用于QCM液相检测的测试电路设计与实现

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laopengyou123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
石英晶体微天平(QCM)自诞生以来,因其具备高灵敏度和高精度的特性而受到人们的广泛关注。目前对QCM的检测主要通过振荡电路来实现,该实现方法的电路结构简单、成本低廉,常被应用于各种QCM应用研究中,但在大阻尼液体中常会发生停振现象。为了避免对测量结果的较大影响,在大阻尼情况下可使用实验室网络分析仪测量,但又存在体积大、成本高昂等缺点。因此,本文提出了一种基于扫频法的无源测试方法,根据该方法设计了QCM测试电路,该测试电路使用扫频源对QCM谐振频率附近频率进行扫描,然后直接采样计算QCM两端待测信号的电压幅值,最后通过甘油溶液检测实验以及纤维蛋白原凝血酶混合过程检测实验对QCM测试电路进行了验证。基于本文提出的扫频无源测试方法设计出的测试系统,在大阻尼情况下不会发生停振,且结构简单,可实现小型化集成。本文主要工作如下:1.提出一种修正电阻-频率效应的方法。根据QCM的电学等效模型对QCM进行仿真,通过分析等效模型中参数变化对QCM的影响,设计出了对电阻-频率效应进行修正的具体方法。2.测试电路的扫频源和混频电路的设计。本文的扫频源通过Si5351时钟信号发生器来进行实现。混频电路将QCM两端响应信号混频至k Hz量级,因此电压采集电路使用低采样率的ADC芯片即可满足设计需求。3.测试电路的数据采集和控制电路设计。本文的数据采集电路使用音频编解码芯片实现,通过音频采样率对电压信号进行采集,经控制器对电压采样信号进行快速傅里叶计算,从而计算出QCM两端信号的幅值信息。4.使用本文设计实现的测试电路搭建测试系统,对设计电路进行了测试电路的检测频率的波动实验。本文设计了两个液相检测实验,实验一对不同浓度的甘油进行检测实验,实验二进行纤维蛋白原凝血酶实验。实验部分验证了QCM液相检测试电路的性能以及用于液相检测和凝血酶检测的可行性。本文根据提出的基于扫频法的无源测试方法,设计出了一种在大阻尼情况下不会发生停振,结构简单,可小型化集成的QCM测试电路,并通过实验验证了该测试电路的指标及可行性。相较基于振荡电路和基于网络分析仪测量方法,本文基于扫频法的测试电路,成本较低,利于集成,且具备良好的前景。
其他文献
过量氮磷营养盐向湖泊生态系统的输入是湖泊富营养化的主要原因。湖泊沉积物兼具污染物源和汇的特点。研究湖泊沉积物营养盐赋存形态及现状,进行沉积物污染源分析,对湖泊富营养化治理至关重要。本文选取湖北省洪湖为研究对象,分析洪湖沉积物理化性质,氮磷有机质的赋存形态及空间分布。针对洪湖外源营养盐输入和洪湖水生植物衰退对沉积物有机质内源贡献。通过三维荧光光谱和稳定同位素方法,分析洪湖外源营养盐输入和沉积物有机质
学位
心理健康是指人的智力正常、情绪良好、意志健全、行为协调以及反映适度、人际关系协调、心理活动符合年龄特征的心理状态。心理健康在个体的发育和社会的成长中均扮演着重要的角色,大学生的成长也离不开其心理健康。但是从大学生的心理健康状况的调查和分析数据来看,大学生的心理状况存在一些需要解决的问题,如人际关系敏感、焦虑、强迫等。中国大学生的自杀率为2.37人/每10万人,且呈上升趋势,自杀主因之一为心理问题。
学位
中国是农业大国,“三农”问题是我党工作的重中之重。2021年中央一号文件指出,民族要复兴,乡村必振兴。这是21世纪以来第18个指导“三农”工作的中央一号文件,可见我国“三农”工作之重要。省级对农电视频道是“三农”新闻宣传的重要载体和手段,是服务“三农”工作的重要力量,在全面推进乡村振兴、加快农业农村现代化中发挥着至关重要的作用。从2001年我国第一家省级对农电视频道——吉林电视台乡村频道开播至今,
学位
随着网络科技的进步,不断有新技术和新应用加入到教育领域当中,教育行业的发展可谓日新月异。多媒体、智能软硬件等教学手段的广泛应用,改变了传统的教育模式,使教育朝着个性化、多元化和智能化的方向发展,优质教育资源的共享、传递、复制也更为便捷。如何合理运用现代教学软硬件,打造智能化的中职钢琴课堂,促进教育和科技的有效融合,推动中职音乐教育高质量发展,已经成为音乐教育领域的一个重要课题。本文采用文献调查、问
学位
闽南音乐在中国民间音乐中占有重要地位,其历史悠久,种类繁多,其中含有南音、梨园戏等多项世界级、国家级的非物质文化遗产。但十年动乱导致的断代,加之改革开放后外来音乐文化的冲击,闽南音乐文化的延续出现了前所未有的危机。泉州市青少年宫如何发挥自身的特色和优势,为传承和弘扬闽南音乐文化做出有益的探索和贡献?本文对此进行了总结和思考,并提出了发展路径。论文围绕“闽南音乐文化传承与弘扬研究——以泉州市青少年宫
学位
近几年,国家越来越重视职业教育发展,自2021年起中考升学的普职比达到1:1,中职学生人数不断增多。但是,目前的职业教育仍然存在很多问题,中职学生的道德素质并没有随着职业教育的发展而有所提升。在日常的教育管理中,不少学生会表现出不良行为习惯,这些不良行为习惯在一定程度上会给自己、家庭、同学、学校和社会带来一定的危害,而且会影响他们今后的发展。因此,如何矫正中职生的不良行为习惯,全方位提高中职学生的
学位
<正> 前言日立制作所创立以来,为适应技术革新时代的要求,以开发本国技术为目标,建立了中央研究所、日立研究所和机械研究所。在幽静的环境中,云集着物理、电气、机械、化学、金属、数学等专业的研究人员(理学博士、工学博士约150名),大家齐心协力,为创造出服务于社会的研究成果而日夜勤奋地从事科研工作。现在,本所对材料,元件直至理化、通信、信息处理联合机器、系统等,都进行着广泛的研究。在与日立三十多家工厂
期刊
自我效能感是个体对自己是否有能力完成某一行为所进行的推测与判断,是影响个体身心发展的重要因素。学业拖延是包含个体认知、情感及行为的复杂心理过程,是个体推迟完成和自己学业活动相关任务的行为倾向。初中生正处青春发育期,是一生中身心发展的重要阶段。探索初中生的自我效能感水平及其对学业拖延的影响,对提升初中生的身心健康和学业发展,为学校心理健康教育进一步发展提供一定的借鉴意义。本研究分为两个部分:第一部分
学位
<正>调查报告作为一个事务文种,是由“调查”和“报告”两个要素构成的。“调查”是“报告”的前提和基础,“报告”是“调查”的目的和反映。调查报告标题,是对调查报告内容的高度概括,起到传递正确信息、吸引读者注意力的作用。文章标题以新颖、明晰、简洁为好。因此,必须从调查报告的内容和作用出发拟制标题,力求做到题文相符,一语中的,揭示主旨。调查报告标题的拟制,是一门综合性艺术。本文结合具体实例,
期刊
<正>如何让人民感受到司法温暖、公正、高效,始终是检察机关追求的目标。网络时代的到来,将人们的衣食住行变得更加丰富与便捷。在信息技术迅猛发展的今天,检察机关应该与时俱进,通过网络建立一个以3D技术打造的虚拟仿真检察信息服务平台,引领人们走入一个全新的法律时空,一个"网上检察院",让检察机关与人们更加贴近,为人们提供更强有力的司法保障。
期刊