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生物傳感器的原理是什么,生物傳感器的如何工作?

發表時間:2022-03-09 18:20【 閱讀量:-查看手機網址
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    此處給出了生物傳感器的最簡單定義:生物傳感器是一種分析設備,可檢測生物過程的變化并將其轉換為電信號。術語生物過程可以是任何生物元素或材料,如酶、組織、微生物、細胞、酸等。

    因此,生物傳感器是生物傳感元件和傳感器的組合,可將數據轉換為電信號。此外,還將有一個由信號調節單元、處理器或微控制器和顯示單元組成的電子電路。

    一、生物傳感器的原理:

    所需的生物材料通常是酶的形式。通過稱為電酶法的過程,這是在傳感器的幫助下將酶轉化為相應的電信號(通常是電流)的化學過程。

    常用的生物反應之一是酶的氧化。氧化充當催化劑并改變生物材料的pH值。pH值的變化將直接影響酶的載流能力,這再次與被測量的酶直接相關。

    換能器的輸出,即電流,是被測酶的直接表現。電流通常被轉換為電壓,以便對其進行適當的分析和表示。

    二、生物傳感器的工作:

    生物敏感元件和換能器的結合將生物材料轉換成相應的電信號。根據酶的類型,傳感器的輸出將是電流或電壓。

    如果輸出是電壓,那么很好。但是,如果輸出是電流,則在繼續操作之前,應將該電流轉換為等效電壓(使用基于運算放大器的電流電壓轉換器)。

    輸出電壓信號的幅度通常非常低,并疊加在高頻噪聲信號上。因此,信號被放大(使用基于運算放大器的放大器),然后通過低通RC濾波器。

    這個放大和過濾信號的過程是信號處理單元或信號調理單元的工作。信號處理單元的輸出是相當于被測生物量的模擬信號。

    模擬信號可以直接顯示在LCD顯示器上,但通常,該模擬信號被傳遞到微控制器,在微控制器中將模擬信號轉換為數字信號,因為它易于分析、處理或存儲數字信號。

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