TH14687A3 - Electrochemical analyzer with programmable system on a single chip - Google Patents

Electrochemical analyzer with programmable system on a single chip

Info

Publication number
TH14687A3
TH14687A3 TH1703002362U TH1703002362U TH14687A3 TH 14687 A3 TH14687 A3 TH 14687A3 TH 1703002362 U TH1703002362 U TH 1703002362U TH 1703002362 U TH1703002362 U TH 1703002362U TH 14687 A3 TH14687 A3 TH 14687A3
Authority
TH
Thailand
Prior art keywords
potential
current
digital
analog
circuit
Prior art date
Application number
TH1703002362U
Other languages
Thai (th)
Other versions
TH14687C3 (en
Inventor
วิโทตัส โลพิน ดร.ไคล
โลพิน ดร.ปรารถนา
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of TH14687C3 publication Critical patent/TH14687C3/en
Publication of TH14687A3 publication Critical patent/TH14687A3/en

Links

Abstract

หน้า 1 ของจำนวน 1 หน้า บทสรุปการประดิษฐ์ ในการประดิษฐ์นี้เป็นการสร้างเครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนขิป เดี่ยว ที่สามารถประดิษฐ์ขึ้นได้จากซิปเพียงตัวเดียว ซึ่งประกอบด้วย ไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM? Cortex M- 3 ซึ่งควบคุมวงจรควบคุมการจ่ายศักย์ไฟฟ้าที่ทำหน้าที่จ่ายศักยิไฟฟ้าไปที่ฃั้วไฟฟ้าร่วม และรับข้อมูลจากวงจร การวัดกระแสไฟฟ้าที่ทำการวัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านระหว่างขั้วไฟฟ้าทำงานและขั้วไฟฟ้าอ้างอิง โดยเครื่อง ดังกล่าวมีลักษณะพิเศษ คือ ใช้แหล่งจ่ายไฟจากคอมพิวเตอร์ผ่านพอร์ตยูเอสบีความเร็วสูง มีวงจรกรองฟ้องกัน การเคลือบแฝงของสัญญาณได้ดีกว่าตัวแปลงสัญญาณอะนาลอกเป็นดิจิตอลแบบอื่น สามารถวัดกระแสไฟฟ้าที่ มีขนาดเล็กมากๆ ได้ และสามารถโปรแกรมกระแสไฟฟ้าได้ในช่วง 50 ไมโครแอมแปร์ ถึง 125 นาโนแอมแปร์ ที่ความละเอียด 10 นาโนแอมแปร์ ถึง 3 พิโกแอมแปร์ เครื่องนี้สามารถใช้วิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมี ได้แก่ ไซคลิกโวลแทมเมตรี (Cyclic voltammetry) แอมเพอโรเมตรี (Amperometry) และแอโนดิกสตรีปปิง โวลแทมเมตรี (Anodic stripping voltammetry) 1 page of the number 1 page summary of the invention The invention is the creation of a single-chip programmable electrochemical analyzer that can be fabricated from a single zipper. Which consists of An ARM® Cortex M-3 microcontroller, which controls a potential distribution control circuit that supplies electricity to the common power. And get data from the circuit Electricity meter measures the current flowing between the working electrode and the reference electrode, with its characteristic that it uses power from a computer via a high speed USB port. There is a filter circuit suing each other. Better latency than other analog to digital codecs. Can measure the electric current at It is very small and can be programmed in the range of 50 μA to 125 μA at a resolution of 10 μA to 3 picoampere. Cyclic voltammetry) amperometric (Amperometry) and Anodic stripping voltammetry.

Claims (3)

ข้อถือสิทธฺ์ (ทั้งหมด) ซึ่งจะไม่ปรากฏบนหน้าประกาศโฆษณา :หน้า 1 ของจำนวน 2 หน้า ข้อถือสิทธิDisclaimer (all) which will not appear on the advertisement page: page 1 of the number 2 disclaimers 1. เครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนซิปเดี่ยว ที่ประกอบด้วย วงจร ควบคุมการจ่ายศักย์ไฟฟ้า (voltage control circuit) ที่ทำหน้าที่จ่ายศักย์ไฟฟ้าไปที่ฃั้วไฟฟ้าร่วม (counter electrode) และรับข้อมูลจากวงจรการวัดกระแสไฟฟ้า (current measuring circuit) ที่ทำการวัด กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านระหว่างขั้วไฟฟ้าทำงาน (working electrode) และขั้วไฟฟ้าอ้างอิง (reference electrode) ข้อมูลตังกล่าวจะถูกเปลี่ยนจากสัญญาณอะนาลอกเป็นดิจิตอล และถูกเก็บไว้ที่หน่วยความจำรอม (ROM) (10) วงจรการควบคุมเวลาของการเปลี่ยนศักย์ไฟฟ้า (timing circuit) เพื่อใช้กำหนดรูปแบบของ ศักย์ไฟฟ้า บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ PSoC 5LP ซึ่งบนซิปประกอบด้วย ตัวแปลงสัญญาณศักย์ไฟฟ้าจาก ดิจิตอลเป็นอะนาลอก (1) ตัวแปลงสัญญาณศักย์ไฟฟ้าแบบดิจิตอลเป็นอะนาลอกโดยการทำดิทเธอร์ (2) ออป แอมป์ (3) ตัวขยายค่าอิมพีแดนซ์ (4) ตัวแปลงสัญญาณอะนาลอกเป็นดิจิตอลแบบเดลต้าซิกม่า (5) กราวด์ เสมือน (6) ตัวสอบเทียบการวัดกระแสไฟฟ้า (7) ตัวควบคุมค่าความกว้างของลูกคลื่น (8) พอร์ตยูเอสบี ความเร็วสูง(บรBFSX9) มีลักษณะเฉพาะคือ วงจรควบคุมการจ่ายศักย์ไฟฟ้าของเครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้ บนซิปเดี่ยว (voltage control circuit) ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมการจ่ายศักย์ไฟฟ้าไปยังขั้วไฟฟ้าร่วม โดยสัญญาณ ศักย์ไฟฟ้าแบบดิจิตอลจะถูกส่งจากไมโครคอนโทรลเลอร์แพลตฟอร์ม ARM? Cortex M-3 ให้กับตัวแปลง สัญญาณศักย์ไฟฟ้าจากดิจิตอลเป็นอะนาลอก (VDAC) (1) ความละเอียด 8 บิต และตัวแปลงสัญญาณ ศักย์ไฟฟ้าแบบดิจิตอลเป็นอะนาลอกโดยการทำดิทเธอร์ (DVDAC) (2) ความละเอียด 12 บิต ซึ่งทำหน้าที่ แปลงสัญญาณศักย์ไฟฟ้าแบบดิจิตอลไปเป็นอะนาลอก สัญญาณจะถูกส่งไปยังออปแอมป็ (3) ขนิดกำลังงานสูง (high power) เพื่อช่วยส่งกระแสไปยังขั้วไฟฟ้าร่วม ทำให้สามารถกำหนดศักย์ไฟฟ้าที่ขั้วไฟฟ้าร่วมได้อย่าง รวดเร็ว วงจรการวัดกระแสไฟฟ้าของเครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนซิป เดี่ยว (current measuring circuit) ซึ่งทำหน้าที่วัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านระหว่างขั้วไฟฟ้าทำงาน และ ขั้วไฟฟ้าอ้างอิง ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยารีดักชัน-ออกซิเดชัน (รีดอกซ์) ของสารเคมีที่ขั้วไฟฟ้า โดยกระแสไฟฟ้า จะถูกส่งไปยังตัวขยายค่าอิมพีแดนซ์ (TIA) (4) ซึ่งจะนำค่าสัญญาณที่ได้รับไปเทียบกับกราวด์เสมือน (VDAC_TIA) (6) จากนั้นกระแสไฟฟ้าจะถูกเปลี่ยนเป็นศักย์ไฟฟ้าที่ตัวขยายค่าอิมพีแดนซ์ (TIA) (4) ซึ่งใช้โหมด สวิตซ์คาปาซิเตอร์/คอนทีนิวอัสไทม์ (Switched capacitor/Continuous time (SC/CT)) ในการแปลง กระแสไฟฟ้าไปเป็นศักย์ไฟฟ้า และสัญญาณศักย์ไฟฟ้าแบบอะนาลอกจะถูกเปลี่ยนให้เป็นดิจิตอลที่ตัวแปลง สัญญาณอะนาลอกเป็นดิจิตอลแบบเดลต้าซิกม่า (ADC DelSig) (5) ซึ่งมีวงจรกรองบิองกันการเคลือบแฝงของ สัญญาณ (anti-aliasing filtering) ที่สามารถสุ่มตัวอย่างสัญญาณได้ที่อัตราสูงถึง 6 เมกะเฮิรตซ์ และมีความ ต้านทานขาเข้า (input impedance) ที่สามารถถูกโปรแกรมให้มีอัตราส่วนระหว่างขนาดของสัญญาณที่ เอาต์พุตกับสัญญาณที่อินพุท (gain) ได้ถึง 8 เท่า ทั้งนี้ในวงจรมีระบบการสอบเทียบ (calibration) สัญญาณ โดยใช้ตัวสอบเทียบการวัดกระแสไฟฟ้า (IDAC calibrate) (7) ซึ่งทำหน้าที่ส่งกระแสไฟฟ้าที่ทราบขนาดไปยัง ตัวขยายค่าอิมพีแดนซ์ (TIA) (4) ซึ่งจะทำการเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าให้เป็นศักย์ไฟฟ้า1.Electrochemical analyzer with programmable system on a single zipper. It consists of a voltage control circuit that supplies electric potential to the counter electrode and receives data from a current measuring circuit that measures the current flowing through it. Between the working electrode and the reference electrode, the information is changed from analog to digital. It is stored in the ROM (ROM) memory (10), a timing circuit to determine the form of potential. The PSoC 5LP microcontroller board on the zip contains Potential transducer from Digital-to-Analog (1) Digital-to-Analog Potential Converter (2) Op-amp (3) Impedance Amplifier (4) Converter Analog to digital delta sigma signal (5) Virtual ground (6) Current measurement calibrator (7) Wave amplitude control (8) High speed USB port (BFSX9) Yes The unique characteristics are The potential distribution control circuit of a programmable electrochemical analyzer on a single zip (voltage control circuit) controls the distribution of the potential to the common electrode, where the digital potential signal is sent from ARM platform microcontroller? Cortex M-3 to converter. Digital-to-Analog Potential (VDAC) (1) 8-bit resolution and converter. Digital-to-analog electric potential by doing dieter (DVDAC) (2) 12-bit resolution, which serves Converts digital potential signals to analogue. The signal is sent to the high power (3) op amp to help deliver current to the common electrode. This allows for quick determination of the electric potential at the common electrode. The current measuring circuit of a programmable electrochemical analyzer on a single zip (current measuring circuit) measures the current flowing between the electrodes. Work and reference electrodes Arising from the reduction-oxidation (redox) reaction of chemicals at the electrodes By electric current It is sent to an impedance amplifier (TIA) (4), where the received signal value is compared with the virtual ground (VDAC_TIA) (6). The current is then converted to the Impedance amplifiers (TIA) (4), which use Switched capacitor / Continuous time (SC / CT) mode to convert current to potential. electricity And the analog potential signal is converted to digital at the converter. The analog signal is a digital delta sigma (ADC DelSig) (5) with an anti-aliasing filtering circuit capable of sampling at rates up to 6 MHz and with pin resistance. An input (input impedance) that can be programmed to have a ratio between the magnitude of the Output with the signal input (gain) up to 8 times the circuit has a calibration system (calibration) a signal using an IDAC calibrate (7) which transmits a known current to the Impedance Amplifier (TIA) (4) which converts the current into an electrical potential. 2. เครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนซิปเดี่ยว ตามข้อถือสิทธิที่ 1 ที่ซึ่ง วงจรการควบคุมเวลาของการเปลี่ยนศักย์ไฟฟ้าของเครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถ โปรแกรมได้บนซิปเดี่ยว (timing circuit) เพื่อใช้กำหนดรูปแบบของศักย์ไฟฟ้าให้เหมาะสมกับประเภทของการ วิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมี ได้แก่ ไซคลีก\'โวลแทมเมตรี (cyclic voltammetry) วัดชนิดและความเข้มข้นสารเคมี ใช้ในการวัดความจุไฟฟ้า (capacitance) และใช้ในการวัดพลังงานที่เกิดจากศักยภาพไฟฟ้าของการ หน้า 2 ของจำนวน 2 หน้า เกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ (redox potential energy), แอมเพอโรเมตรี (amperometry) วัดความเข้มข้นของ สารเคมีตามเวลา หรือแอโนดิกสตรีปปิงโวลแทมเมตรี (anodic stripping voltammetry) วัดความเข้มข้น ของโลหะหนักในสารละลาย โดยมีตัวควบคุมค่าความกว้างของลูกคลื่น (PWM) (8) เป็นตัวกำหนดระยะเวลา ของคักย,ไฟฟ้าที\'จ่ายไปยังวงจรการควบคุมการเปลี่ยนแปลงศักยไ,ฟฟ้า และวงจรการวัดกระแสไฟฟ้าที่ขั้วไฟฟ้า ซึ่งจะควบคุมให้ อินเตอร์รัพท์เซอร์วิสรูทีน(interrupt service routine) ทำงาน2.Programmable electrochemical analyzer on a single zipper. According to claim 1, where the time-controlling cycle of the potential changeover of the systematic electrochemical analyzer can Can be programmed on a single zip (timing circuit) to determine the type of potential to suit the type of operation. Electrochemical analyzes include cyclic voltammetry, measuring chemical type and concentration. Used to measure electrical capacitance. (capacitance) and is used to measure the energy arising from the electrical potential of the 2 pages of the number 2 redox potential energy, amperometric (amperometry) measures the concentration of Chemical by time Or anodic stripping voltammetry (anodic stripping voltammetry) measure the concentration Of heavy metals in solution The wave width (PWM) controller (8) determines the time. Of the power, the electricity \ 'is supplied to the potential change control circuit, And the current measurement circuit at the electrodes Which will control The interrupt service routine works. 3. เครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนซิปเดี่ยว ตามข้อถือสิทธิที่ 1 หรือ 2 ที่ซึ่ง เครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนซิปเดี่ยวสามารถโปรแกรม กระแสไฟฟ้าได้ในช่วง 50 ไมโครแอมแปร์ ถึง 125 นาโนแอมแปร์ ที่ความละเอียด 10 นาโนแอมแปร์ ถึง 3 พิโกแอมแปร์3.Electrochemical analyzer with programmable system on a single zip. According to claim 1 or 2, where a systematic, programmable electrochemical analyzer on a single zip can be programmed. The current can be in the range of 50 μA to 125 μA and resolution of 10 μA to 3 picoampere.
TH1703002362U 2017-10-03 Electrochemical analyzer with programmable system on a single chip TH14687A3 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TH14687C3 TH14687C3 (en) 2018-12-03
TH14687A3 true TH14687A3 (en) 2018-12-03

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8845870B2 (en) Digital potentiostat circuit and system
EP3031138A1 (en) Precision bipolar current-mode-digital-to-analog converter
CN107356521B (en) Detection device and method for micro current of multi-electrode array corrosion sensor
CN111307183A (en) Dynamic measuring circuit of array type capacitive sensor
TW200739091A (en) System, circuit and method for measuring resistance of wheatstone bridge, and computer program
Huang et al. Design of a portable mini potentiostat for electrochemical biosensors
US11536691B2 (en) Portable instrument for field ready electrochemical experimentation
Huang Design of a portable potentiostat with dual-microprocessors for electrochemical biosensors
TH14687A3 (en) Electrochemical analyzer with programmable system on a single chip
TH14687C3 (en) Electrochemical analyzer with programmable system on a single chip
CN110646494B (en) Circuit arrangement for operating an electrochemical cell and corresponding method
JP2835656B2 (en) Bioimpedance measurement method
Luo et al. A portable impedance-based electrochemical measurement device
RU2343494C1 (en) Multichannel resistive sensors resistance - voltage converter
CN106137192A (en) A kind of body impedance measurement devices and bioelectrical impedance analysis instrument thereof
Liang et al. A voltammetry potentiostat design for large dynamic range current measurement
US10520349B2 (en) Circuit for simulating a capacitance fuel probe
Huang Design and Implementation of Potentiostat with Standalone Signal Generator for Vanillylmandelic Acid Biosensors.
CN102706383A (en) Measurement device and method for differential capacitance type instrument
Jaanus et al. Using microcontrollers for high accuracy analogue measurements
Huang et al. Design of a potentiostat with standalone signal generator for vanillylmandelic acid biosensors
CN107561147B (en) Detection circuit, calibration method and device for current of glucometer
CN105353295A (en) Operation amplifier gain measurement circuit
CN202693026U (en) Measuring device of differential capacitive instrument
CN219738060U (en) uA level high-precision constant current source system