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生物传感器的原理是什么,生物传感器的如何工作?

发表时间:2022-03-09 18:20【 阅读量:-查看手机网址
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    此处给出了生物传感器的最简单定义:生物传感器是一种分析设备,可检测生物过程的变化并将其转换为电信号。术语生物过程可以是任何生物元素或材料,如酶、组织、微生物、细胞、酸等。

    因此,生物传感器是生物传感元件和传感器的组合,可将数据转换为电信号。此外,还将有一个由信号调节单元、处理器或微控制器和显示单元组成的电子电路。

    一、生物传感器的原理:

    所需的生物材料通常是酶的形式。通过称为电酶法的过程,这是在传感器的帮助下将酶转化为相应的电信号(通常是电流)的化学过程。

    常用的生物反应之一是酶的氧化。氧化充当催化剂并改变生物材料的pH值。pH值的变化将直接影响酶的载流能力,这再次与被测量的酶直接相关。

    换能器的输出,即电流,是被测酶的直接表现。电流通常被转换为电压,以便对其进行适当的分析和表示。

    二、生物传感器的工作:

    生物敏感元件和换能器的结合将生物材料转换成相应的电信号。根据酶的类型,传感器的输出将是电流或电压。

    如果输出是电压,那么很好。但是,如果输出是电流,则在继续操作之前,应将该电流转换为等效电压(使用基于运算放大器的电流电压转换器)。

    输出电压信号的幅度通常非常低,并叠加在高频噪声信号上。因此,信号被放大(使用基于运算放大器的放大器),然后通过低通RC滤波器。

    这个放大和过滤信号的过程是信号处理单元或信号调理单元的工作。信号处理单元的输出是相当于被测生物量的模拟信号。

    模拟信号可以直接显示在LCD显示器上,但通常,该模拟信号被传递到微控制器,在微控制器中将模拟信号转换为数字信号,因为它易于分析、处理或存储数字信号。

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