本研究基于光纖傳感技術(shù)和氣體光譜吸收檢測技術(shù)，初步研究設(shè)計(jì)了氣態(tài)烴光纖傳感器，提出了裝置設(shè)計(jì)的總思路，建立了相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)模塊。海洋化探烴類檢測的野外工作需要有相應(yīng)的航次配合，重復(fù)采集樣品幾率很小，對現(xiàn)場技術(shù)也就提出了更高要求…。

1基于光纖傳感技術(shù)的氣體吸收檢測技術(shù)

光纖傳感器是一種把被測量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y的光信號(hào)的裝置。其原理為：由光發(fā)送器發(fā)出的光經(jīng)源光纖引導(dǎo)至敏感元件。光的某一性質(zhì)受到被測量的調(diào)制，已調(diào)光經(jīng)接收光纖耦合到光接收器，使光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，最后經(jīng)信號(hào)處理得到所期待的被測量。本文中使用的為傳光型光纖傳感器1。非對稱雙原子和多原子分子氣體(如CH4、H20、C2H，、NOz等)在紅外波段均有特征吸收峰，當(dāng)激發(fā)光源覆蓋一個(gè)或多個(gè)氣體吸收線，光通過氣體時(shí)將發(fā)生衰減：部分光被氣體吸收，一部分光被氣體散射，其衰減符合比爾一朗伯定律¨】：c=爿其中三為傳感長度；a為摩爾吸收系數(shù)(與溶液濃度無關(guān)的一個(gè)常數(shù))；Io、I為入射光強(qiáng)和出射光強(qiáng)。此時(shí)如果和己知，那么通過檢測J『和厶就可以測得氣體的濃度[～?；谝陨侠碚?，本研究對氣態(tài)烴光纖傳感器進(jìn)行了技術(shù)路線的選擇和初步設(shè)計(jì)。

2氣態(tài)烴光纖傳感器的初步設(shè)計(jì)

本研究設(shè)計(jì)的氣態(tài)烴光纖傳感器與其配套裝置，可實(shí)現(xiàn)海洋烴類快速探測與現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理一體化，可實(shí)現(xiàn)對不同尺度、不同精度數(shù)據(jù)的綜合解釋和烴類異常的現(xiàn)場圈定。

2．1技術(shù)的總體思路

摘要：簡述了生物傳感器尤其是微生物傳感器近年來在發(fā)酵工業(yè)及環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中的研究與應(yīng)用，對其發(fā)展前景及市場化作了預(yù)測及展望。生物電極是以固定化生物體組成作為分子識(shí)別元件的敏感材料，與氧電極、膜電極和燃料電極等構(gòu)成生物傳感器，在發(fā)酵工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、食品監(jiān)測、臨床醫(yī)學(xué)等方面得到廣泛的應(yīng)用。生物傳感器專一性好、易操作、設(shè)備簡單、測量快速準(zhǔn)確、適用范圍廣。隨著固定化技術(shù)的發(fā)展，生物傳感器在市場上具有極強(qiáng)的競爭力。

關(guān)鍵詞：生物傳感器；發(fā)酵工業(yè)；環(huán)境監(jiān)測。

中圖分類號(hào)：TP212.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-883X(2002)10-0001-06

一、引言

從1962年，Clark和Lyons最先提出生物傳感器的設(shè)想距今已有40年。生物傳感器在發(fā)酵工藝、環(huán)境監(jiān)測、食品工程、臨床醫(yī)學(xué)、軍事及軍事醫(yī)學(xué)等方面得到了深度重視和廣泛應(yīng)用。在最初15年里，生物傳感器主要是以研制酶電極制作的生物傳感器為主，但是由于酶的價(jià)格昂貴并不夠穩(wěn)定，因此以酶作為敏感材料的傳感器，其應(yīng)用受到一定的限制。

近些年來，微生物固定化技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了微生物電極。微生物電極以微生物活體作為分子識(shí)別元件，與酶電極相比有其獨(dú)到之處。它可以克服價(jià)格昂貴、提取困難及不穩(wěn)定等弱點(diǎn)。此外，還可以同時(shí)利用微生物體內(nèi)的輔酶處理復(fù)雜反應(yīng)。而目前，光纖生物傳感器的應(yīng)用也越來越廣泛。而且隨著聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)（PCR）的發(fā)展，應(yīng)

作用：對傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、消除干擾，為后續(xù)的a/d轉(zhuǎn)換提供具有足夠能量的所需信號(hào)。

一、設(shè)計(jì)任務(wù)

橋式放大電路、低通濾波器和恒流電源設(shè)計(jì)等，其輸出應(yīng)滿足a/d卡要求。畫出原理圖及pcb圖。

技術(shù)要求：（1）為a/d轉(zhuǎn)換電路提供、兩種信號(hào)電壓。

（2）電橋具有調(diào)零和標(biāo)定功能。原創(chuàng)：（3）電路具有抗混淆低通濾波功能，以滿足抽樣定理。

二、電橋放大器設(shè)計(jì)（電橋放大器）

一、生物傳感器的原理

待測物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入生物活性材料，經(jīng)分子識(shí)別，發(fā)生生物學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的信息繼而被相應(yīng)的物理或化學(xué)換能器轉(zhuǎn)變成可定量和可處理的電信號(hào)，再經(jīng)二次儀表放大并輸出，便可知道待測物濃度。

二、生物傳感器的種類

（1）按照其感受器中所采用的生命物質(zhì)分類，可分為：微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、細(xì)胞傳感器、酶傳感器、DNA傳感器等。

（2）按照傳感器器件檢測的原理分類，可分為：熱敏生物傳感器、場效應(yīng)管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學(xué)生物傳感器、聲波道生物傳感器、酶電極生物傳感器、介體生物傳感器等。

（3）按照生物敏感物質(zhì)相互作用的類型分類，可分為親和型和代謝型兩種。

1.光纖傳感器的基本構(gòu)成和組成原理

光纖傳感器主要由光源、光纖與探測器3部分組成，光源發(fā)出的光耦合進(jìn)光纖，經(jīng)光纖進(jìn)入調(diào)制區(qū)，在調(diào)治區(qū)內(nèi)，外界被測參數(shù)作用于進(jìn)入調(diào)區(qū)內(nèi)的光信號(hào)，是其光學(xué)性質(zhì)如光的強(qiáng)度、相位、偏振態(tài)、波長等發(fā)生變化成為被調(diào)制的信號(hào)光，再經(jīng)過光纖送入光探測器而獲得被測參數(shù)，光纖傳感器中的光纖通常由纖芯、包層、樹脂涂層和塑料護(hù)套組成，纖芯和包層具有不同的折射率，樹脂涂層對光纖起保護(hù)作用，光纖按材料組成分為玻璃光纖和塑料光纖；按光纖纖芯和包層折射率的分布可分為階躍折射率型光纖和梯度折射率光纖兩種。光纖能夠約束引導(dǎo)光波在其內(nèi)部或表面附近沿軸線方向向前傳播，具有感測和傳輸?shù)碾p重功能，是一種非常重要的智能材料。

2.光纖傳感器的類型及特點(diǎn)

光纖傳感器的類型很多，按光纖傳感器中光纖的作用可分為傳感型和傳光型兩種類型。

傳感型光纖傳感器又稱為功能型光纖傳感器，主要使用單模光纖，光纖不僅起傳光作用，同時(shí)又是敏感元件，它利用光纖本身的傳輸特性經(jīng)被測物理量作用而發(fā)生變化的特點(diǎn)，使光波傳導(dǎo)的屬性(振幅、相位、頻率、偏振)被調(diào)制。因此，這一類光纖傳感器又分為光強(qiáng)調(diào)制型，偏振態(tài)調(diào)制型和波長調(diào)制型等幾種。對于傳感型光纖傳感器，由于光纖本身是敏感元件，因此加長光纖的長度可以得到很高的靈敏度。

傳光型光纖傳感器又稱非功能型光纖傳感器，它是將經(jīng)過被測對象所調(diào)制的光信號(hào)輸入光纖后，通過在輸出段進(jìn)行光信號(hào)處理而進(jìn)行測量的。在這類傳感器中，光纖僅作為傳光元件，必須附加能夠?qū)饫w所傳遞的光進(jìn)行調(diào)治的敏感元件才能組成傳感元件。

【摘要】研究影響壓力傳感器（以下簡稱傳感器）電磁敏感性的主要因素，并提出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確保提高傳感器的電磁敏感性。論文中運(yùn)用模擬退火算法和仿真軟件分析方法來預(yù)測傳感器內(nèi)射頻能量分布的聚集點(diǎn)與畸變點(diǎn)，對傳感器的電磁敏感性薄弱環(huán)節(jié)，有針對性地進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化，并且采用一些其它必要的優(yōu)化方法來進(jìn)行優(yōu)化，對比優(yōu)化前后的傳感器電磁敏感性數(shù)據(jù)，結(jié)論證實(shí)，傳感器的電磁敏感性得到提高，傳感器符合電磁兼容要求，可以將該優(yōu)化設(shè)計(jì)在實(shí)踐應(yīng)用中推廣。

【關(guān)鍵詞】壓力傳感器；電磁敏感性；電磁兼容；模擬退火算法；仿真軟件分析

電磁兼容是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力[1-2]。電磁敏感性是指存在電磁騷擾的情況下，裝置、設(shè)備或系統(tǒng)能夠避免性能降低的能力。在具體論文研究中，將針對傳感器的電磁兼容問題，提出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確保提升傳感器的電磁敏感性。

1.提高傳感器電磁敏感性原因

傳感器在運(yùn)行過程中需具有有一定的抗電磁干擾性[3]，電磁干擾除影響傳感器的正常工作外，對人體健康也會(huì)造成有害的影響，這樣的傳感器在實(shí)際使用中是不安全的[4-5]，所以需要提高傳感器的電磁敏感性，使傳感器符合電磁兼容要求。文中所指的傳感器，對外界的電磁影響可以忽略不計(jì)，故只需要研究傳感器的抗電磁干擾性，并提高傳感器的電磁敏感性。

2.影響傳感器電磁敏感性主要因素

基于傳感技術(shù)的探究實(shí)驗(yàn)儀器包括數(shù)據(jù)采集器、各種傳感器和計(jì)算機(jī)等。學(xué)生借助數(shù)字化傳感器對周圍的事物進(jìn)行探究，能獲得豐富的信息，更準(zhǔn)確地感知科學(xué)世界。針對前面的實(shí)驗(yàn)，用光學(xué)傳感器可以降低實(shí)驗(yàn)的操作難度，并得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，從而減少了不必要的操作時(shí)間，讓孩子有充分交流與分析論證機(jī)會(huì)。利用聲音傳感器采集不同聲音，借助數(shù)字化探究系統(tǒng)即可得到對應(yīng)的聲音波形圖像。孩子們能清楚地“看見”每個(gè)聲音，幫助孩子對聲音的認(rèn)識(shí)從感性層面上升到理性層面。

一、基于傳感技術(shù)探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在教學(xué)實(shí)踐中我利用傳感技術(shù)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虻玫胶芎玫膶?shí)驗(yàn)效果。分析教材、根據(jù)教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生的年齡特點(diǎn)合理選擇利用數(shù)字化傳感器材能夠有效提高課堂實(shí)驗(yàn)效果。課堂實(shí)驗(yàn)探究的高效，傳感技術(shù)儀器的有效使用，不僅需要分析教材，合理選材，還需要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。只有通過有效的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，以學(xué)生為主體性，讓學(xué)生配合教師來完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生便于理解，又可增加學(xué)習(xí)興趣，才能使實(shí)驗(yàn)變得簡單易行，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。以下是四上年級(jí)《運(yùn)動(dòng)起來會(huì)怎樣》一個(gè)有關(guān)于心率傳感器的實(shí)驗(yàn)。首先，連接手握心率傳感器、界面和計(jì)算機(jī)。其次，啟動(dòng)LoggerPro或LoggerLite軟件，最后，程序?qū)⒆詣?dòng)識(shí)別手握心率傳感器，這樣就可以準(zhǔn)備采集數(shù)據(jù)了。測量一個(gè)人在激烈活動(dòng)，例如做跳躍運(yùn)動(dòng)前、之間和之后的心率；測量一個(gè)人在運(yùn)動(dòng)后的心率返回平常心率要多久。讓學(xué)生在探究實(shí)踐的過程中，注重體驗(yàn)和感悟，又便于學(xué)生對知識(shí)的接受和理解，從而也激發(fā)學(xué)生的興趣。

二、傳感技術(shù)探究實(shí)驗(yàn)室的組建

為了提高實(shí)驗(yàn)探究效率，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開展，創(chuàng)建探究實(shí)驗(yàn)室，合理利用“數(shù)字化”儀器設(shè)備是非常重要的。數(shù)據(jù)采集器和傳感器的配備，主要用于采集并儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并根據(jù)探究需測定的參數(shù)。通過政府采購，我們采購到探究實(shí)驗(yàn)室套材，主要有濕度、音高、音量、光強(qiáng)、pH值、溶解氧濃度、電流、電壓、氧氣含量、二氧化碳含量等傳感器，還可以根據(jù)需求來自行選擇；同時(shí)，這些儀器的輕巧與便攜還為學(xué)生進(jìn)行戶外探究提供了可能。計(jì)算機(jī)軟件的安裝將傳感器插入計(jì)算機(jī)時(shí)，傳感器可以精確地測量實(shí)驗(yàn)中獲取的各種數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)采集器傳到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)經(jīng)由配套軟件將數(shù)據(jù)以表格和圖像的形式呈現(xiàn)，并進(jìn)行分析處理。

三、傳感技術(shù)實(shí)驗(yàn)器材在拓展課程中的應(yīng)用

摘要：簡述了生物傳感器尤其是微生物傳感器近年來在發(fā)酵工業(yè)及環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中的研究與應(yīng)用，對其發(fā)展前景及市場化作了預(yù)測及展望。生物電極是以固定化生物體組成作為分子識(shí)別元件的敏感材料，與氧電極、膜電極和燃料電極等構(gòu)成生物傳感器，在發(fā)酵工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、食品監(jiān)測、臨床醫(yī)學(xué)等方面得到廣泛的應(yīng)用。生物傳感器專一性好、易操作、設(shè)備簡單、測量快速準(zhǔn)確、適用范圍廣。隨著固定化技術(shù)的發(fā)展，生物傳感器在市場上具有極強(qiáng)的競爭力。

關(guān)鍵詞：生物傳感器；發(fā)酵工業(yè)；環(huán)境監(jiān)測。

中圖分類號(hào)：TP212.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-883X(2002)10-0001-06

一、引言

從1962年，Clark和Lyons最先提出生物傳感器的設(shè)想距今已有40年。生物傳感器在發(fā)酵工藝、環(huán)境監(jiān)測、食品工程、臨床醫(yī)學(xué)、軍事及軍事醫(yī)學(xué)等方面得到了深度重視和廣泛應(yīng)用。在最初15年里，生物傳感器主要是以研制酶電極制作的生物傳感器為主，但是由于酶的價(jià)格昂貴并不夠穩(wěn)定，因此以酶作為敏感材料的傳感器，其應(yīng)用受到一定的限制。

近些年來，微生物固定化技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了微生物電極。微生物電極以微生物活體作為分子識(shí)別元件，與酶電極相比有其獨(dú)到之處。它可以克服價(jià)格昂貴、提取困難及不穩(wěn)定等弱點(diǎn)。此外，還可以同時(shí)利用微生物體內(nèi)的輔酶處理復(fù)雜反應(yīng)。而目前，光纖生物傳感器的應(yīng)用也越來越廣泛。而且隨著聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)（PCR）的發(fā)展，應(yīng)

一、概述

對于電阻應(yīng)變片式測力傳感器（以下簡稱“測力傳感器”）來說，彈性體的結(jié)構(gòu)形狀與相關(guān)尺寸對測力傳感器性能的影響極大?？梢哉f，測力傳感器的性能主要取決于其彈性體的形狀及相關(guān)尺寸。如果測力傳感器的彈性體設(shè)計(jì)不合理，無論彈性體的加工精度多高、粘貼的電阻應(yīng)變片的品質(zhì)多好，測力傳感器都難以達(dá)到較高的測力性能。因此，在測力傳感器的設(shè)計(jì)過程中，對彈性體進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

彈性體的設(shè)計(jì)基本屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的范圍，但因測力性能的需要，其結(jié)構(gòu)上與普通的機(jī)械零件和構(gòu)件有所不同。一般說來，普通的機(jī)械零件和構(gòu)件只須滿足在足夠大的安全系數(shù)下的強(qiáng)度和剛度即可，對在受力條件下零件或構(gòu)件上的應(yīng)力分布情況不必嚴(yán)格要求。然而，對于彈性體來說，除了需要滿足機(jī)械強(qiáng)度和剛度要求以外，必須保證彈性體上粘貼電阻應(yīng)變片部位（以下簡稱“貼片部位”）的應(yīng)力（應(yīng)變）與彈性體承受的載荷（被測力）保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系；同時(shí)，為了提高測力傳感器測力的靈敏度，還應(yīng)使貼片部位達(dá)到較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。

由此可見，在彈性體的設(shè)計(jì)過程中必須滿足以下兩項(xiàng)要求：

（1）貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）應(yīng)與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系；

（2）貼片部位應(yīng)具有較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。

摘要：簡述了生物傳感器尤其是微生物傳感器近年來在發(fā)酵工業(yè)及環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中的研究與應(yīng)用，對其發(fā)展前景及市場化作了預(yù)測及展望。生物電極是以固定化生物體組成作為分子識(shí)別元件的敏感材料，與氧電極、膜電極和燃料電極等構(gòu)成生物傳感器，在發(fā)酵工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、食品監(jiān)測、臨床醫(yī)學(xué)等方面得到廣泛的應(yīng)用。生物傳感器專一性好、易操作、設(shè)備簡單、測量快速準(zhǔn)確、適用范圍廣。隨著固定化技術(shù)的發(fā)展，生物傳感器在市場上具有極強(qiáng)的競爭力。

關(guān)鍵詞：生物傳感器；發(fā)酵工業(yè)；環(huán)境監(jiān)測。

中圖分類號(hào)：TP212.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-883X(2002)10-0001-06

一、引言

從1962年，Clark和Lyons最先提出生物傳感器的設(shè)想距今已有40年。生物傳感器在發(fā)酵工藝、環(huán)境監(jiān)測、食品工程、臨床醫(yī)學(xué)、軍事及軍事醫(yī)學(xué)等方面得到了深度重視和廣泛應(yīng)用。在最初15年里，生物傳感器主要是以研制酶電極制作的生物傳感器為主，但是由于酶的價(jià)格昂貴并不夠穩(wěn)定，因此以酶作為敏感材料的傳感器，其應(yīng)用受到一定的限制。

近些年來，微生物固定化技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了微生物電極。微生物電極以微生物活體作為分子識(shí)別元件，與酶電極相比有其獨(dú)到之處。它可以克服價(jià)格昂貴、提取困難及不穩(wěn)定等弱點(diǎn)。此外，還可以同時(shí)利用微生物體內(nèi)的輔酶處理復(fù)雜反應(yīng)。而目前，光纖生物傳感器的應(yīng)用也越來越廣泛。而且隨著聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)（PCR）的發(fā)展，應(yīng)