基于L298N生物传感器温控系统的设计

论文摘要

生物传感器是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。是由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)与适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等)及信号放大装置构成的分析工具或系统。生物传感器具有接受器与转换器的功能。这种方法可以用于液体折射率的测量。折射率测量广泛运用于环境探测以及生物制药中,快速以及微小容量测量成为测量折射率待解决的问题。以此衍生的方法主要包括干涉法,波导法以及散射法。这些方法可以实现微量溶液探测并且具有较高的探测极限,但是他们各自存在缺点。无论使用哪种方法,稳定的温控系统是测量中所必须的。本文在后向散射的基础上,提出了后向散射干涉法(MIBD)测量液体折射率,主要对MIBD中使用的温控系统做详细的阐述。在MIBD系统中使用的温控系统主要包括：温度传感器及获取温度差信号电路,TEC(半导体制冷器)及其驱动电路,单片机控制电路,实时软件测量以及机械结构设计。本文从半导体材料以及光学测量基础上,解释了TEC制冷原理,详细阐述了温控电路并介绍了MIBD系统测量原理,本系统以铂电阻Pt100作为温度传感器,用运算放大器、A/D转换器进行温度信号的采集。在20℃到40℃之间将温度精度控制在±0.1℃,并完成了在该理论基础上搭建起来的MIBD系统,用以测量液体折射率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 折射率测量以及温控技术发展概况
• 1.2.1 常规折射率测量方法
• 1.2.2 后向散射干涉法测量折射率
• 1.2.3 温控技术发展
• 1.3 课题的背景
• 1.4 课题的意义
• 1.4.1 国外温控以及折射率测量研究现状
• 1.4.2 国内温控以及折射率测量研究现状
• 第二章 MIBD系统
• 第三章 温控系统与温控电路
• 3.1 系统工作原理以及框架
• 3.2 温度差信号的获取
• 3.2.1 传感器的分类以及各自特点
• 3.2.2 Pt100及其测量方法
• 3.2.3 测量温度差信号电路
• 3.3 电源电路
• 3.3.1 7805电源芯片
• 3.3.2 MC34063DC/DC转换芯片
• 3.3.3 LT1009输入参考电压REF
• 3.3.4 小功率极性反转电源转换器ICL7660
• 3.3.5 LM334三端可调恒流源
• 3.4 半导体制冷制热系统TEC
• 3.4.1 TEC及其工作原理
• 3.4.2 TEC驱动芯片L298N工作原理
• 3.5 信号调理电路及运算放大器
• 3.6 A/D转换器的选择与设计电路
• 3.7 单片机
• 3.8 干扰抑制措施
• 3.9 按键与显示电路
• 第四章 温控底座的设计
• 第五章 数据采集
• 第六章 采集结果分析
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者简介
• 导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书