CN208206857U - 一种生物传感器输出电位的检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于生物传感器检测技术领域，提供一种生物传感器输出电位的检测电路，通过设置可以生成正弦波或方波输出给生物传感器的信号发生器作为激励信号，通过利用处于待测生物溶液中的生物传感器的电性参数发生变化，得以输出表征待测生物溶液浓度的输出电位，再通过设置用于接入输出电位进行信号放大处理后输出的放大器，再通过设置用于接入放大后的输出电位进行数字化处理获得数字化电位，并将数字化电位与预设的溶液浓度样本值进行对比后输出匹配值的单片机，再通过设置获取匹配值进行显示的显示器，从而实现通过检测生物传感器输出电位而最终精准测出待测生物溶液浓度的效果。
Description
技术领域
本实用新型属于生物传感器检测技术领域，尤其涉及一种生物传感器输出电位的检测电路。
背景技术
如何检测生物溶液的浓度以获得精确的溶液浓度值，从而作为工业运用或医学参考的重要指标，一直以来都是重要的研究课题。
现有技术中，通过向传感器施加恒定电压，然后检测反应电流，以最终获取检测生物溶液的浓度值。
然而，由于检测生物溶液中存在其他电活性物质产生的电流，因此，容易对检测结果造成干扰，从而降低检测精度。
综上所述，现有的生物溶液浓度的检测技术存在检测精度差的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提供一种生物传感器输出电位的检测电路，以解决现有的生物溶液浓度的检测技术存在的检测精度差的技术问题。
该生物传感器输出电位的检测电路，包括：
生物传感器，置于待测生物溶液中检测其浓度，以生成表征所述浓度的输出电位输出；
信号发生器，生成正弦波或方波输出给所述生物传感器，以使其生成所述输出电位；
放大器，接入所述输出电位进行信号放大处理后输出；
单片机，接入放大后的所述输出电位进行数字化处理获得数字化电位，并将所述数字化电位与预设的溶液浓度样本值进行对比后输出匹配值；
显示器，获取所述匹配值进行显示。
优选地，所述信号发生器包括：
振荡器，与所述单片机的控制端连接，以接收控制信号振荡生成一交流信号输出；
分频器，接入所述交流信号并对其进行分频处理，以生成一低频交流信号输出；
滤波器，接入所述低频交流信号进行滤波处理，以生成所述正弦波或所述方波输出给所述生物传感器。
优选地，所述滤波器采用低通滤波器；
所述低通滤波器接入所述低频交流信号进行滤波处理，以生成所述正弦波输出给所述生物传感器。
优选地，所述低通滤波器包括：依次串联的第一电阻、第二电阻以及第三电阻；所述第一电阻和第二电阻的共接端、所述第二电阻和第三电阻的共接端以及所述第三电阻的输出端分别通过第一电容、第二电容以及第三电容接地；
所述第一电阻的输入端接入所述低频交流信号，所述第三电阻的输出端输出所述正弦波。
本实用新型的另一目的在于提供一种生物传感器输出电位的检测电路，以解决现有的生物溶液浓度的检测技术存在的检测精度差的技术问题，进一步提高对生物溶液浓度的检测精度。
该生物传感器输出电位的检测电路，包括：
生物传感器，置于待测生物溶液中检测其浓度，以生成表征所述浓度的输出电位输出；
信号发生器，生成正弦波或方波输出给所述生物传感器，以使其生成所述输出电位；
放大器，接入所述输出电位进行信号放大处理后输出；
RMS-DC转换器，接入放大后的所述输出电位进行转换处理，以生成直流电位输出；
单片机，接入所述直流电位进行数字化处理获得数字化电位，并将所述数字化电位与预设的溶液浓度样本值进行对比后输出匹配值；
显示器，获取所述匹配值进行显示。
优选地，所述信号发生器包括：
振荡器，与所述单片机的控制端连接，以接收控制信号振荡生成一交流信号输出；
分频器，接入所述交流信号并对其进行分频处理，以生成一低频交流信号输出；
滤波器，接入所述低频交流信号进行滤波处理，以生成所述正弦波或所述方波输出给所述生物传感器。
优选地，所述滤波器采用低通滤波器；
所述低通滤波器接入所述低频交流信号进行滤波处理，以生成所述正弦波输出给所述生物传感器。
优选地，所述低通滤波器包括：依次串联的第一电阻、第二电阻以及第三电阻；所述第一电阻和第二电阻的共接端、所述第二电阻和第三电阻的共接端以及所述第三电阻的输出端分别通过第一电容、第二电容以及第三电容接地；
所述第一电阻的输入端接入所述低频交流信号，所述第三电阻的输出端输出所述正弦波。
本实用新型提供的生物传感器输出电位的检测电路，通过设置可以生成正弦波或方波输出给生物传感器的信号发生器作为激励信号，通过利用处于待测生物溶液中的生物传感器的电性参数发生变化，得以输出表征待测生物溶液浓度的输出电位，再通过设置用于接入输出电位进行信号放大处理后输出的放大器，再通过设置用于接入放大后的输出电位进行数字化处理获得数字化电位，并将数字化电位与预设的溶液浓度样本值进行对比后输出匹配值的单片机，再通过设置获取匹配值进行显示的显示器，从而实现通过检测生物传感器输出电位而最终精准测出待测生物溶液浓度的效果。
附图说明
图1是本公开实施例提供的一种生物传感器输出电位的检测电路的电路原理图；
图2是图1中的滤波器的电路原理图；
图3是对图1中生物传感器输出电位的检测电路改进后的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见图1，本实用新型的一个目的在于提供一种生物传感器输出电位的检测电路，以解决现有的生物溶液浓度的检测技术存在的检测精度差的技术问题。
参见图1，该生物传感器输出电位的检测电路，包括：生物传感器S0、信号发生器M0、放大器S1、单片机S2以及显示器S3。
一方面，生物传感器S0，置于待测生物溶液中检测其浓度，以生成表征浓度的输出电位输出。
需要说明的是，不同浓度的生物溶液会导致处于待测该溶液中的生物传感器S0的内部电性参数会发生相应变化。生物传感器S0的内部电性参数变化会使得在生物传感器S0的信号输入端输入电信号后，输出端输出可以表征待测生物溶液浓度的输出电位。
另一方面，信号发生器M0，生成正弦波或方波输出给生物传感器S0，以使其生成输出电位。
需要说明的是，信号发生器M0可以用于生成正弦波或方波输出给生物传感器S0。其中，正弦波或方波均为变化的电信号，可以激励生物传感器S0对待测生物溶液浓度进行感测以输出的输出电位。
优选地，参见图1，信号发生器M0包括：振荡器M01、分频器M02以及滤波器M03。
第一，振荡器M01，与单片机S2的控制端连接，以接收控制信号振荡生成一交流信号输出。
需要说明的是，振荡器M01输出的交流信号可以是方波信号。
其中，方波信号的频率可以为固定频率信号。
例如，采用535-13597-2-ND芯片可以产生固定频率信号。
另外，方波信号的频率也可以为多个变化的频率信号。
其中，通过单片机S2控制可编程振荡器M01或压控振荡器M01，可以获得多个变化的频率信号。
例如，采用Microchip公司的DSC61XX系列芯片或SiTime公司的SiT系列芯片可以获得多个变化的频率信号。
第二，分频器M02，接入交流信号并对其进行分频处理，以生成一低频交流信号输出。
需要说明的是，由于振荡器M01直接产生的交流信号的频率较高，需要进行分频处理以降低交流信号的频率。
例如，可以采用分频器（N=1，2，3…）降低信号频率。
其中，CTS公司的CTX1313系列芯片、CTX1314系列芯片以及CTX1315系列芯片都可以用来降低信号频率。
第三，滤波器M03，接入低频交流信号进行滤波处理，以生成正弦波或方波输出给生物传感器S0。
需要说明的是，滤波器M03可以实现频率筛选，以获取正弦波或方波输出给生物传感器S0。
优选地，滤波器M03可以采用低通滤波器。
其中，低通滤波器接入低频交流信号进行滤波处理，以生成正弦波输出给生物传感器S0。
需要说明的是，采用低通滤波器时，低通滤波器去除其他波形信号，筛选出正弦波输出给生物传感器S0。
优选地，参见图2，低通滤波器可以包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2以及第三电容C3。
其中，第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3依次串联的。
另外，第一电阻R1和第二电阻R2的共接端、第二电阻R2和第三电阻R3的共接端以及第三电阻R3的输出端分别通过第一电容C1、第二电容C2以及第三电容C3接地。
另外，第一电阻R1的输入端接入低频交流信号，第三电阻R3的输出端输出正弦波。
需要说明的，多个串联电阻配合多个接地电容形成的低通滤波器，可以将方波转化为正弦波。
另外，通过选取不同的电阻器和电容值，可以获得不同的频率区间和性能的正弦波。
替代地，也可以选用滤波芯片来替代分离式的低通滤波电路进行滤波处理。
另一方面，放大器S1，接入输出电位进行信号放大处理后输出。
需要说明的是，放大器S1对输出电位进行信号放大，可以减小信号衰减导致的失真。
另一方面，单片机S2，接入放大后的输出电位进行数字化处理获得数字化电位，并将数字化电位与预设的溶液浓度样本值进行对比后输出匹配值。
需要说明的是，预设的溶液浓度样本值是一种实验统计数据。其中，每一个数据对应一种传感器的输出电位。当单片机S2获得相应的生物传感器S0的输出电位，便可获得匹配输出电位的溶液浓度值输出到显示器S3显示。
另一方面，显示器S3，获取匹配值进行显示。
改进地，参见图3，为进一步提高对生物溶液浓度的检测精度，可以在上述实施例的基础上添加一RMS-DC转换器，以形成另一种生物传感器S0输出电位的检测电路。
该生物传感器S0输出电位的检测电路，包括：生物传感器S0、信号发生器M0、放大器S1、RMS-DC转换器K0、单片机S2以及显示器S3。
下面，对改进的有关部分进行说明。
一方面，RMS-DC转换器K0，接入放大后的输出电位进行转换处理，以生成直流电位输出。
需要说明的是，放大后的输出电位进入RMS-DC转换器K0，可转换成相应的直流信号，提高测量的精度。
另外，可以根据成本、性能等因素进行芯片选择。
例如，可以选择LTC1966系列芯片、LTC1967系列芯片、LTC1968系列芯片、AD736系列芯片以及AD737系列芯片中的任何一种芯片。
另一方面，单片机S2，接入直流电位进行数字化处理获得数字化电位，并将数字化电位与预设的溶液浓度样本值进行对比后输出匹配值。
进一步地，可以设置蓝牙和wifi等无线通信模块，将匹配值发送至移动终端进行显示。
本实用新型提供的生物传感器S0输出电位的检测电路，通过设置可以生成正弦波或方波输出的信号发生器M0给生物传感器S0提供激励电位。通过利用处于待测生物溶液中的生物传感器S0的电性参数发生变化，得以输出表征待测生物溶液浓度的输出电位，再通过设置用于接入输出电位进行信号放大处理后输出的放大器S1，再通过设置用于接入放大后的输出电位进行数字化处理获得数字化电位，并将数字化电位与预设的溶液浓度样本值进行对比后输出匹配值的单片机S2，再通过设置获取匹配值进行显示的显示器S3，从而实现通过检测生物传感器S0输出电位而最终精准测出待测生物溶液浓度的效果。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种生物传感器输出电位的检测电路，其特征在于，包括：
生物传感器，置于待测生物溶液中检测其浓度，以生成表征所述浓度的输出电位输出；
信号发生器，生成正弦波或方波输出给所述生物传感器，以使其生成所述输出电位；
放大器，接入所述输出电位进行信号放大处理后输出；
单片机，接入放大后的所述输出电位进行数字化处理获得数字化电位，并将所述数字化电位与预设的溶液浓度样本值进行对比后输出匹配值；
显示器，获取所述匹配值进行显示。
2.如权利要求1所述的生物传感器输出电位的检测电路，其特征在于，所述信号发生器包括：
振荡器，与所述单片机的控制端连接，以接收控制信号振荡生成一交流信号输出；
分频器，接入所述交流信号并对其进行分频处理，以生成一低频交流信号输出；
滤波器，接入所述低频交流信号进行滤波处理，以生成所述正弦波或所述方波输出给所述生物传感器。
3.如权利要求2所述的生物传感器输出电位的检测电路，其特征在于，所述滤波器采用低通滤波器；
所述低通滤波器接入所述低频交流信号进行滤波处理，以生成所述正弦波输出给所述生物传感器。
4.如权利要求3所述的生物传感器输出电位的检测电路，其特征在于，所述低通滤波器包括：依次串联的第一电阻、第二电阻以及第三电阻；所述第一电阻和第二电阻的共接端、所述第二电阻和第三电阻的共接端以及所述第三电阻的输出端分别通过第一电容、第二电容以及第三电容接地；
所述第一电阻的输入端接入所述低频交流信号，所述第三电阻的输出端输出所述正弦波。
5.一种生物传感器输出电位的检测电路，其特征在于，包括：
生物传感器，置于待测生物溶液中检测其浓度，以生成表征所述浓度的输出电位输出；
信号发生器，生成正弦波或方波输出给所述生物传感器，以使其生成所述输出电位；
放大器，接入所述输出电位进行信号放大处理后输出；
RMS-DC转换器，接入放大后的所述输出电位进行转换处理，以生成直流电位输出；
单片机，接入所述直流电位进行数字化处理获得数字化电位，并将所述数字化电位与预设的溶液浓度样本值进行对比后输出匹配值；
显示器，获取所述匹配值进行显示。
6.如权利要求5所述的生物传感器输出电位的检测电路，其特征在于，所述信号发生器包括：
振荡器，与所述单片机的控制端连接，以接收控制信号振荡生成一交流信号输出；
分频器，接入所述交流信号并对其进行分频处理，以生成一低频交流信号输出；
滤波器，接入所述低频交流信号进行滤波处理，以生成所述正弦波或所述方波输出给所述生物传感器。
7.如权利要求6所述的生物传感器输出电位的检测电路，其特征在于，所述滤波器采用低通滤波器；
所述低通滤波器接入所述低频交流信号进行滤波处理，以生成所述正弦波输出给所述生物传感器。
8.如权利要求7所述的生物传感器输出电位的检测电路，其特征在于，所述低通滤波器包括：依次串联的第一电阻、第二电阻以及第三电阻；所述第一电阻和第二电阻的共接端、所述第二电阻和第三电阻的共接端以及所述第三电阻的输出端分别通过第一电容、第二电容以及第三电容接地；
所述第一电阻的输入端接入所述低频交流信号，所述第三电阻的输出端输出所述正弦波。
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| CN201820923833.9U CN208206857U (zh) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | 一种生物传感器输出电位的检测电路 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110609064A (zh) * | 2018-06-14 | 2019-12-24 | 深圳碳森科技有限公司 | 一种差分阻抗电位型生物传感器及其制造方法 |
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