當(dāng)人體內(nèi)胰島素分泌不足或胰島素作用缺失時會導(dǎo)致血糖濃度偏離正常水平從而引發(fā)糖尿病及其并發(fā)癥。血糖濃度的檢測是糖尿病科學(xué)診斷的前提。本文針對課題組研制的MEMS血糖傳感器用于組織液超濾提取檢測的功能需求，研究了三電極MEMS血糖檢測傳感器微電流檢測技術(shù)并研制了傳感器檢測與控制電路。本文主要對檢測原理、電路設(shè)計與分析、電路測試以及檢控系統(tǒng)葡萄糖濃度測試等部分進行了詳細研究。首先對MEMS血糖傳感器的檢測原理進行分析，對輔助傳感器產(chǎn)生電流的電路（恒電位電路和信號發(fā)生電路）原理圖進行設(shè)計，對傳感器產(chǎn)生的微電流范圍進行實驗分析。對傳感器工作過程中產(chǎn)生的電化學(xué)噪聲進行研究，提出噪聲消減方法，為后續(xù)微電流檢測電路的設(shè)計奠定基礎(chǔ)。然后結(jié)合檢測微電流輸出特點及血糖傳感器超濾提取動作控制需求，設(shè)計了檢控系統(tǒng)，由微電流檢測系統(tǒng)、人機交互及無線通信、電源系統(tǒng)三大部分組成。為驗證微電流檢測系統(tǒng)電路設(shè)計的正確性，本文借助Multisim仿真軟件重點對電路中的恒電位及1/V轉(zhuǎn)換的性能進行分析。此外對電路中的噪聲來源進行分析，計算相關(guān)噪聲并分析對電流檢測的影響。對元件布置與布線、接地、電路板漏電防護等方面進行了研究，從而提高電路的抗干擾能力在檢控電路研制基礎(chǔ)上，本文搭建測試系統(tǒng)，測試電路的靜態(tài)和動態(tài)特性.靜態(tài)特性準(zhǔn)確度、重復(fù)性、靈敏度、分辨力、穩(wěn)定性、零漂等：動態(tài)特性包括恒電位電路的電壓跟隨特性以及檢測電路的階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)特性。測試結(jié)果表明，該檢測系統(tǒng)滿足設(shè)計指標(biāo)。最后，為測試葡萄糖濃度，將微電流檢控電路與MEMS血糖傳感器集成，做葡萄糖濃度的響應(yīng)實驗和重復(fù)性實驗。在測試結(jié)果數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)上，建立了葡萄糖濃度預(yù)測模型。測試結(jié)果表明，通過預(yù)測模型得到的檢測結(jié)果符合臨床檢測精度要求。
標(biāo)簽：
mems血糖傳感器
微弱信號檢測
上傳時間：
2022-06-18
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