植物电位信号采集系统的开发与应用.pdf

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1、万方数据第26卷第8期增刊仪器仪表学报2005年8月DevelopmentofMeasuringSystemofPlantElectricalPotentialandItsApplicationYuHaiyelLiGuochenl’2MaChenglinl1(CollegeofBiologicalandAgriculturalEngineering，JilinUniversity，Changchun130025，China)2(EngineeringCollege，ShenyangAgriculturalUniversity，Sheny

2、ang110161，China)AbstractBasedonthecharactersofplantpotentials，itintroducedtheconstructionandtechnologyindevelopingthemeasuringsystemofplantelectricalpotentials，theinputimpedanceoftheamplifiermustbeenoughhigh(一10”～10”Q)inordertomeasuringtheplantweaksignalsandensuringhighc

3、ommonmoderejectionratio(CMRR)．Andwavelettransformwasappliedindenoisingbasedoncross—validation(CV)thresholdvalue．theexperimentshowedthatthissystemcouldeffectivelydetectthechangeofplantpotentials，four—weekoldcucumberwasstimulatedbyheatwounding，thevariationpotential(VP)anda

4、ctionpotential(AP)wouldbeevoked，theAP’Svaryingamplitudecanreach40mV；theAPchangedveryfast，itsdurationtimeiSabout0．01～0．02sanditsamplitudeOftenchangefrom15“V～5mV．KeywordsPlantpotentialsVariationpotential(VP)Actionpotential(AP)Measuringsystem植物电位信号采集系统的开发与应用于海业1李国臣1’2马成林11(

5、吉林大学生物与农业工程学院长春130025)2(沈阳农业大学工程学院沈阳110161)摘要植物电位是由生物体发出的不稳定的微弱电信号，其幅值变化有时只有10～20,v[1，2]，信号采集过程中，其有效信息很容易被噪声所淹没。根据植物电位的高内阻源特性，在硬件采集系统中，设计了植物信号仪器放大器，该仪器以INAll4和OP27组成屏蔽驱动一级放大电路，以TLC2654和OP27构造稳零和二级放大电路；采用UFA42组成硬件陷波电路抑制信号中的50Hz工模干扰，应用小波降噪技术对信号进行降噪处理。以4周大的黄瓜幼苗为实验对象，试验表明，该植

6、物电位采集系统可有效地记录植物微弱的电信号，植物动作电位的波动周期为0．01～o．02s，可监测的幅值最低可达159V。关键词植物电位信号变异电位动作电位采集系统1IntroductiOnAbout130yearsago，bothBurden—Sanderson(1873)andCharlesDarwin(1875)demonstratedthe’existenceofelectricalsignalsinplant‘“。thebulkofexperimentshavedemonstratedthatplantpotentialscon

7、sistofvariationpotential(VP)andactionpotential(AP)⋯3．InChina，LouChenghouhasresearchedthetransmittingmechanismofplantpotentials‘“．Basedonthepropertiesoftheplantelectricalpotentials‘”，plantpotentialsareverycomplicatedbiologicalsignal，itbelongstolow—frequencyandnonstableult

8、ra—weaksignal．Becausethereareunavoidablestrongnoisesinmeasuredsignals，theeffectivemeasuringsystemisvery