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一种 pA级高性能微电流检测系统的设计

计量技术 2014年第6期 10-13页

作者：李辉刘鲲安徽师范大学物理与电子信息学院芜湖241000

本文采用基于超低偏置电流运放的二级放大调理电路，辅以Guarding环保护与屏蔽电缆归环技术，再配合后端的超高分辨率ADC器件，设计了一种在较大的测量范围内具有良好性能的pA级弱电流检测系统。实测数据表明系统在大小量程之下都具有... 详细信息

本文采用基于超低偏置电流运放的二级放大调理电路，辅以Guarding环保护与屏蔽电缆归环技术，再配合后端的超高分辨率ADC器件，设计了一种在较大的测量范围内具有良好性能的pA级弱电流检测系统。实测数据表明系统在大小量程之下都具有良好的线性；在小量程检测时，最小可检测电流为2pA，分辨率优于1pA，达到预期要求。

关键词：弱电流检测 Guarding环屏蔽电缆归环超高分辨率ADC

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高场不对称波形离子迁移谱关键测控模块研究

仪器仪表学报 2012年第9期33卷 1974-1979页

作者：刘友江王焕钦陈然孔德义陈池来 Juergen Brugger 中国科学技术大学自动化系中国科学院合肥智能机械研究所传感技术联合国家重点实验室中国科学技术大学物理系瑞士洛桑联邦理工学院

研究了高场不对称波形离子迁移谱(high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometer,FAIMS)两个关键测控模块:波形不对称高压产生模块和微弱电流检测模块的设计。通过采用反激升压原理,设计了一种电压幅度在线可调的波形不对... 详细信息

研究了高场不对称波形离子迁移谱(high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometer,FAIMS)两个关键测控模块:波形不对称高压产生模块和微弱电流检测模块的设计。通过采用反激升压原理,设计了一种电压幅度在线可调的波形不对称高压产生电路模块,其输出电压峰峰值达1 800 V,频率达1 MHz;微弱电流检测采用超高电阻反馈式I-V转换电路,并对失调电压进行补偿,同时结合PCB割板处理及包裹屏蔽等抗干扰措施,使得微弱电流模块的检测下限优于0.1 pA。最后,通过对比实验研究了不同波形不对称高压与分离效果关系,并以苯为样品对系统的检测下限进行了研究,结果表明采用上述测控模块的FAIMS检测下限达1×10-9。

关键词：高场不对称波形离子迁移谱弱电流检测高压高频不对称波形

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X射线工业CT中的数据采集

核电子学与探测技术 2007年第4期27卷 688-691页

作者：高富强卢华曹鹏安康江仁清重庆大学ICT研究中心重庆大学自动化学院重庆400030

介绍了X射线工业CT中数据采集的一种方法。将X射线转换成与之成线性关系的微弱电流信号,通过检测电流信号测量出X射线的相对强度。这种采集方法可根据X射线的剂量强度,灵活的改变电流检测电路的参数,因此适用于不同能量级的X射线的采集... 详细信息

介绍了X射线工业CT中数据采集的一种方法。将X射线转换成与之成线性关系的微弱电流信号,通过检测电流信号测量出X射线的相对强度。这种采集方法可根据X射线的剂量强度,灵活的改变电流检测电路的参数,因此适用于不同能量级的X射线的采集。该X射线采集方法已经成功应用工业CT数据采集系统中。

关键词：数据采集弱电流检测 FPGA X射线

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基于电压-电流变换的电子式电压互感器

电力自动化设备 2009年第4期29卷 118-121页

作者：冯建勤师宝山梁威姜素霞郑州轻工业学院电气信息工程学院河南郑州450002

提出一种新型电子式电压互感器,主要由电压-电流变换元件和弱电流检测处理装置组成。电压-电流变换元件接于被测母线与大地之间,完成母线电压到毫安级别弱电流的转换。弱电流检测处理装置安装于电压-电流变换元件的接地侧,实现接地线中... 详细信息

提出一种新型电子式电压互感器,主要由电压-电流变换元件和弱电流检测处理装置组成。电压-电流变换元件接于被测母线与大地之间,完成母线电压到毫安级别弱电流的转换。弱电流检测处理装置安装于电压-电流变换元件的接地侧,实现接地线中毫安级别弱电流的隔离测量,完成电流到电压的换算及测量误差的软件补偿,为测量仪表和继电保护装置提供数字信号与模拟信号输出。研究表明:该电子式电压互感器不仅技术上可行,而且易于实用化,能够用于电网电压的精确测量。

关键词：电压-电流变换弱电流检测电子式电压互感器厚膜电阻弱电流传感器

电能表高灵敏度宽负载范围节能控制电路的设计

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电测与仪表 2006年第8期43卷 14-16,27页

作者：张泽礼张曙辉王燕滨州职业学院山东滨州256624 中国石油大学山东东营257061 滨州市技术监督局山东滨州256600

介绍了一种能够消除感应式电能表潜动,提高灵敏度,拓宽负载范围,并具有节能效果的专利技术。对现行技术存在的问题及本技术的应用电路进行了分析。采用该项技术后,能使感应式电能表在灵敏度、空载损耗等方面优于同规格的电子式电能表。

关键词：补偿力矩弱电流检测节能控制自动调节

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一种微波测量实验系统的优化

实验室研究与探索 2014年第12期33卷 96-98,112页

作者：张兰陈小桥陈章友武汉大学电子信息学院湖北武汉430072

本文从微波技术实验教学的实际出发,分析了传统的基于波导测量线的微波测量系统存在的不足以及用微波自动测量线代替手动测量在实验过程中存在的问题。在此基础上,介绍了一种基于数字式弱电流测量仪的微波测量系统的优化方案,并给出了... 详细信息

本文从微波技术实验教学的实际出发,分析了传统的基于波导测量线的微波测量系统存在的不足以及用微波自动测量线代替手动测量在实验过程中存在的问题。在此基础上,介绍了一种基于数字式弱电流测量仪的微波测量系统的优化方案,并给出了数字式弱电流测量仪的整体设计方案以及其信号调理模块、显示模块、采集与控制模块、电源模块和扩展模块等部分的详细设计。通过该改进方案,在提高微波测量系统测量精度、直观性和稳定性的同时,也避免了微波技术实验完全采用全自动化测量造成的学生实际动手实践不足的问题,从而更好地满足实验教学的要求。

关键词：微波测量波导测量线弱电流检测

基于MSP430的多功能血糖测试仪的设计及应用

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基于MSP430的多功能血糖测试仪的设计及应用

作者：李季成都理工大学

学位级别：硕士

糖尿病是危害人类健康的四大疾病之一,其症状表现为血液和尿液中葡萄糖含量异常。目前全球糖尿病患者已经超过2亿人口,而我国已确诊的糖尿病患者约为总人口的5.5%,而且这些数据还在不停得直线型增长。近代医学研究发现,对血糖进行良好... 详细信息

糖尿病是危害人类健康的四大疾病之一,其症状表现为血液和尿液中葡萄糖含量异常。目前全球糖尿病患者已经超过2亿人口,而我国已确诊的糖尿病患者约为总人口的5.5%,而且这些数据还在不停得直线型增长。近代医学研究发现,对血糖进行良好地控制可以减少糖尿病并发症的发生。然而目前糖尿病患者很少去医院监测血糖,从而导致病情恶化难以控制,甚至很可能直接威胁患者自身的生命。当前,在美国等其他发达国家,很多糖尿病患者都手持一个便捷式血糖测试仪器,这种仪器可以随时随地检测血糖患者自身的血糖状态,这样就可以极大的预防糖尿病症的恶化,结合医生的治疗,从而合理控制糖尿病情。因此,一种有效轻便的血糖监测设备成为必要。目前国内外的血糖仪器样式各种各样,种类繁多,而且工作原理基本都是一致的,但是由于不同的血糖测试仪在芯片选择上有所不同,从而导致在测试速度和测试结果的准确性上有所差别。为了提高血糖测试仪的测试速度,增加血糖测试仪的测试精度,从而更快更准的测试出人体血糖值,除了在加工测试试条(生物传感器,与血糖测试仪器配合使用)的过程中要保证生产环境的稳定性和尽量减少环境对生产过程的影响外,使用更加快速和精密的芯片同样可以提高测试速度和准确性。基于上述原因,本文介绍了一种基于TI的超低功耗MSP430F437的血糖测试仪器,本文介绍的这种便携式血糖仪可完成对血糖浓度的快速并且准确的检测,并且采血量少,有利于病人进行自我监测。本设计采用MSP430F437系列单片机,配以血糖检测电路、存储电路及良好的人机界面,具有操作简单、功耗低、测量速度快等优点,并能储存多达30个历史数据,便于病人掌握自己血糖浓度的变化趋势,采用合理的治疗方式。本文介绍的这种血糖测试仪器的特点是价格低廉、速度快、精度高,因此有很高的应用研究价值。文章首先介绍了血糖检测技术的历史、现状和未来发展趋势,并介绍了本文所使用的血糖检测的原理;然后在总体设计中介绍了弱电流检测原理、低功耗的设计原理和自动识别试条内码的电路设计思路,并提出了设计的总体目标和技术指标;然后围绕着总体目标,详细介绍了系统的硬件和软件设计思路;最后通过数据分析得到血糖值的计算公式并通过仪器进行验证。

关键词：血糖仪 MSP430F437 低功耗弱电流检测

基于MSP430F435的血糖仪研究与设计

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基于MSP430F435的血糖仪研究与设计

作者：蒋开伟北京交通大学

学位级别：硕士

目前全世界已有一亿两千万糖尿病患者,国内该病群体规模也已超过4000万人,并以每年10%的速度递增。对于糖尿病人来说,高血糖时刻威胁着他们的生命。因此一种有效轻便的血糖监测设备成为必要。尽管,目前市场上便携式血糖仪种类繁多,结构... 详细信息

目前全世界已有一亿两千万糖尿病患者,国内该病群体规模也已超过4000万人,并以每年10%的速度递增。对于糖尿病人来说,高血糖时刻威胁着他们的生命。因此一种有效轻便的血糖监测设备成为必要。尽管,目前市场上便携式血糖仪种类繁多,结构也千奇百态,但总体来说价格偏高且功能和精度均有限。本文所介绍的基于TI的超低功耗MSP430F435的血糖仪不仅成本低廉而且功能强大。它不仅具有准确测量血糖的功能,还具有实时时钟显示、平均值显示、保存和查看测量记录、闹铃提示等等,闹铃提示功能可以让病人准时测量。此外还有与上位机通讯功能,允许将测量数据上传到PC机上,配合相应的软件实现更为人性化的数据显示和管理。丰富的中文字符显示界面极大地方便国内用户的使用。而与之相配合的血糖试条采用先进的血糖检测技术,不仅测量时间短、精度高,而且采血量极少,使得此产品与同类型产品相比极具竞争力。文章首先介绍了血糖检测技术的发展情况,并介绍本文所使用的血糖仪检测的原理;然后在总体设计中介绍了弱电流检测的巧妙的设计思路以及低功耗的设计思路,并提出了设计的总体目标和技术指标。然后围绕着总体目标,详细介绍了系统的硬件和软件设计;最后介绍通过数据分析得到的计算公式。

关键词：血糖仪 MSP430F435 低功耗弱电流检测上位机通讯血糖试条

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植物生理传感器的设计与实现

植物生理传感器的设计与实现

作者：朱春辉东北石油大学

学位级别：硕士

农业类传感器主要有畜牧水产类、气体土壤类、大气环境类及植物生理类等四大类。用于检测植物活性小分子的植物生理传感器能够监测植物生长状况和全生命周期状态,可以达到对植物的科学精准控制与管理,摆脱以人为经验方式的农业生产指导... 详细信息

农业类传感器主要有畜牧水产类、气体土壤类、大气环境类及植物生理类等四大类。用于检测植物活性小分子的植物生理传感器能够监测植物生长状况和全生命周期状态,可以达到对植物的科学精准控制与管理,摆脱以人为经验方式的农业生产指导,实现农作物高产优质,对农业生产指导有着不可忽视的作用和对粮食安全有着重要的战略意义。首先,本文采用了电化学生物传感器的设计方法和电化学测试技术,设计了一款微型化葡萄糖电化学生物传感器用于测量植物体内的葡萄糖含量,该实验方案采用了不锈钢丝做测量电极,通过组装修饰葡萄糖酶等化学小分子,实现对植物体内葡萄糖含量的检测。之后经过优化实验条件,构建出更稳定、特异选择性更强的传感电极用于活体检测。实验结果表明,传感器的线性方程为y=0.0078x+0.069,相关系数R为0.984。检测范围为0.1m M～200Mm,检测限为0.1m M。所制备的电化学生物传感器达到了预期的检测效果,能满足普通场景下的检测。其次,借助成熟的电子线路技术设计了微弱植物生理电信号的采集测量电路。通过三电极体系的电化学生物传感器将生化信号转为微弱可测量的电信号,实现植物生理电信号的采集、处理与显示。从电路测试与验证环节的结果分析,可以得出在误差允许的情况下,所设计的测量电路可以满足微弱植物生理电信号的采集与传输。最后,对所设计的葡萄糖电化学生物传感器和测量电路进行组合联测。将电极插在植物的茎秆上,通过电极线连接至测量电路板,从数据分析得出,实验误差范围在7%以下。可以满足普通场景下的户外使用。另外不同类传感器的构建制备与优化设计的测量电路可组合使用,延伸至其他类植物活性小分子检测。

关键词：植物生理传感器电化学生物传感器植物生理电信号弱电流检测