SDI-12土壤湿度传感器探头通过数字化分析土壤中传播的波形获得高精度，超稳定性的土壤含水量，对灌溉行业做出了革命性贡献。其工作原理与TDR技术类似又有两点不同：

      传导的结构特征有更高的信噪比，因此对于土壤的电导率不敏感。

      接受数字化信号分辨率达到5ps，捕获的波形通过数字分析获取精确的传播时间——由于土壤离子含量引起的波形变形不再对结果产生影响。传播的波谱在GHz范围内，避免了在一般频谱下粘土含水量与介电常数之间的复杂关系。这种传导结构使波形的穿透力高，可很好避免电容式传感器的近表面灵敏性问题。的处理方式可同时分析波形的变形从而计算并给出土壤电导率。介电常数通过传播时间直接计算出来，采用的是物理学电磁波传导的定律。土壤水分是通过介电常数计算的，是采用介电三相混合模式中的特征方程；并且土壤水分做了温度补偿。

     SDI-12可测量和输出的数据包括接受波形上升时间（mv/ns）、波形传播时间（ps）、土壤介电常数、土壤温度、土壤体积含量和土壤电导率（ds/m）。