国家大学生创新项目BOD结题答辩-电路组x.ppt
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1、教育部国家大学生创新性实验计划项目 生物传感器法生物传感器法BODBOD快速测定仪快速测定仪目录目录项目基本目标项目基本目标1项目技术方案项目技术方案2项目方案测试项目方案测试3教育部国家大学生创新性实验计划项目 生物传感器法生物传感器法BODBOD快速测定仪快速测定仪一、项目一、项目基本目标基本目标2基本要求:基本要求:1.基本功能驱动电路2.信号采集电路2.电源模块功能拓展:功能拓展:1.优化电路设计2.提高电路可维护性教育部国家大学生创新性实验计划项目 生物传感器法生物传感器法BODBOD快速测定仪快速测定仪目录目录项目基本目标项目基本目标1项目技术方案项目技术方案2项目方案测试项目方案
2、测试3电子科技大学空天科学技术学院电子科技大学空天科学技术学院BOD电控系统硬件设计电控系统硬件设计电路技术方案方案4氧电极传感器氧电极传感器温度传感器 信号采集放大STM32控制板控制板A/D转换转换恒恒温温加热垫加热垫升降机升降机蠕动泵蠕动泵曝气泵曝气泵恒温恒温搅拌搅拌泵水泵水曝气曝气教育部国家大学生创新性实验计划项目 生物传感器法生物传感器法BODBOD快速测定仪快速测定仪5BODBOD硬件硬件部分部分信号采集信号采集及放大及放大电机自动电机自动控制控制曝气泵曝气泵加热垫加热垫升降机升降机蠕动泵蠕动泵信号放大信号放大及及A/DA/D温度传感温度传感器器氧电极传氧电极传感感信号采集原信号采
3、集原理图设计理图设计电机原理图电机原理图设计设计STM32主控板主控板电子科技大学空天科学技术学院电子科技大学空天科学技术学院BOD电控系统硬件设计电控系统硬件设计传感器6传感器:传感器:溶氧电极溶氧电极德国德国WTW公司公司CellOx 325功能:测量溶解氧浓度功能:测量溶解氧浓度输出信号输出信号毫伏量级的双端直流电压信号毫伏量级的双端直流电压信号要求:要求:拥有拥有好的好的共模抑制比和低频性能。共模抑制比和低频性能。AD8221差分信号差分信号教育部国家大学生创新性实验计划项目 生物传感器法生物传感器法BODBOD快速测定仪快速测定仪7BODBOD硬件硬件部分部分信号采集信号采集及放大及
4、放大电机自动电机自动控制控制曝气泵曝气泵加热垫加热垫升降机升降机蠕动泵蠕动泵信号放大信号放大及及A/DA/D温度传感温度传感器器氧电极传氧电极传感感信号采集原信号采集原理图设计理图设计电机原理图电机原理图设计设计STM32主控板主控板电子科技大学空天科学技术学院电子科技大学空天科学技术学院BOD电控系统硬件设计电控系统硬件设计传感器8缺点:缺点:反馈控制延迟大反馈控制延迟大电路复杂,增加电路复杂,增加主控压力主控压力使用使用ucosII系统系统跑得很慢跑得很慢功能:由于操作过程需要恒温。采用铂热电功能:由于操作过程需要恒温。采用铂热电阻来检测温度的变化。阻来检测温度的变化。电压值(毫伏级)电压
5、值(毫伏级)输出信号输出信号AD8221方案一:传感器:方案一:传感器:铂热电阻铂热电阻 PT1000电子科技大学空天科学技术学院电子科技大学空天科学技术学院BOD电控系统硬件设计电控系统硬件设计传感器9优点:优点:控制电路简单控制电路简单温度测量方便温度测量方便精确精确数字量,直接连接数字量,直接连接STM32输出信号输出信号方案二:传感器:方案二:传感器:DS18b20传感器+加热垫 教育部国家大学生创新性实验计划项目 生物传感器法生物传感器法BODBOD快速测定仪快速测定仪10BODBOD硬件硬件部分部分信号采集信号采集及放大及放大电机自动电机自动控制控制曝气泵曝气泵加热垫加热垫升降机升
6、降机蠕动泵蠕动泵信号放大信号放大及及A/DA/D温度传感温度传感器器氧电极传氧电极传感感信号采集原信号采集原理图设计理图设计电机原理图电机原理图设计设计STM32主控板主控板电子科技大学空天科学技术学院电子科技大学空天科学技术学院BOD电控系统硬件设计电控系统硬件设计信号放大11放大器:放大器:AD8221输出信号输出信号毫伏量级的双端直流电压信号毫伏量级的双端直流电压信号AD8221差分信号差分信号满足放大器要求:满足放大器要求:(1)足够大的放大倍数和响应速度)足够大的放大倍数和响应速度 (2)高输入阻抗)高输入阻抗 (3)高共模抑制比)高共模抑制比 (4)低温漂,低噪声,低失调电压和电流
7、)低温漂,低噪声,低失调电压和电流电子科技大学空天科学技术学院电子科技大学空天科学技术学院BOD电控系统硬件设计电控系统硬件设计A/D12模数转换:模数转换:AD7710输出信号输出信号经放大后的模拟经放大后的模拟信号信号AD7710 在 23 位动态范围内的误差仅为 0.0015%考虑指标:AD位数,非线性度等指标双通道更适合我们的氧电极输出信号的处理精确性温漂性自校准能基本消除温漂影响,教育部国家大学生创新性实验计划项目 生物传感器法生物传感器法BODBOD快速测定仪快速测定仪13BODBOD硬件硬件部分部分信号采集信号采集及放大及放大电机自动电机自动控制控制曝气泵曝气泵加热垫加热垫升降机
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