使用自测，用户不再 需要将传感器带到实验室来验证它们的稳定性能。相对于 传统传感器类型的测量，使用STP01大大提高了测量精度和质量保证。

图1 STP01土壤温度剖面传感器应用于许多大规模网络。

二、STP01 优势

 • 土壤能量平衡的高精度科学测量，具有高水平的数 据质量保证

 • 通过热电偶接头的精确定位(0.001 m)和精确温差测量 (0.05 K)，实现高精度K/m温度梯度测量

 • 传感器之间相对距离的高精度和稳定性(0.0005米)

 • 0.6 x 10-3 m厚的薄结构，保持土壤结构完整

 • 简单的铜芯信号线；不需要特殊的连接器

 • 自检节省了维修时间

图2 STP01常用于气象地面能量通量测量站

三、STP01 规格

加热器规格

四、可选项

 • 更长的线缆(2 x), 长度是5 m的倍数, 线缆长度超过20 m是10 m的倍数                 • 土壤插入工具 IT01

五、使用建议

 • 高精度、科学等级的土壤能量平衡测量，具有高水平的数据质量保证 

六、参考用户 

英国生态和水文中心(CEH)在其新的(2014年)测量网络 中纳入了NR01、STP01和HFP01SC。

七、测量和控制 

数据采集和控制的要求是: • 温度测量:四个毫伏电压测量，一个Pt100测量

 • 可选自测:加热器电压测量                • 对于可选自检:一个具有12 VDC标称输出的继电器，通断加热器电流

八、自测 

当启动加热器进行自检时，这将导致深度为0.02、0.05、0.1 和0.2米的传感器温度局部升高。STP01的稳定性通过每年的 自测分析进行监控。 

九、数据记录器兼容性 

Hukseflux制造的传感器旨在与常用的数据记录器型号兼容。 

对于许多型号，我们有可用的示例程序和接线图。 

图3 STP01 布局和尺寸 

1 地表 

2 传感器箔片(0.6 x 10-3 m 厚度, 2.5 x 10-3 m at Pt 100) 

3 2 x 5 m线缆 (见可选项) 

4 铜导线 

5 T型热电偶线 

6 CuNi 电热丝 

7 Pt100 参考温度传感器(4-线连接) 

I and II: 加热丝的连接点 (4-线连接) A, B, C, D and E: T 型热电偶分布点 尺寸单位 x 10-3 m.

十、实验使用: 土壤热导率测量 

自测过程中温度的阶跃响应可用于测量3个深度的土壤热 导率；0.05、0.1和0.2 m。有关此测量方法的更多背 景信息，请参见TP02型热导率探针的手册。 

十一、安装 

为了便于安装，尽量减少对当地土壤的干扰，Hukseflux提供了IT01辅助插入工具。

图4 IT01插入工具被锤入土壤。收回后，它留下一个狭缝，STP01可以插入其中

图5 STP01通常与HFP01SC自校准热通量传感器结合使用，如图所示

十二、另请见

 • TP01 土壤热导率传感器                         • 土壤热通量传感器 HFP01 和 HFP01SC

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