Desenvolvimento e calibração de um tensiômetro eletrônico de leitura automática

Abstract

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento e calibração de tensiômetro de leitura automática, sendo o tensiômetro de mercúrio utilizado como padrão de comparação. Os ensaios foram conduzidos no Laboratório de Mecânica e Eletrônica do Departamento de Engenharia Agrícola da UFC. Esse equipamento difere do tensiômetro tradicional por substituir o manômetro de mercúrio por sensor de pressão. Tal dispositivo gera uma saída com valor de até no máximo 4,5 volts. O tensiômetro eletrônico é conectado a uma placa de aquisição de dados (DAQ) contendo um microprocessador, conversor analógico/digital (ADC) e saída serial, sendo tal placa ligada a um microcomputador. A bancada de ensaio constituiu-se de três caixas plásticas preenchidas com solo de textura franco- arenosa. Os dados foram coletados durante um mês e as equações geradas foram do tipo Count = offset + apsim, em que psim representa o potencial matricial fornecido pelo tensiômetro de mercúrio (kPa) e count a saída digial do ADC, com valores adimensionais de 0 a 4.095. Foram obtidos os valores máximo e mínimo de offset de 348,572 e 261,026, e de coeficiente angular de 36,675 kPa-1 e 34,421 kPa-1. Os resultados da regressão linear simples indicaram a existência de regressão a menos de 0,1% de significância e valores de coeficientes de correlação nunca inferiores a 0,9994.This paper presents the development and calibration of a tensiometer for automatic reading where mercury has been replaced by an electronic pressure sensor called the electronic tensiometer. The conventional mercury tensiometer was used as a standard for calibration. Calibration trials were conducted at the Mechanics and Electronics Laboratory of the Department of Agricultural Engineering at Ceará Federal University, Brazil. The electronic tensiometer outputs a maximum 4.5 volts and is connected to a data acquisition system (DAQ) composed of a microprocessor, a 12-bit analog to digital converter and a serial port. The DAQ outputs to a microcomputer via a serial port. The trial bench was made of three hard plastic boxes filled with sandy-loam soil. Calibration trials have run for a month and linear calibration equations of the form Count = offset + apsim, were obtained, where psim represents the soil-water matric potential read at the conventional mercury tensiometer (kPa) and count, the digital output from the electronic tensiometer, with dimensionless values ranging from 0 to 4,095. Maximum and minimum values of 348.572 and 261.026 were obtained for the offset, and 36.675 kPa-1 e 34.421 kPa-1 for the angular coefficient. Statistical analysis on the offset and coefficients of the calibration equations indicated that exists a significance confidence lower than 0.1% and correlation coefficients of at least 0.9994 for any of the nine sensors tested.