石英晶体振荡器的检测方法有哪些？？？_百度知道
石英晶体振荡器的检测方法有哪些？？？
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1．测量电阻法用万用表R×10k档测量石英晶体振荡器的正、反向电阻值，正常时均应为∞（无穷大）。若测得石英晶体振荡器有一定的阻值或为0，则说明该石英晶体振荡器已漏电或击穿损坏。
2．测量电容量法通过用电容表或具有电容测量功能的数字万用表测量石英晶体振荡器的电容量，可大致判断出该石英晶体振荡器是否已变值。
3．用测试电路检测用晶体管及有关外转元件组成的测试电路也可以检测也石英晶体振荡器是否完好。
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网友“啊姗笨蛋0238”的说法不正确。楼主问的是石英晶体振荡器，而不是石英晶体谐振器。石英晶体振荡器通常都有3个以上引脚，分别为Vcc+、Vcc-和信号输出端。三个引脚内部均与IC相连接，因此内阻不一定是无穷大。由于内有IC及IC的外围电路、石英晶振及其负载电容，因此用电容法测量也是不科学的。最简单直接的方法是将Vcc+、Vcc-加电，并在信号输出端接示波器和频率计进行测量。说明一点有很多的晶体振荡器输出端负载能力较差，你要把测量接连电缆也看成是端接负载，因此普通钟振在测量时要用示波器的高阻探头测量，并且电缆越短越好。石英晶体振荡器生产商在加工时，一般都有自己的产品检验规范，军品或特定型号的检验规范是要国家机关审批的。把它要来，照着检验就行。如果没有生产商的检验规范，可参考如下标准检验：SJ/T
《石英晶体振荡器测试方法》& & &GB
《石英晶体振荡器总规范》& & & &GB/T 2 《有质量评定的石英晶体振荡器 第1部分：总规范》& &&
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Casin Immobilization and Enzymolysis Behaviors at Different Solid-Aqueous Interfaces by Quartz Crystal Microbalance用石英晶体微天平研究酪蛋白在不同固液界面上的固定化及酶解行为
,,,,,,,,冯晓毅,,,,,,,
Keywords: ,,,,
使用石英晶体微天平(QCM)研究了酪蛋白在聚苯乙烯、Au和SiO2三种芯片表面上的吸附与酶解行为.结果表明,酪蛋白在聚苯乙烯表面具有较高的非特异性吸附,吸附量为127.9ng/cm2,而在空白Au和SiO2表面几乎没有非特异性吸附.通过对Au和SiO2表面进行修饰和活化,酪蛋白可共价固定化在其表面,固定化量分别为178.0和1718.0ng/cm2.用胰蛋白酶对吸附的酪蛋白水解后,再用表面活性剂洗涤,可以完全去除聚苯乙烯表面的酪蛋白和其酶解产物,而单独使用表面活性剂仅能洗涤约36%吸附的酪蛋白.建立了用QCM测定胰蛋白酶在固液界面酶解酪蛋白酶活的方法,对共价固定化在修饰后Au和SiO2表面上的酪蛋白,胰蛋白酶的水解活性分别为0.010和0.157U/mg,远低于水解游离酪蛋白的17.8U/mg.
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用于有机磷农药残留检测的免疫生物传感器的研究
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关注微信公众号《生物传感器与测试技术-叶老师实验报告》 www.wenku1.com
生物传感器与测试技术-叶老师实验报告日期：
题目 生物传感器与测试技术实验报告姓名与学号 蒋昊铮
年级与专业 大三 生物系统工程 指导教师 叶尊忠 所在学院 生物系统工程与食品科学学院 !!装 订 线实验报告实验名称:QCM?生物传感器快速检测?食品中的微?生物实验 指导?老师:叶尊忠 实验?日期: 课程名称:?生物传感器与测试技术 实验类型:操作实验 同组学?生姓名:吴?文华 成绩:_____________摘要:本实验利?用CHI440A?石英晶体微天平?生物传感器快速检测?食品中的?大肠杆菌,主要为了熟练掌握?石英晶体微天平检测的基本?方法和软件操作。关键词:CHI440A?石英晶体微天平 蛋?白A(SPA) 修饰?金表?面 抗体 固定 捕获 微?生物检测前?言本实验是由3个实验有机组合成?一个整体,?用?石英晶体微天平进?行检测,同时熟悉软件操作的?方法。主要利?用蛋?白A(SPA)修饰?金表?面、定向固定抗体,以及利?用抗体捕获细菌。1 研究现状、?目的和意义?目前,?生物传感器技术是?一个极具有发展潜?力的学科领域,已经?广泛的应?用于环境监测、?食品检测、?生物医学等?方?面。该技术主要?用来检测?食品和污染物的浓度,在微?生物呼吸活性的测定,微?生物培养?方 法的选择上也有显著的研究成果。 [1]?石英晶体微天平是?一种新型的超微量分析仪器,它具有灵敏度?高、快速、简便、?用途?广泛等特点。 [2]本实验通过少量多次地将样品加到?石英振谐电极中?心,通过软件的频率变化可以得到质量的变化。通过 质量的变化可以确定芯?片上是否修饰上了蛋?白A(SPA)、是否连上了抗体,以及是否捕获了?大肠杆菌。 此实验虽然是基础实验,但是通过这个实验的了解,对今后利?用?石英晶体微天平进?行?一些实验以及利?用 此项技术进?行微型检测仪器的开发都很有裨益。2 ?人员组成我与同组同学吴?文华共同进?行实验操作与软件操作。3 实验材料和设备序 号 数 量 名 称11CHI440A?石英晶体微天平 21EQCM静态电解池 31EQCM振荡器 41EQCM 芯?片 51漩涡振荡器 61精密分析天平 71?生化培养箱 81冰箱 91超净?工作台 102移液枪(2~~20ul) 试剂 超纯?水 SPA ?大肠杆菌抗体BSA ?大肠杆菌专业:?生物系统?工程 姓名: 蒋昊铮学号:
地点:农?生环 d 座 2楼4 实验原理和?方法实验原理:?石英晶体微天平的?金电极采?用蛋?白A(SPA)修饰,然后结合?大肠杆菌的抗体,?用?牛?血清蛋?白封 闭多余的位点,最后加?入的?大肠杆菌O157:H7被抗体捕获。CHI440A?石英晶体微天平(QCM)可进?行极灵敏的质量测量。在适当的条件下,?石英晶体上沉积 的质量变化和振动频率移动之间关系呈简单的线性关系(Sauerbrey公式):其中,K=0.式中是的基本谐振频率,A是镀在晶体上?金盘的?面积,是晶体的密度(=2.648g/cm3),是晶体 切变系数(=2.9471011g/cms2)。对于我们的晶体(=7.995MHz,A=0.196cm2),每赫兹的频率改变相当于 1.36ng。QCM和EQCM被?广泛应?用于?金属沉积,?高分?子膜中离?子传递,?生物传感器,以及吸附解 吸动?力学的研究等等。CHI440A系列EQCM还包括?一个特殊设计的电解池,如下图(a)所?示。电解池由三块圆形的聚 四氟?乙烯组成。直径为35mm,总?高度为26mm。最上?面的是盖?子,?用于安装参?比电极和对极。中 间的是?用于放溶液的池体。?石英晶体被固定于中间和底下的部件之间,通过橡胶圈密封,并?用螺 丝固定。?石英晶体的直径为13.7mm,晶体两?面的中间镀有5.1mm直径的?金盘电极(其它电极材料需 特殊定做)。我们晶体的谐振频率是7.995MHz。实验?方法:步骤内容 试剂 ?用时 ?用量1洗液清洗2去离?子?水清洗(装在洗瓶?里) 超纯?水3氮?气?干燥 氮?气 ?小?气流 F 0把芯?片插?入振荡器稳定5min后,测量频率。4递加SPA溶液,26. C下培育,密封电极空间。SPA 30min 30ul5去离?子?水清洗(装在洗瓶?里)未结合的SPA超纯?水 轻洗 6氮?气?干燥 氮?气 ?小?气流 F 1把芯?片插?入振荡器稳定5min后,测量频率。7修饰?大肠杆菌抗体,26. C下恒温恒湿培育。密封电极空间。?大肠杆菌抗体 1h 30ul 8去离?子?水清洗(装在洗瓶?里) 超纯?水 轻洗 9氮?气?干燥 氮?气 ?小?气流 F 2把芯?片插?入振荡器稳定5min后,测量频率。10递加BSA溶液,26. C下培育,密封电极空间。BSA 30min 30ul11去离?子?水清洗(装在洗瓶?里)未结合的BSA超纯?水 轻洗 12氮?气?干燥 氮?气 ?小?气流 F 3把芯?片插?入振荡器稳定5min后,测量频率。13滴加?大肠杆菌, 26. C下培育 ?大肠杆菌 30min 30ul 14去离?子?水清洗(装在洗瓶?里) 超纯?水 轻洗 15氮?气?干燥 氮?气 ?小?气流 F 4把芯?片插?入振荡器稳定5min后,测量频率。16洗液清洗 轻洗 17去离?子?水清洗(装在洗瓶?里) 超纯?水 轻洗 18氮?气?干燥 氮?气 ?小?气流 F 5把芯?片插?入振荡器稳定5min后,测量频率。5 实验数据处理和分析1、记录各个阶段的频率曲线(汇总各阶段曲线在?一个图中,标注各个步骤并说明频率变化差值)。 125432、计算修饰在?金电极上蛋?白A质量,并分析其效果。答:m(蛋?白A)=70.768ng,固定上了70.768g蛋?白A,效果?比较好。3、计算固定在?金电极上的抗体质量,并分析其效果。答:m(抗体)=292.345ng,固定上了292.345ng,效果?比较好。4、计算捕获浓度细菌的质量,并分析频率变化是否与浓度成?比例?并分析原因。答:m(细菌)=-142.082ng,说明不仅没有捕获细菌,反?而由于洗涤操作的原因,将芯?片上原有的物质?一同 洗去了,因为芯?片上与SPA,SPA和抗体,SPA和BSA都是吸附的,?大肠杆菌和抗体是共价结合的,?大肠杆菌和抗体?比较?大,因此可能操作的问题,?水流带?走?大肠杆菌的同时,冲?走了?大肠杆菌和抗体的结合体 以及其它吸附的?一些物质,因此质量没有增加反?而减少了。5、实验开始清洗的F0和试验后清洗的F5频率是否?一致?请分析原因。答:开始清洗的F0=;试验后清洗的F5=。不?一致,说明最后虽然?用?无?水?乙醇进?行清 洗,但是芯?片上仍然残留了?一些物质未洗净。6 问题和展望1、理论上测量结果是怎样?答:理论上前4次频率都是逐渐降低的,最后?一次测量的频率与第?一次测量的频率相同。2、什么因素会影响细菌的测量结果?答:洗涤?水流的速度、测量时实验台的震动等。3、阐述蛋?白A修饰?金表?面的基本原理以及影响因素有哪些?答:基本原理:蛋?白A吸附在芯?片表?面。影响因素:吸附的时间长短、吸附的温度。4、阐述在?金表?面?用蛋?白A定向固定抗体的基本原理以及影响因素有哪些?答:基本原理:抗体吸附在蛋?白A上。影响因素:吸附的时间长短、吸附的温度。5、?目前还存在的问题,以及展望(将来还可以改进和完善的地?方)实验过程中起先使?用的芯?片是周六的同学使?用过的芯?片,虽然进?行了洗涤,但是由于没有洗 净,芯?片上仍有杂质,导致吸附SPA后质量还是下降了。说明第?一步未将芯?片洗?干净或者将芯?片 洗坏了,因此后来又更换了新的芯?片。在换了新芯?片后,SPA、抗体、BSA处理时,质量都增加了,但是?大肠杆菌处理后质量降低了,说明操作有?一些问题。如果下次再做这个实验,第?一步的 洗涤?一定要再处理进?一步处理?干净,并且防?止芯?片损坏,?大肠杆菌吸附后的的洗涤步骤必须更加 ?小?心,?水流速度控制得更慢。7 ?心得体会、建议我的同组成员是吴?文华,滴加的?一些操作很多都是由吴?文华进?行的,她的操作很细?心,然后我们会 ?一起?用洗?耳球把芯?片吹?干和操作软件。其实操作的任务不算重,时间?大都?用来等各种吸附和抗体抗原反 应了,第?一次由于芯?片的问题,因为浪费了很多时间?心?里很着急,但是后来换了新的芯?片之后,调整?心 态继续细?心操作,后来的效果还是不错的。这个实验收获?比较?大的地?方其实是吴?文华对我说我们?一组做 实验吧,因为我的室友都不是?自?己专业的,所以在班?里没有可以“粘着”上课下课?一起做实验的?女?生,每次 做实验都是到了现场随意加?入?一组同学。这次实验感觉收获了?一个不错的朋友,?一起做实验的时候吴?文 华也很负责很细?心,她是?一个很靠谱的同学也是?一个真?心的朋友。说到实验本?身,这个实验的操作以及软件的操作其实都不?麻烦,最重要是细?心,慢慢操作,满满等 待。在学这个实验的原理很有趣很神奇,没想到实践的时候耗时这么长、芯?片这么脆弱,实验操作已经 ?非常?小?心翼翼了,但是还是没有成功。我想起之前?老师在上课的时候提过学长解决实验中?一个问题,在较长的抗体间加?一些?比较短的物质,使抗体“站起来”,才能更有效地使抗体和细菌共价结合起来。虽然我 们这个实验可能是?一个?比较成熟的实验,但是这么多组实验最后的操作都是失败的,我觉得不仅要考虑 操作的问题,是不是整个实验还有别的可以优化的?方法,能使最终固定?大肠杆菌的时候,成功?几率更?大。 很多操作因?人?而异,因为操作的不同导致实验的结果不同,这样使整个实验的稳定性有问题。我觉得这 真的是?一个很先进很神奇的技术,如果整体性能能再提?高,受温度等各种因素的?干扰能再降低,那样未 来这个技术能有更?广阔的发展前景。就单从我们做实验本?身来说,希望明年?老师再开课的时候能把实验提前?一些做,因为做实验的时间 和写实验报告的时间都?比较多,如果能给?大家更多的精?力来实践就好了。另外,我觉得虽然这次实验操 作熟练了,但是只做?一次这样的实验,只有“?一?面之缘”,那如果对这类实验“?一见钟情”的同学会觉得挺可 惜的。?一次实验学到的东西还是很单调的,如果能安排的其它类似实验或者选做实验,这样的话,给我 们更多机会接触,我觉得会很有意义。8 总结实验虽然只是熟练?一些操作,?而且操作少、等待多,但是对?生物传感器实验在微?生物?方?面的运?用却 有了?大体的了解。随着?生物技术、?生物信息学、计算机技术的发展。?目前已经出现的第四代?生物传感器 ——?生物芯?片主要是将硅?片或玻?片与?生命材料结合制成的,所以?生物传感器的未来将向着体积更?小、功 能强的?方向发展 [1]。随着传感器技术的不断提?高,为以后在微?生物检测?方?面将会有更多的技术?支持。9 参考?文献[1]?生物传感器在微?生物检测中的创新研究_孙黎波[2]?石英晶体微天平分析技术进展_沈洪10 附件(数据?文件的?目录清单,请按格式命名)共6份?文件,分别为S1--JHZ-F0、S1--JHZ-F1、S1--JHZ-F2、S1--JHZ-F3、S1--JHZ-F4、S1--JHZ-F5,打包在?文件内S1--JHZ。本文由(www.wenku1.com)首发，转载请保留网址和出处！
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一种测量石英晶体静电容的新方法
一种测量石英晶体静电容的新方法
1． 引言　　石英晶体谐振器（以下简称为石英晶体）作为一种性能优良的频率基准和时钟源在电子领域有着广泛应用。石英晶体的中间测试在石英晶体的生产中是处于微调和封装之间的工序，要求对石英晶体的基本电参数进行测量，以保证产品最终质量。在石英晶体的中间测试中，需要测量串联谐振频率、串联谐振电阻、负载谐振频率、负载谐振电阻、静电容、动电容、频率牵引灵敏度和DLD等参数。其中，静电容C0主要由石英晶体两端所镀
1． 引言　　谐振器（以下简称为石英晶体）作为一种性能优良的频率基准和时钟源在电子领域有着广泛应用。石英晶体的中间测试在石英晶体的生产中是处于微调和封装之间的工序，要求对石英晶体的基本电参数进行测量，以保证产品最终质量。在石英晶体的中间测试中，需要测量串联、串联谐振电阻、负载谐振频率、负载谐振电阻、、动电容、频率牵引灵敏度和DLD等参数。其中，静电容C0主要由石英晶体两端所镀银膜决定，表征了石英晶体的静态特性，与石英晶体的串联谐振频率和负载谐振频率等应用指标密切相关。根据静电容和其它参数的关系，还可以计算出负载谐振电阻、动电容、频率牵引灵敏度和DLD等参数的值，这在实际测量中是经常采用的方法。静电容的测量是石英晶体中间测试的重要内容。目前，IEC（国际电工委员会）所推荐的石英晶体测量的标准方法是&网络零相位法。在该方法中，未规定测量静电容的标准方法。若采用谐振法、交流电桥法等常用方法来测量静电容，会增加整个测量系统的复杂性，并且对谐振频率的测量产生不利影响。本课题提出了一种基于&网络零相位法的测量石英晶体静电容的新方法，并据此设计制作了实验测量系统。　　2．测量原理与电路　　2．1石英晶体的等效电参数模型　　石英晶体的等效电参数模型如图1所示：　　其中，C0是石英晶体两电极间的电容，称为石英晶体的静电容，C1称为石英晶体的动电容，L1称为石英晶体的动电感，R1表示石英晶体在振动时的损耗，称为串联谐振电阻。当的频率等于石英晶体的谐振频率时，其等效电参数模型为纯电阻。由于C1、L1的值非常小，当激励信号的频率远离石英晶体的谐振频率时，R1、C1、L1的影响可以忽略不计，此时，石英晶体等效成一个值为C0的电容。　　2．2 &网络法原理　　IEC所推荐的&网络如图2所示：　　网络的阻抗与测试仪表的阻抗相匹配，并衰减来自测试仪器的反射信号。M为待测石英晶体。Va是输入激励信号，Vb是&网络输出信号，它们都是矢量电压信号。当石英晶体处于谐振状态时，其表现为纯电阻特性，此时Va与Vb之间相位差为零，Va的频率即为石英晶体的串联谐振频率。所以，通过改变Va的频率并检测Va与Vb之间相位差可以找到石英晶体的谐振频率。对于&网络中石英晶体的静电容如何测量，IEC并未推荐标准方法。&网络由对称的双&型电阻回路组成，R1、R2和R3构成输入衰减器，R4、R5和R6构成输出衰减器，它们的作用是使　　2．3 常用测电容的方法　　常用的测量电容方法主要有谐振法、交流电桥法和充放电法。谐振法是将电容引入振荡电路中，使得振荡频率成为电容的函数，通过测量该频率值来计算电容值。交流电桥法将电容接入交流电桥中，调整电桥中的可调电阻和可调电容使得电桥平衡，根据平衡时电桥各臂的电阻和电容值计算被测电容值。充放电法使用交流信号源对电容充电，然后将电容接入放电电路中，通过测量电容的放电时间来计算电容值。由于&网络法是通过测量&网络两端的矢量电压来得到石英晶体电参数值，与上述三种方法并不一致，所以如果采用这三种方法测量石英晶体的静电容都需要增加额外的测量电路，并且会因此增加&网络电路的杂散项，对测量石英晶体的谐振频率产生不利影响。　　2．4 基于&网络的静电容测量方法　　利用DDS（直接数字频率合成）信号源作为激励源，其输出交流信号频率远离石英晶体谐振频率，该信号激励接有被测石英晶体的&网络。此时，石英晶体等效于一个值为C0的电容。&网络的输出电压与该电容存在一定的函数关系，由于输入电压和&网络的参数已知，测量输出电压并根据这一函数关系，可以计算出C0值。这种方法与测石英晶体谐振频率的方法很相似，都需要利用DDS输出信号作为激励信号并检测&网络输出的矢量电压。两者区别在于测量谐振频率要求检测输入电压和输出电压之间相位差，而测量静电容则要求测量输入电压和输出电压的幅值。因此，对这两个矢量电压信号采用的办法可以使测量石英晶体的谐振频率和静电容统一起来。　　原理框图如图3所示：　　其中，DDS输出两路幅值、频率和相位均相同的信号。一路激励&网络，另一路输入幅相检测模块。本课题要求石英晶体谐振频率的测量范围为0～200MHz。在这一范围内选取30MHz和68MHz两个频率点作为激励信号的设定频率。具体方法是，当石英晶体的谐振频率在30MHz附近时，设定DDS输出信号频率为68MHz，反之，则设为30MHz。激励信号经过&网络后输出电压如式　　3． 测试系统设计　　3.1 测试系统硬件设计　　测试系统硬件框图如图4所示：　　测试系统硬件由计算机、CPLD芯片、DDS信号源、&网络、幅相检测模块和转换器组成。其中， CPLD、DDS、幅相检测模块和A/D转换器集成在一块PCI扩展板上。作为控制核心的计算机通过PCI接口发出的地址和数据信号由CPLD芯片转换为相应的控制逻辑控制DDS、幅相检测模块和A/D转换器工作。DDS信号源发出设定频率、相位和幅值的信号激励&网络。&网络上带有插座，可插入晶体或电阻、电容等元器件。&网络输出的矢量电压信号Vb接入幅相检测模块。幅相检测模块的输出直流电压输入A/D转换器，转换为数字信号后经CPLD输入计算机。　　3.2 测试系统软件设计　　测试软件采用Visual C＋＋语言编写，实现人机交互界面、测量控制和数据处理的功能。测量控制包括对DDS各通道频率、相位和幅度控制字的设置，以及对A/D转换器内部指令寄存器的写入和转换结果的读取。数据处理部分主要是对已转换为数字量的幅相检测模块的输出直流电压进行计算，由前述关系得出静电容的值。由于在实际测量条件下， 该直流电压与Vb之间并不是严格的对数线性关系，所以需要对这一函数关系进行拟合，根据拟合后的关系，可由直流电压值计算出Vb，然后按照前面所列方程，得到静电容C0的值。　　4． 实验数据与处理　　以S&A公司的250B作为标准仪器，将采用本方案所测得的C0值与250B的测量结果进行比对，检验测量精度是否满足工业生产要求。在工业生产中，要求石英晶体静电容的测量范围为1～10pF，测量误差小于0.1pF。实验数据如表1所示：　　5．结论　　在&网络零相位法的基础上，采用了&DDS激励、&网络响应、幅相检测计算容抗&的方法测量石英晶体的静电容，并由此设计制作了实验测量系统来实现该方案。该方法把测量石英晶体的静电容和谐振频率统一起来，简化了测量电路。通过实际测量一批晶体和小电容，证明在1～10pF范围内测量误差小于0.1pF,能满足实际要求，可以在此基础上开发实际的石英晶体中间测试系统。
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