本文關(guān)鍵詞：壓電晶體微天平驅(qū)動(dòng)電路的研究

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【摘要】：基于質(zhì)量吸附效應(yīng)的壓電諧振傳感式生物傳感器是集電子、機(jī)械、計(jì)算機(jī)及分子生物學(xué)等多學(xué)科發(fā)展成果于一體的新型傳感器技術(shù),由于石英晶體諧振器理論和加工工藝成熟、諧振頻率和化學(xué)性能穩(wěn)定性好、來(lái)源廣泛價(jià)格低廉,自從1959年Sauerbrey提出石英晶體微天平(Quartz Crystal Microbalance,QCM)至今,壓電諧振傳感器一直以石英晶體為壓電材料。QCM具有原理簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、靈敏度高、測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)單、操作方便、成本低、可實(shí)時(shí)在線檢測(cè)、數(shù)字化輸出等特點(diǎn),現(xiàn)已廣泛研究用于危險(xiǎn)品有機(jī)化合物檢測(cè)、DNA檢測(cè)、血液成分檢測(cè)、毒素檢測(cè)等領(lǐng)域。在實(shí)檢測(cè)中,生物傳感器往往需要在液相環(huán)境下工作。由于液體的粘彈性性質(zhì),當(dāng)壓電諧振器的電極與被測(cè)液體接觸時(shí),會(huì)導(dǎo)致諧振器的機(jī)械品質(zhì)因素顯著降低,如何維持傳感器諧振系統(tǒng)的穩(wěn)定震蕩,以獲得足夠的信噪比實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量,是壓電諧振式生物傳感器研究的重要課題。近年來(lái),新型壓電材料的發(fā)展迅速,這其中硅酸鎵鑭(langasite)因?yàn)閾碛斜姸鄡?yōu)于石英晶體的性能而受到大家關(guān)注,而且有研究表明在液相環(huán)境下,硅酸鎵鑭晶體的Q值是石英晶體近兩倍,顯然硅酸鎵鑭晶體微天平(Langasite Crystal Microbalance,LCM)將有更好的液相工作穩(wěn)定性。這啟發(fā)我們研發(fā)一種基于新型壓電晶體材料的單片陣列式壓電諧振式生物傳感器,從而實(shí)現(xiàn)本文通過(guò)對(duì)經(jīng)典QCM平臺(tái)的研究,類(lèi)比QCM的驅(qū)動(dòng)電路,研制一套可以供石英和硅酸鎵鑭晶體諧振器件使用的諧振傳感器,本設(shè)計(jì)的電路基于模擬鎖相環(huán)的工作原理,能有效地補(bǔ)償晶體的靜態(tài)電容,消除相位誤差,晶體可以鎖定在串聯(lián)諧振狀態(tài)下,通過(guò)外接設(shè)備可以測(cè)得精確度較高的晶體諧振頻率和動(dòng)態(tài)電阻.內(nèi)部振蕩電路由芯片MC12148外接變?nèi)荻䴓O管實(shí)現(xiàn),可接入很寬的頻率范圍內(nèi)的晶體進(jìn)行使用。最后文章對(duì)LCM在液相中的使用情況做了一些探究,認(rèn)為將該材料用于壓電晶體微天平制備具有很好應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：壓電晶體傳感器 QCM 模擬鎖相 驅(qū)動(dòng)電路
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP212
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 壓電晶體微天平的概述9-10
• 1.2 QCM的基本理論10-12
• 1.3 QCM的基本組成12-14
• 1.4 國(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀14-16
• 1.5 選題目的與課題組研究基礎(chǔ)16-18
• 第二章 壓電晶體諧振器的模型與總體方案選擇18-23
• 2.1 石英晶體的Butterworth-van Dyke等效電路模型18-20
• 2.2 QCM驅(qū)動(dòng)電路的介紹20-23
• 第三章 壓電晶體傳感器的研制23-37
• 3.1 壓電晶體諧振器制備23-25
• 3.2 驅(qū)動(dòng)電路的基本原理25-28
• 3.3 電路搭建28-34
• 3.3.1 靜態(tài)電容的補(bǔ)償28-29
• 3.3.2 整流鑒相29-30
• 3.3.3 掃描電壓發(fā)生器30
• 3.3.4 壓控振蕩模塊30-32
• 3.3.5 鎖定檢測(cè)模塊32-33
• 3.3.6 動(dòng)態(tài)電阻R的測(cè)量33
• 3.3.7 電源設(shè)計(jì)33-34
• 3.4 鎖相驅(qū)動(dòng)電路誤差分析34-35
• 3.5 布板中抗干擾措施35-37
• 第四章 系統(tǒng)測(cè)試分析與頻率采集系統(tǒng)的建立37-43
• 4.1 測(cè)試準(zhǔn)備37
• 4.2 晶體串聯(lián)諧振頻率與動(dòng)態(tài)電阻的測(cè)量37-38
• 4.3 液相檢測(cè)38-41
• 4.4 基于ARM的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)41-43
• 第五章 總結(jié)與展望43-45
• 5.1 總結(jié)43
• 5.2 展望43-45
• 參考文獻(xiàn)45-50
• 發(fā)表論文和科研情況說(shuō)明50-51
• 致謝51-52

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1 呂志清,白蔭瑞,周遠(yuǎn)興,譚煊初,徐保華,杜汝林;壓電晶體增穩(wěn)器[J];壓電與聲光;1986年05期

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3 王詢;壓電晶體的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)[J];壓電與聲光;2001年01期

4 ;壓電晶體國(guó)外概況[J];壓電與聲光;1972年01期

5 ;壓電晶體陀螺(第五部分) 第九章 壓電晶體陀螺的一般性能試驗(yàn)[J];壓電與聲光;1978年01期

6 錢(qián)勝國(guó),熊長(zhǎng)漢,徐光耀;水中爆炸沖擊波壓電晶體測(cè)壓技術(shù)[J];力學(xué)與實(shí)踐;1980年03期

7 錢(qián)君賢,韓士良,陳國(guó)亮,朱萬(wàn)森;用壓電晶體測(cè)定痕量的二氧化硫[J];化學(xué)世界;1981年01期

8 胡坤堂;;壓電晶體在緯停傳感器研制中的應(yīng)用[J];浙江絲綢工學(xué)院學(xué)報(bào);1985年02期

9 Igor Yu.Solodov,黃顯淑;壓電晶體表面的聲非線性[J];壓電與聲光;1989年05期

10 賀江濤;壓電晶體及其應(yīng)用[J];壓電與聲光;1991年01期

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1 劉穎;張新春;;各向異性壓電晶體中能量傳播的奇異性[A];北京力學(xué)學(xué)會(huì)第12屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2006年

2 孫尚文;劉彩霞;李建立;;壓電晶體Li_2B_4O_7的制備和物理性能的研究[A];第二屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1995年

3 鄭燕青;孔海寬;陳建軍;忻雋;陳輝;施爾畏;;A_3BC_3D_2O_(14)結(jié)構(gòu)類(lèi)壓電晶體的理論與實(shí)驗(yàn)研究[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

4 孔海寬;陳建軍;鄭燕青;忻雋;陳輝;;Sr_3NbGa_3Si_2O_(14)壓電晶體的生長(zhǎng)與電彈常數(shù)表征[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

5 汪承灝;;壓電晶體表面高速聲學(xué)模式[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)2002年全國(guó)聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

6 黃歆;汪承灝;應(yīng)崇福;;壓電晶體高速頭波的Green函數(shù)[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)2001年青年學(xué)術(shù)會(huì)議[CYCA'01]論文集[C];2001年

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2 高育紅;環(huán)保發(fā)電新方法：震動(dòng)發(fā)電[N];中國(guó)環(huán)境報(bào);2009年

3 本報(bào)記者 諸玲珍;適度關(guān)注SMD石英晶體元器件[N];中國(guó)電子報(bào);2003年

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2 盛p，

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