本文从国外内的水资源使用现状和我国当前农业生产中对灌溉用水的利用率出发,分析了土壤水分检测方面的研究意义和实用价值。介绍了国内外关于土壤水分检测传感器的发展动向,简介了一些关于土壤含水率方面的理论模型,主要阐述了现有的传感器类型和基本原理,以及各自的优缺点,在此基础上提出了一种新型的基于阻抗原理的土壤含水率检测设备。在参考现有的研究方法之后,论述了本设计基本思路和技术路线,提出本设计所要达到的效果和可能遇到的问题,以及这些问题的解决方法。文中对所要设计的传感器的数学模型、电路精度和传感器外观及尺寸的选择做了全面的分析,阐明了本设计中的土壤含水率检测传感器的选型方法和设计思路,指出了E形土壤水分检测传感器在测试时间、检测精度、工作环境、外观尺寸、重量、成本价格等诸多方面的优点。在理论模型的基础上,分析了土壤的组成对传感器电抗部分的影响,介绍了将非电量的土壤介电系数转化成计算机所能够识别的电量的转换过程,并利用该结果进行进一步的设计。在参考了Top等人提出的介电系数与土壤体积含水率之间的关系基础上,提出了适合本设计的关系表达式。确定了测试土壤含水率检测传感器的检测对象的选择条件,并以此为依据选择具有代表性的黑色土壤和黄色土壤作为试验用土壤。对两种不同规格传感器进行数学模型拟合分析,通过MATLAB7.0软件对传感器在不同试验对象条件和不同试验频率条件下分别做了相关的模拟,分别提出了每个传感器的介电系数和土壤含水率质之间的一次线性关系方程,并利用绝对误差和相对误差的概念对通用特性拟合方程进行误差计算,得到的结论是该模型误差在±1.9%以内,符合设计要求,达到设计目的。