基于MSP430的磁弹性传感器检测系统设计.pdf

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1、2016年第35卷第2期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)133DOI：10．13873／J．1000-9787(2016)02-0133-03基于MSP430的磁弹性传感器检测系统设计宋岭举，郑小林，廖彦剑，唐泳(重庆大学生物工程学院。重庆400044)摘要：磁弹性传感器无线无源的优点使其在无损检测、在体分析等领域具有非常广阔的应用前景。通过对磁弹性传感器检测原理的分析，设计了一种基于MSP430平台的小型化磁弹性传感器检测系统。该系统以MSP430单片机为控制核心，利用永磁铁作为偏置磁场激励，集成了交流激励信号产生单元、有效

2、值检测单元和AD采样单元，并通过RS-232实现与上位机之间的通信。实验结果表明：该检测系统可以方便快捷地实现对磁弹性传感器共振特性的检测，具有稳定性好、集成度高、功耗低的特点，能够满足磁弹性传感器在不同状态和环境下共振特性的精确检测需求。关键词：磁弹性传感器；共振频率；MSP430；小型化中图分类号：TP212．3文献标识码：A文章编号：1000-9787(2016)02-0133-03Designofdetectionsystemformagnet0elasticsensorbasedonMSP430SONGLing-ju，ZHENGXiao-lin，LIAOYan-jian，T

3、ANGYong(CollegeofBioengineering，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)Abstract：Magnetoelastic(ME)sensorhasgreatapplicationprospectsinnon—destructivedetection，insituandinvivoanalysisduetoitswirelessandpassivefeatures．AminiaturizeddetectionsystemforMEsensorbasedonMSP430platformisdesignedthrou

4、ghanalysisondetectionprincipleofMEsensor．ThesystemusesMSP430ascontrolcoreandusespermanentmagnetsasbiasmagneticfield，itconsistsofACexcitationunit，RMSdetectionunit，ADsamplingunitandcommunicatewiththeupperPCthroughRS-232．ExperimentalresultsindicatethatthecharacteristicsofMEsensorcanbedetectedbythe

5、systemconvenientlyandrapidly，whichcharacterizedbygoodstability，highintegration，lowpowerconsumption．ThesystemalsocanmeettheaccuratedetectionrequirementsofMEsensorindifierentstatesandenvironments．Keywords：magnetoelasticsensor；resonancefrequency；MSP430；miniaturization0引言传统的磁弹性传感器检测系统主要是基于大型的实验磁弹性传

6、感器具有无线无源、低成本、高灵敏度等诸多室仪器，如，阻抗分析仪、网络分析仪、锁相放大器等。优点，可扩展应用于生物在体检测和密闭空间非破坏性检这些仪器虽然构建系统简单，但是存在仪器昂贵、体积庞测等多方面应用，获得了越来越广泛的关注，尤其是在生物大、操作复杂、难以集成和便携使用等诸多限制。近年来出医学传感器领域⋯。磁弹性传感器通常是由无定形非晶现的基于集成电路的磁弹性传感器共振特性检测系统弥补薄膜合金构成，如，1K101，Metglas2826MB等合金带材。了仪器测量的一些不足，但仍存在系统繁杂、功耗过大等缺由焦耳效应可知，这种材料在交变磁场作用下会在纵向形点，阻碍了磁弹性传感器在多领

7、域应用中潜力的发挥。成周期性伸缩振动，其共振频率易受周围环境的影响，可用本文设计了一种基于MSP430单片机平台的磁弹性传于测量温度或液体黏度；当微小质量加载到材料表面时，其感器检测系统，该系统利用永磁铁提供直流偏置磁场，极大共振频率发生偏移，频率偏移量近似等比于负载质量变化地降低了系统功耗，实现了一种小型化、操作方便、精确可量J。因此，通过在材料表面修饰生化敏感成分，与检测靠的磁弹性传感器共振特性检测方案。对象发生特异性反应，可用于生化物质和细菌等的检测