压电蛋白传感芯片制备技术的研究

在石英晶体微天平上用戊二醛交联法固定HBsAb,构建乙肝表面抗原(HBsAg)压电蛋白传感芯片,运用抽检、测试、数据统计分析、正交试验设计和质量检验等方法对芯片制作中的清洗、固定、封阻、检测等步骤进行质量控制,压电蛋白传感芯片稳定性、合格率均有显著提高。对压电蛋白传感芯片制备工艺进行质量控制,是提高芯片技术性能的关键。     

数字式压电晶体传感分析仪的研制

以石英晶体振荡中的石英晶片作为传感头,检测待测物对它的作用,已为人们所广泛探讨和使用,如微量天平、称差等,因而毋庸细述.但各自设计电路有所不同,我们研制了广谱分析仪,不同频率的石英晶片都可使用,其电路见图1,振荡电路采用74LS04集成块,取其适用频率范围广、简单、易起振、稳定等特点.时基电路由一块10MHz的石     

基于二元光学的多通道SPR传感芯片及其系统设计

提出一种基于二元光学的新型多通道SPR传感芯片,及采用这种芯片的传感系统的设计方案。传感芯片集成有多组二元光学器件,取代传统光路中的透镜,实现光线的角向会聚。这种设计方案提高了SPR传感系统集成度,而且满足阵列化、多通道的检测要求。采用新型芯片设计制作的SPR传感系统能够完成对包含多个通道的敏感膜阵列的快速扫描和检测,与棱镜耦合结构相比还具有集成度高、灵敏度高、机械调节误差小、制作成本较低等优点。     

压电石英晶体生物传感器应用研究进展

压电石英晶体生物传感器是利用压电石英晶体振荡频率对晶体表面质量负载和表面性状如密度、粘度、电导、介电常数等的高度敏感性与生物识别分子的高度特异性相结合发展起来的一种新型传感器。它具有灵敏度高、特异性好 ;操作简单 ,不需任何标记 ;检测速度快 ,成本低廉 ;能实时检测等特点。近年来 ,压电石英晶体生物传感器在医学实验诊断、军事监控、环境监测、食品卫生检验、工业生产实时监测等野外流动作业和在线检测等领域得到广泛应用。     

液相QCM生物传感器电路系统设计

设计的石英晶体微天平（ QCM）仪器主要用于微量物质在液体中的生物化学反应的测量,根据液相QCM生物传感器的需要完成了电路系统部分的设计,选用Microchip的单片机为液相QCM生物传感器的电路系统的核心,主要包括电源部分、信号激励与接收部分、温控部分,实现了石英晶体的激励和频率的检测、温度的采集与控制等功能。上位机检测结果显示：实际温度控制精度误差为0.2℃,能顺利检测到最佳谐振频率,表明该系统能够较好地达到预期的要求。     

串联电极阵列压电传感技术自动检测病原体

以串联电极阵列压电石英晶体（SPQC）传感器为基础构建了一台8通道微生物自动检测仪。电极插入培养基检测溶液电导的变化。池常数k=0．05m,使用中性、低电导的氨基酸培养基（AaB）,电导控制灵敏度区间为550-600μs。利用拟合-微分的方法简单准确地得到频率检测时间（FDT）。对普通的金黄色葡萄球菌（S．aureus）和痢疾杆菌（S．dysenteriae）进行自动检测,结果表明：FDT和样品中细菌浓度呈线性关系（R〉0．99）,检测范围为10-10^6CFU·mL^-1。该方法准确度与国标的平板记数法相当（置信区间为95％）,但重现性更好,更稳定,灵敏度更高。     

桥梁监测无线传感压电电源

提出了一种桥梁无线传感压电陶瓷电源,分析了压电陶瓷电源的能量计算,制作了压电陶瓷电源的模型并进行了加速度(载荷)的测试实验。得到了该电源在不同加速度(载荷)下的能量输出,输出电能与载荷脉冲作用速度的关系。研究结果表明压电陶瓷电源满足桥梁无线传感能量供应的要求。     

基于虚拟仪器的压电陀螺扫频信号系统设计

扫频信号采集系统是压电微陀螺悬浮系统的重要组成部分.介绍了NI PXIe-6124多功能信号采集模块(DAQ)的原理与结构、以及它在构成压电陀螺扫频信号系统中所起到的作用.由于它同时具有高速的采样速率(4MS/s)和高精度(16位)的采样值,设计了基于NI公司设备的系统,用来准确地采集压电陀螺在各个频段的感应振动信号,将信号送入计算机进行处理,得出陀螺仪的谐振模态.在具体实验操作过程中,成功地将由DDS电路所激励的陀螺振动信号送入DAQ,并完好地处理了一系列陀螺的振动数据.     

压电传感技术的研究及应用

介绍了压电传感器的分类和测量原理,综述了国内外压电传感技术在航空航天、土木、机械、交通、医学等领域健康监测方面的主要应用实例。介绍了基于压电传感测试技术的桥梁振动监测研究,最后讨论了压电传感器在进一步实用化过程中面临的困难和需要解决的问题,并对其应用前景做了展望。     

基于压电加速度传感器的天车监测系统设计

天车吊运系统不能实时监测大车、小车的运行速度和行车位置,为实现对天车的实时监测,将压电式加速度传感器应用到天车吊运系统中;介绍了加速度传感器的基本原理;阐述了振动信号采集系统的硬件组成,并利用图形化开发工具LabVIEW平台实现信号的高速采集;通过采集加速度传感器的输出电压,根据输出电压和灵敏度的关系,获得加速度的值,将加速度的值积分运算可进一步获得天车的速度和位移量;最终达到天车运行状态的实时监测,提高了天车运行系统的可靠性。     

基于虚拟仪器的压电弯曲元测试系统研制

为满足土力学研究与岩土工程对土体剪切波速高精度测试的要求,基于虚拟仪器技术研制了一种压电弯曲元波速测试系统.该系统硬件主要由弯曲元传感器、功率放大器、电荷放大器、计算机等组成;测试软件采用LabVIEW虚拟仪器平台开发,利用计算机声卡实现了信号的发生、采集功能.该系统构建成本低,测试效率高,已在砂土剪切波速测试中得到了应用.     

基于压电加速度传感器的振动测量系统研究

为实现对振动的有效测量,构建了压电加速度传感器的振动测量系统;对压电加速度传感器的力学模型及基本原理进行了有效地分析,并采用灵敏度比较法标定传感器,提高了整个测试系统的测量精度和可靠性;并应用了信号处理中的相关滤波原理;测试系统由压电加速度传感器、高速数据采集卡及Labview2010软件开发平台构成;软件功能主要有信号采集、历史数据读取、数据滤波、时频域分析等;搭建了工程实际测振的实验模型,并根据其频谱特性判断内部缺陷;实验结果表明,该测振系统运行稳定,操作简单,具有很好的可扩展性及可移植性,能实现准确、高效、实时的振动测量。     

基于调制域分析的自动测试系统设计

调制域分析已经成为现代测试技术不可或缺的部分,在显现频率变化信号时优于时域测量和频域测量.可是建立在调制域基础上的自动测试设备在国内却很少见到.基于调制域分析,设计了电子产品频率调制参数测试方法.借助GPIB高速数据传输总线,设计了无须人工干预的自动测试方案,该方案数据传输快速稳定,并且能适应用户多种测试要求,智能性强.实际使用证明,开发出的系统能够持续稳定地工作,大大提高劳动生产率.     

基于双晶片压电传感器特性分析

用模态分析法分析双晶片压电力、振动、位移传感器的位移特性及灵敏度特性,并给出灵敏度与压电材料参数及晶片几何尺寸的关系。其仿真分析结果对压电双晶片用于力、振动、位移等传感器的设计具有重要意义。     

微位移系统中压电陶瓷驱动器迟滞建模

针对超精密微位移系统中压电陶瓷驱动器的迟滞非线性问题,提出了一种基于遗传反向传播(BP)神经网络的压电陶瓷迟滞非线性建模方法.通过电涡流位移传感器获取压电陶瓷驱动器不同电压值下所对应的位移值;利用六次多项式拟合获得迟滞的数学模型,从而建立基于遗传BP神经网络的迟滞,模型.实验结果显示:该迟滞模型在神经网络测试下的最大误差为0.082 1 μm,平均绝对误差为0.0158 μm.表明,所建的迟滞模型能够较精确地反映出压电陶瓷驱动器的迟滞特性,同时为微位移控制系统设计提供了一定的理论基础.     

基于虚拟仪器的电渗流检测系统的设计

为实现微流控芯片的高精度分析,设计了一种基于虚拟仪器的微通道电渗流检测系统.介绍了电渗流测定的常用方法及其优缺点,基于电流监测法原理设计了微通道电渗流检测系统的硬件结构,采用LabVIEW软件开发了人-机界面.并在不同电场强度作用下,完成了微通道电渗流的测定.实验表明:该设计的检测系统能很好地满足微通道内部电渗流检测的需求.     

基于Bouc-Wen类迟滞模型的压电微动台建模

针对压电微动台驱动时,由压电陶瓷产生的迟滞现象,提出了一种迟滞模型.基于Bouc-Wen迟滞模型的基本思想,并针对Bouc-Wen迟滞模型进行了优化改进,大大降低了模型参数的辨识难度,缩短了运算时间,保证了模型的较高精度要求.为了验证模型的正确性,运用相关的实验设备对模型进行了实验验证.结果表明:改进后的模型定位误差为0.1866μm,最大相对误差为0.467%,验证了模型具有较高的精度以及该迟滞模型的可行性,为后续压电微动台控制器的设计提供了一种可行方案.     

压电陶瓷传感器稳定性的仿真分析

针对传感器测量高温体振动信号的稳定性问题,提出了将温度与结构特性相结合的仿真方法,讨论了温度场对压电陶瓷传感器稳定性产生的影响。根据压电陶瓷的正逆压电效应,采用ANSYS软件进行有限元仿真,得出了传感器稳定工作的频率范围和固有频率随温度变化的规律,并获得了固有频率和机电能量转换特性相对稳定的温度范围,由此为理论和试验分析提供了依据。分析实例体现了所采用的数值仿真方法在压电陶瓷传感器稳定性分析中的有效性和实用性。