生物传感器--设计.docx

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1、北京联合大学实验报告课程（项目）名称：生物医用传感器学院：信息学院专业：电子信息科学与技术班级：2学号：0405姓名：冯毅吴梦迪成绩：2013年　6月　7　日第一章应变式传感器实验第一节实验目的1.1使学生了解应变计原理1.2使学生了解LoadCell结构1.3使学生了解LoadCell特性1.4使学生了解LoadCell转换电路的原理1.5使学生了解LoadCell的应用第二节实验电路原理说明LoadCell利用应变计和桥式电路组合成，当其受到了拉力或压力时，将产生与作用力成正比的电压输出。图1-6是LoadC

2、ell转换电路，其输出的转换率为10mV/g。本实验所采用的LoadCell规格为500g，输出率为2mV±10%，即在±5V的激励电压下，在荷重500g下有2mV±10%的电压输出，所以LoadCell本身的输出转换率为(4mV±10%)/Kg。图1-6中U1，U2和U3组成了一般常用的仪器放大器，其电压增益为2R2/(R1+VR1)【当R2=R3时】。要使得整个转换电路的输出为10mV/g，则仪器放大器必须有2500倍的增益(4mV/kgx2500=10mV/g)。因LoadCell在无荷重下输出电压并不为零

3、，且输出转换率为4mV/kg并不准确，前者可在仪器放大器加上抵补电压使其归零。而后者可调整到VR1，改变仪器放大器的增益，使得转换电路的输出保持在10mV/g。调整VR2可使得R14的电压从+1.2V~-1.2V，使得整个转换电路在无荷重下输出为零。图1-6应变计转换电路第三节实验仪器设备4.1数位式电表(DMM)4.2KH-700主实验器4.3KH-73001实验模板4.4砝码一组(1kg)(选购)第四节实验步骤与记录5.1Loadcell特性与转换电路实验1.将KH-73001实验模板放在实验台上，取出KH7

4、8001负载单元备用。2.使用盒式排针线连接KH71001供电模块与模组供电接口。使用标准USB-Bjack连接线连接KH78001负载单元中应变式压力传感器输出接口与KH73001对应传感器接口。3使用KH71003中工控表1连接模组输出（工控表1中COM-接模组输出GND；V/A+接入被测信号），测量J1测试点（零点补偿电压）并并调整VR1，使传感器输出在无负重下，Vout的电压为0.24V（补偿托盘自重导致的测量数值偏移）4.测量Vout的输出电压，并调整VR2，使传感器输出在无负重下，Vout的电压为0V

5、。5.以100g的砝码放在盛物盘上，并调整VR1使Vout的电压为1V，此时，转换电路的输出转换率为1V/100g。6.依照表1-2所列的重量，将砝码组合后，放在LoadCell上，利用工控表测量Vout的电压,并记录到表中。砝码重（g）1020304050100150200Vout电压（V）0.290.340.390.440.490.740.991.24第二章气压传感器实验第一节实验目的本实验在于了解气体传感器的特性及利用气体传感器来检知出所要测气压的压力，且与设定值比较来控制警报器的动作。第二节实验电路原理说

6、明压电电阻效应压力感测能提供一个随着外在压力的大小产生电压的输出。此装置乃是利用离子，注入电阻方式到积体的硅振动板上，把压力转成电压的输出。图2-15为本实验所用感测等效电路及外观。图2-15等效电路及外观为了更进一步的了解压力传感器，我们有必要详细的解释一些专用名词：绝对压力(absolutepressure)：在真空中所量测的压力(磅／每平方英吋绝(psia)通常我们所看到的气压计就是)。差压(Differentialpressure)：两个压力源所量得的差值称为差压。磅／每平方英吋差(psid)。当压力源是

7、完全真空，差压称之为绝对压力。Kpa：1.0Kpa(Kilopascal)等于0.145psi(poundpersquareinch)。真空(Vacuum)：完全真空是气态的气体。3.1SPX电气特性及装置考虑传感器组件(SPX50D)设计成容易固定在底壳及房子上，也可焊在O-环(O-Ring)衬垫，或RTV。在绝对压力和计量压力的应用上,压力源需加在本装置的上端。图2-16(b)在差压应用传感器P1端常加高压端口(highpressureport)，P2端接低压端口(lowpressureport)。在很多的应

8、用中，这颗SPX组件有很快的反应速度，典型的P1值为0.06cm3，P2值为0.001cm3。图2-16SPX切面(a)及结构（b）本包装方式有两个可用的压力连接管。绝对压力的装置P1端口动作，应用压力经由另一端口，将导致压力死端(dead-ending)进入硅传感器后端，如果发生此情形，本装置将没有输出信号。在量计压力设置，压力通常加入P1端口。差压的应用P1端口(P1