3.4 信号传播时间测量实验
基于TDR原理的土壤水分测试仪本质上是测量信号在探针上传播的时间，其时间测量的精度决定了土壤含水量测量的精度。为了验证P-TDR系统测试时间的准确性，我们在同轴电缆中进行了测试。将一段长度约为1200mm同轴电缆（相对介电常数为2.04），一端通过BNC接头连接到P-TDR的信号输出接头，另一端开路。测试信号沿同轴电缆传播，在其末端被反射回来，相位检测器和微处理器测量出信号沿探针传播的时间。将被测的同轴电缆一点点剪短，用游标卡尺测量并记录被剪下电缆的长度，信号在同轴电缆中传播的时间理论值可由式（3-34）计算得到：
其中，L为同轴电缆长度，c为电磁波在真空中传播的速度，κc为同轴电缆的相对介电常数。
最终得到P-TDR系统测量的时间、理论计算的时间与同轴电缆长度的关系如图3-19所示。(https://www.daowen.com)
图3-19 P-TDR系统测量的时间、理论计算时间与同轴电缆长度的关系
实验结果表明，P-TDR系统在信号传播时间测量上有很高的精度，其测量结果与理论计算值的平均误差小于10ps，测量分辨率可达到1ps，与传统的TDR系统相比，在时间测量精度（约200ps）上有很大的提高。
