智能仪器仪表课程论文

智能仪器仪表课程论文
智能仪器仪表课程论文

新疆农业大学

课程论文

题目: 智能仪器的发展与应用

课程: 智能仪器

姓名: 袁万杰

专业: 机械设计制造及其自动化班级: 机制104 班

学号: 103731433

指导教师: 石砦职称: 讲师

2013 年12 月19 日

智能仪器的发展与应用

作者:袁万杰指导老师:石砦

摘要:智能仪器的出现标志着现代电子测量技术将向着智能化、自动化、小型化、模块化和开放式系统发展。标志着测量仪器从独立的手工操作单台仪器走向程控多台仪器的自动测试。其应用在模糊逻辑、遗传算法、神经网络、专家系统、仿人智能、粗糙集理论、物元可拓方法、知识工程、模式识别、定性控制、小波分析、分形几何、混沌控制、数据融合技术等等,真可谓是八仙过海,各显神通。其各有所长,分别组合,取长补短,相得益彰。

关键词:智能仪器;RS232;VXI总线;虚拟仪器

Development and application of intelligent instrument

Author: Yuan Wanjie Tutor: Shi Zhai

Abstract:the intelligent instrument appearance marks the modern electronic measurement technology developed towards intelligent, automation, miniaturization, modularization and opening system development. Marks the automatic test and measurement instruments from independent manual operation of a single instrument to control multi instrument. Its application in fuzzy logic, genetic algorithm, neural network, expert system, artificial intelligence, rough set theory, matter element extension method, knowledge engineering, pattern recognition, qualitative control, wavelet analysis, fractal geometry, chaos control, data fusion technology and so on, is really The Eight Immortals Crossing the Sea, each shows special prowess. The Each one has his good points., respectively combined, complement each other, complement each other.

Keywords: intelligent instrument,;RS232,;VXI bus;virtual instrument

前言:在计算机技术和微电子技术的不断发展推动下,仪器仪表技术不断的

进步,相继诞生了PC仪器、虚拟仪器等微机化仪器及自动测试系统,微电

子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大

的冲击和革命性的影响。文章对智能仪器仪表的结构、特点及应用进行了简

单的介绍。

1. 智能仪器概述

微处理器在20世纪70年代初期问世不久,就被引进电子测量和仪器领域,所占比重在各项计算机应用领域中名列前茅。在这之后,随着微处理器在体积小、功能强、价格低等方面的进一步的发展,电子测量与仪器和计算机技术的结合就愈加紧密,形成了一种全新的微型计算机化仪器。由于这种含微型计算机的电子仪器拥有对数据的存储、运算、逻辑判断、自动化操作及与外界通信的功能,具有一定的智能作用,因而被称为智能仪器,以区别于传统的电子仪器。近年来,智能仪器已开始从较为成熟的数据处理向知识处理方面发展,并具有模糊判断、

故障判断、容错技术、传感器融合、机件寿命预测等功能,使智能仪器向更高的层次发展。由于智能仪器一开始就显示它强大的生命力,目前已成为仪器仪表发展的一个主导方向。并对自动控制、电子技术、国防工程、航天技术与科学试验等产生了极其深远的影响。

2. 智能仪器的结构

智能仪器实际上是一个专用的微型计算机系统,它由硬件和软件两大部分组成。硬件部分主要包括主机电路、模拟量输入/输出通道、人机接口电路、通信接口电路.其中主机电路用来存储程序、数据并进行一系列的运算和处理,它通常由微处理器、程序存储器、数据存储器及输入/输出(I/O)接口电路等组成,或者它本身就是一个单片微型计算机;模拟量输入/输出通道用来输入/输出模拟信号,主要由A/D转换器、D/A转换器和有关的模拟信号处理电路等组成;人机接口电路的作用是沟通操作者和仪器之间的联系,主要由仪器面板中的键盘和显示器组成;通信接口电路用于实现仪器与计算机的联系,以便使仪器可以接受计算机的程控命令,目前生产的智能仪器一般都配有GP-IB等通信接口。

智能仪器的软件分为监控程序和接口管理程序两部分。监控程序是面向仪器面板键盘和显示器的管理程序,其内容包括:通过键盘输入命令和数据,以对仪器的功能、操作方式与工作参数进行设置;根据仪器设置的功能和工作方式,控制I/O接口电路进行数据采集、存储;按照仪器设置的参数,对采集的数据进行相关的处理;以数字、字符、图形等形式显示测量结果、数据处理的结果及仪器的状态信息。接口管理程序是面向通信接口的管理程序,其内容是接收并分析来自通信接口总线的远程命令,包括描述有关功能、操作方式与工作参数的代码;进行有关的数据采集与数据处理;通过通信接口送出仪器的测量结果、数据处理的结果及仪器的现行工作状态信息。

3. 智能仪器的主要特点

与传统的电子仪器相比较,智能仪器具有以下几个主要特点:

(1)智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋钮式或琴键式切换开关来实施对仪器的控制,从而使仪器面板的布置和仪器内部有关部件的安排不在相互限制和

牵连。智能仪器广泛使用键盘,使面板布置于仪器功能部件的安排可以完全独立的进行,明显改善了仪器前面板及有关功能部件结构的设计,这样既有利于提高仪器技术指标又方便了仪器的操作。

(2)微处理器的运用极大地提高了仪器的性能。例如传统的数字万用表(DMM)只能测量电阻、交直流电压、电流等,而智能型的数字万用表不仅能进行上述测量,而且还能对测量结果进行诸如零点平移、平均值、极值、统计分析以及更加复杂的数据处理功能,是用户从繁重的数据处理中解放出来。目前有些智能仪器还运用了专家系统计数,使仪器具有更深层次的分析能力,解决专家才能解决的问题。

(3)智能仪器运用微处理器的控制功能,可以方便地实现量程自动转换、自动调零、触发电平自动调整、自动校准、自诊断等功能,有力地改善了仪器的自动化测量水平。。

(4)智能仪器具有友好的人-机对话能力,使用人员只需通过键盘输入命令,仪器就能实现某种测量和处理功能,与此同时,智能仪器还通过显示屏将仪器的运行状况、工作状态以及对测量数据的处理结果及时告诉使用人员,使人-机之间的联系非常密切。

(5)智能仪器一般都配有GP-IB或RS232等通讯接口,使智能仪器具有可程控操作的能力。从而可以很方便地与计算机和其他仪器一起组成用户所需的多种功能的自动测量系统,来完成更复杂的测试任务。

4. 智能仪器的发展趋势

20世纪70年以来,在新技术革命的推动下,尤其是微电子技术和微型计算机加护的快速发展,是电子仪器的整体水平发生很大变化,先后出现独立式智能仪器、GP-IB自动测试系统、插卡式智能仪器。在此基础上有出现了VXI总线仪器、虚拟仪器。这些技术的出现,改变了并将继续改变电子测量与仪器领域的发展,使之朝着智能化、自动化、小型化、模块化和开放式系统的方向发展。

5.仪器仪表的应用

(1)在仪器仪表结构、性能改进中的应用

首先,智能自动化技术为仪器仪表与测量的相关领域的应用开辟了广阔的前景。运用智能化软硬件,使每台仪器或仪表能随时准确地分析、处理当前的和以前的数据信息,恰当地从低、中、高不同层次上对测量过程进行抽象,以提高现有测量系统的性能和效率,扩展传统测量系统的功能,如运用神经网络、遗传算法、进化计算、混沌控制等智能技术,使仪器仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能。

其次,也可在分散系统的不同仪器仪表中采用微处理器、微控制器等微型芯片技术,设计模糊控制程序,设置各种测量数据的临界值,运用模糊规则的模糊推理技术,对事物的各种模糊关系进行各种类型的模糊决策。其优势在于不必建立被控对象的数学模型,也不需大量的测试数据,只需根据经验,总结合适的控制规则,应用芯片的离线计算、现场调试,按我们的需要和精确度产生准确的分析和准时的控制动作。

特别是在传感器测量中,智能自动化技术的应用更为广泛。用软件实现信号滤波,如快速傅立叶变换、短时傅立叶变换、小波变换等技术,是简化硬件,提高信噪比,改善传感器动态特性的有效途径,但需要确定传感器的动态数学模型,而且高阶滤波器的实时性较差。

(2)在虚拟仪器结构设计中的应用

在仪器仪表结构设计中,仪器厂家过去都是以源代码形式向用户提供智能虚拟仪器即插即用的仪器驱动器,为了简化最终用户的使用操作与开发过程,不断提高运行效率,以及编程质量和编程灵活性,相关仪器厂家在VXI即插即用的总线仪器驱动器标准的基础上作出了一套新的智能化仪器驱动软件规范,在虚拟仪器结构与性能上进行了下述多方面改进。

由于虚拟仪器采用了一系列智能自动化手段,彻底改变了以往VXI总线即插即用标准仪器驱动器的运行效率低,编程的结构、风格不一致,编程困难,质量低,工作量大,使用、维护麻烦等等一系列缺陷,从而在高效、高质量、安全可靠、使用方便、灵活的条件下实现全面地统一运行,显示出智能自动化技术对虚拟仪器以至整个仪器仪表工业高速发展的深远影响。

(3)仪器仪表网络化中的应用

网络化的智能测量环境将网上各种类型,不同任务的计算机和仪器仪表有机地联系在一起,完成各种形式的任务要求,如在某地采集数据后送往各种需要这些数据的地方,把相同数据按需拷贝多份,送往各需要部门;或者定期将测量结果送往远方数据库保存,供需要时随时调用。而多个用户可同时对同一过程进行监控,例如各部门工程技术人员、质量监控人员以及主管领导人员可同时分别在相距遥远的各地监测、控制同一生产运输过程,不必亲临现场而又能及时收集各方面数据,进行决策或建立数据库,分析现象规律。一旦发生问题,可立即展现眼前或重新配置,或即时商讨决策,立即采取相应措施。

综上所述,随着智能自动化技术应用的日益深入及应用范围与规模的不断扩大,我国的仪器仪表产业的发展水平必将快速迈向更高阶段。

6. 总结

智能仪器仪表是计算机科学、电子学、数字信号处理、人工智能等新兴技术与传统的仪器仪表技术的结合。作为智能仪器核心部件的单片计算机技术是推动智能仪器仪表向小型化、多功能化、人工智能化方向发展的动力。可以预见,不久的将来,各种智能化仪器仪表会应用于社会的各个领域。

不管是在现在,还是在未来,我们相信智能仪器将会在国家建设、企业发展中将会着发挥重要的作用,做一名测控技术与仪器专业的学生,学习和掌握各种智能仪器,对现在的学习,还是对未来就业等问题都会有非常重要的作用。

智能科技在仪器仪表中的应用正日新月异地飞速发展,许多其他领域的新技术也不断融合进来。例如在充分发挥光电束流最高速物性的基础上,智能化日益趋向人脑化。积极地利用人脑机制与生物DNA芯片的有机智能,与电子,光子计算速度的无机智能的高效、能动优势相结合,并使材料智能化,进而与虚拟化交互作用,共同提高。当今又有光互连技术正以极高的时空带宽、极小的电磁干扰和较小的互连功耗等一系列独特的物理性能,克服了电互连技术物理上的本质极限,为动态、灵活、高速、实时地重构网络互连结构,大大提高并行处理能力,开创出一个全新天地。

参考文献:

[1]李明生.电子测量仪器[J].北京:高等教育出版社,2012,17(11):101-104.

[2]赵茂泰.智能仪器原理及应用[M].电子工业出版社,2012.

[3]李蕾,薛剑波.智能仪器仪表及其发展趋势[J].平原大学学,2011,21(2):10-18.

[4]毛伟云.基于ARM的嵌入式智能仪器的研究与设计[D].西北工业大学硕士学位论

文,2007.

[5]姜玉柱.智能仪器及其发展前景综述[M].制造业信息化,2013.

[6]Chris, Dede.The Evolution of Constructivist Learning Envi-ronments: Immersion in Dis

tributed Virtual Worlds[J]. Ed-ucational Technology, Sept-Oct, 2010.

智能仪器 课程设计

题目要求: 利用三轴加速度传感器实现跌倒的检测。在PSoC 3 FirstTouch板上实现。 一、学习PSOC的开发环境creator的使用。首先图示化选定所用的硬件并产生该硬件的API 函数,然后类似keil环境下做C语言程序。 二、https://www.360docs.net/doc/6f10073760.html,/data/html/2010-9-14/85764.html理解加速度传感器检测跌倒的算法原理。 三、PSoC 3 FirstTouch上有三轴加速度传感器KXSC7-2050,实现跌倒检测算法。 摘要 跌倒是指人身体的任何部位意外地触及地面或其它较低的平面,而当事人无法实时做出反应.跌倒是对健康,乃至生命的严重威胁。随着老龄化社会的到来,对跌倒的监测和及时报警日益成为一个紧迫的问题。 跌倒监测报警系统的目标是能够将跌倒(Fall)与日常生活的正常动作(Activities of Daily Life,ADL)区分开来,准确地检测跌倒的发生,并智能判断是否需要报警求助。从而尽可能地缩短救助时闻,减小跌倒带来的伤害,降低误报率,最终提升被监测者的生活质量。 本次研究采用了PSoC 3 FirstTouch实验板,利用三轴加速度传感器KXSC7-2050搭建了三维加速度监测系统。 研究主要分为两部分:第一,对跌倒和ADL进行定义和模式分类,通过佩戴在腰间的数据记录系统记录各模式下的三维加速度数据,并对其进行处理、分析和比较;第二,根据分析结果,提出了以SVM或SMA为特征量,以人体状态及姿态为辅助判据的算法,并总结出了具体阈值相关参数。另外,还提出了基于三维加速度数据的步态分析及跌倒预警的设想,并进行了步频分析等初步的分析与论证. 关键词:跌倒检测监测三维加速度传感器 跌倒判断方式 对跌倒的自动检测可通过直接或间接的手段。常见的手段包括: (1)视频分析:需要在每个盗测区域安置设备,不方便且昂贵; (2)声响或振动分析:该方法认为跌倒可通过频率分析与其它活动区分开来,但各种各样的地面材质是一个棘手蛉问题; (3)智能护理系统:跌倒发生后的当然结果就是在其后的一段时期内,被监测者几乎不会有运动,缺点是反应需要的对间较长且易误报警; (4)随身佩戴的装置:它们能够即时检测出跌倒,且如果有智能判断,可自动决定是否发出摄警或求救信号。’ 显然,第四种方案简便、可靠、经济,且易与现有技术结合,从而达到更好的监测效果,难点在予检测的准确性:既不能漏过每一次跌倒,也不能将正常活动误报为跌倒,其中的平衡取舍较难掌握。 早期的跌倒判定手段和方法比较简单,其结果也受较大的限制。如,手杖中的水银开关。该检测方法默认,当跌倒发生时,手杖也躺倒呈水平状态,此时水银开关导通发出报警信号。显然这样的手段太过简单,结果也很粗糙。之后渐渐出现了以加速度信号为监测对象的监测

仪器分析在医药的应用

仪器分析在药物分析的应用 班级:12食品姓名:李娜学号:12110217 【摘要】近年来,随着仪器分析在医药领域应用越来越广泛,越来越多的的新技术新方法被应用在医药制造分析方面,本文对医药领域方面的仪器分析应用整理并统一综述。【关键词】仪器分析医药应用制造高效毛细管电泳应用 【正文】 高效毛细管电泳(HPCE)又叫毛细管电泳(CE),是必高压电场为驱动力,以毛细管及其内壁为通道和载体,利用样品各组分之间电泳淌度或分配行为的差异而实现分离的一类液相分离技术。目前已广泛应用于生命科学、生物技术、临床医学、药物学和环境保护等领域。采用HPCE法能数秒至数分钟内可冲洗再生,不易污染,能直接进样水溶性蛋白样品。此外,它呵在185~210nm波长下进行监测,因其避免了高效液相色谱仪(HPLC)在短紫外波长测定时易受到所用溶剂截止波长的干扰,这样就可测定分子中不带生色团的药物,扩大了监测范围[1],这些优点与传统药物分析方法相此更突出了HPCE在这一领域巾的优势地位,使毛细管电泳在体内药物分析领域有着极其广阔的应用前景。 1.概述 1.1 电泳及其发展介绍 电泳是带电粒子在电场力作用下,以不同的速度向电荷相反方向迁移的现象.称之为电泳。由于不同离子所带电荷及性质的不同,迁移速率不同,可实现分离。1937年,蒂塞利乌斯将蛋白质混合液放在两段缓冲溶液之间,两端施以电压进行自由溶液电泳,第一次将人血清提取的蛋白质混合液分离出白蛋白和α、β、γ球蛋白;发现样品的迁移速度和方向由其电荷和淌度决定;第一次的自由溶液电泳;第一台电泳仪;1948年,获诺贝尔化学奖。 1.2 传统电泳和高效毛细管电泳的比较 传统电泳:(纸电泳,凝胶电泳等)操作烦琐,分离效率低,定量困难,无法与其他分析相比。高效毛细管电泳(HPCE):是指离子或带电粒子以毛细管为分离室,以高压直流电场为驱动力,依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的液相分离分析技术。高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进:一是采用了0.05mm内径的毛细管;二是采用了高达数千伏的电压。 1.3 HPCE的特点 高灵敏度:常用紫外检测器的检测限可达10-13-10-15mol,激光诱导荧光检测器(LIF)则达10-19-10-21。 高分辨率:每米理论塔板数为几十万,高者可达几百万乃至几千万。

仪器分析心得体会

仪器分析心得体会 篇一:仪器分析的感想 对仪器分析课程的认识和感想 仪器分析是高等学校等有关专业开设的一门基础课,其目的是使学生在大学学习期间掌握有关仪器分析中一些常用方法的基本原理、特点和应用,对于将来参加科学研究或具体实际工作都是很有益的。 仪器分析法是以物理和化学及其信号强度为基础建立起来的一种分析方法,使用比较复杂和特殊的仪器。仪器分析的基本原理源于分析化学。分析仪器的发展与分析化学的发展紧密相关,分析化学经历过三次重大变革,使得仪器分析也逐步升级,从仪器化、电子化、计算机化到智能化、信息化以至仿生化。 常用的仪器分析方法主要包括几类:光学分析法、电化学分析法、色谱分析法、质谱法。这些方法依据的原理不同,具有的性能指标如精密度、灵敏度、检出限、测定下限、线性范围、准确度等,在选择方法时,还要有一些考虑,如对样品结果准确度的要求,还有费用(包括仪器的购置费、运转费)、样品量、分析速度等。使用仪器分析法检测样品,具有效率高、速度快、方便、实用的特点。 仪器分析的应用范围十分广泛。仪器分析与科学四大理论(天体、地球、生命、人类起源和深化)及人类社会面临

的五大危机(资源、粮食、能源、人口、环境)问题的解决密切相关,也与工农业生产及人们日常衣食住行用的质量保证等领域密切相关,仪器分析的发展包括仪器和方法两方面的发展,仪器分析的发展趋势表现在建立原位、在体、实时、在线的动态分析检测方法建立无损以及多参数同时检测方法。现在以实现各种分析法的联用;分析仪器的智能化、自动化和微型化等几个方面。 通过对仪器分析这一课程的学习,对常用仪器的基本原理、特点、使用方法和应用都有了大致的认识和掌握。这门学科的实用性强,应用广泛。它的方法和基本思想如逻辑思维,对以后的科研和日常的工作有巨大的帮助。如果能对仪器分析这门课程有深刻认识,对以后仪器的创新和发展也能尽到一份力。 篇二:《仪器分析》问题学习法总结 《仪器分析》问题学习法心得体会 虽然只有短短的八周学习时间,但在张玲老师的指导学习下,使我对仪器分析这门学科了解颇多。通过学习是我知道仪器分析是我们学化学的必学的一门课程,是化学分析中不可缺少的方法。而且随着科技的发展,仪器分析变得越来越重要,在化学分析中的应用也越来越广泛。因此,我们必须学好仪器分析。就像张玲老师说的那样,大学毕业后我们什么书都可以卖掉,但《仪器分析》这本书一定要留下来。

智能仪器课程设计报告

智能仪器设计课程设计报告 ―――采用RS 485标准的主从式多机系统设计 学生姓名:王** 学号:********* 班级:******** 任课教师:*** 成绩:

1、设计要求 a) 系统基本结构:1个51系列单片机主机、2个51系列单片机从机(从机1 和从机2)、采用RS 485组成主从式多机系统; b) 系统基本功能:在主机键盘上按“1”键,从机1的LED数码显示器上显示“1”,此后从机1键盘上每按下1个数字键,主机LED数码显示器上能显示对应的数字,当从机1键盘上按下“0”键时,此次通信结束,从机1键盘上再按下任意数字键,主机不显示相应数字;在主机键盘上按“2”,从机2的LED数码显示器上显示“2”,此后从机2键盘上每按下1个数字键,主机LED数码显示器上能显示对应的数字,当从机2键盘上按下“0”键时,此次通信结束,从机2键盘上按下任意数字键后,主机不显示相应数字; c) 选做:从机1和从机2可设计成相关物理量的测量系统,当主机呼叫从机时,从机能把最新的测量值发给主机。 2、方案论证 (1)系统组成:由三个51单片机构成主从通信系统(本组使用的芯片型号是STC89C52,其功能是一致的),每个单片机搭配LED数码管显示器和键盘;通信采用RS-485标准,可使用MAX485芯片作为通信收发器,单片机控制MAX485的使能端进行发送和接受逻辑控制;单主机多从机的通讯系统需要区分地址信息和数据信息,可利用51串口模式中的模式2进行通信,修改主机的SCON.3状态表明主机发送的是否是地址信息,修改某台从机的SM2状态来建立和主机的唯一通信;数据输入使用键盘输入,数据显示可简单的使用数码管显示。

仪器分析课程论文

毛细管电泳综述 摘要:自 1988 年第一台商品化的毛细管电泳仪问世,距今已有二十多年的时光。在这期间,毛细管电泳(CE)技术无论在理论还是应用方面,都得到了飞速的发展。今天,CE 技术已逐渐成熟,在分析化学、生物化学、环境化学、材料化学、临床化学、有机化学、天然产物化学和药物化学等领域有着广泛的应用。CE 技术作为一种强有力的分离分析手段,已成功地应用于小分子、大分子、中性化合物和荷电化合物的分离。检测器是毛细管电泳仪器的关键部件,本文主要对毛细管电泳的检测器进行讨论,介绍一下我们自制的电导检测器。关键词:毛细管电泳,检测器 第一章前言 电泳是指带电粒子在电场作用下向电性相反的方向迁移的现象,据此对某些化学或生物化学组分进行分离的技术称为电泳技术。毛细管电泳(CE)又称高效毛细管电泳(HPCE),是指以毛细管为分离室,以高压电场为驱动力的一类新型现代电泳技术,它于 80 年代中后期迅速发展,其原理是在高压电场和毛细管分离通道中,依据试样中各组分电泳淌度和分配行为上的差异而实现分离的一类分析技术。与经典电泳相比,毛细管电泳法克服了由于焦耳热引起的谱带宽和柱效较低的缺点。毛细管电泳引入高的电场强度,改善了分离质量,具有分离效率高、速度快和灵敏度高等特点,而且所需样品少、成本低,更为重要的是,它又是一种自动化的仪器分析方法。毛细管电泳法与高效液相色谱一样同是液相分离技术,在很大程度上两者互为补充,但无论从效率、速度、用量和成本来说,毛细管电泳法都显示了它独特的优势。毛细管电泳分离技术与传统的平板电泳和现代液相色谱分离技术相比具有很多优点:1.高效(105-107理论塔板数/米);2.快速(几十秒至几十分钟); 3.分离模式多,选择自由度大; 4.分析对象广,从无机离子到整个细胞; 5.高速自动化; 6.样品需量小,无环境污染,运行成本低,如:毛细管电泳可通过改变操作模式和缓冲液成分,根据不同的分子性质(如大小、电荷数、疏水性等)对极广泛的物质进行有效分离,而高效液相色谱法要用价格昂贵的色谱柱和溶剂。可见,毛细管电泳法具有仪器简单、分离模式多样化、应用范围广、分析速度快、分离效率高、灵敏度高、分析成本低、环境污染小等优点。 CE的研究可追溯到60 年代,1967 年由Stellen Hjerten 撰写的一篇论文,他使用3 mm 内径的石英毛细管,进行自由溶液区带电泳(CZE)[1],由于意识到焦耳热会引起严重的峰展宽,他使用旋转毛细管的方法减小温度梯度的影响。1974 年,Virtanen 通过实验比较,认为使用细内径毛细管是降低焦耳热效应、提高分离效率的主要方法[2]。1979 年,Mikkers 采用200 μm 内径的聚四氟乙烯管和电导检测器分离了16 种有机离子,获得了105 plates/m 的高柱效[3],这是毛细管电泳发展中第一个突破性成就。第二个突破性成就是Jorgenson 等人于1981 年完成的[4],他们采用内径为75 μm 的石英毛细管和荧光检测器,配以30 kV 的高电压,获得了 4 × 105 plates/m 的柱效,使传统电泳技术发生了根本变革,迅速发展成为可与气相色谱(GC)和高效液相色谱(HPLC)相媲美的新颖的分离和分析技术——高效毛细管电泳(HPCE)。1983 年Hjerten 开展了很多开创性的工作,把传统的聚丙烯酰胺凝胶电泳移植到毛细管中,创建了毛细管凝聚电泳(CGE)[5];1984 年Terabe 在毛

在线作业答案西交《现代仪器分析》在线作业15秋100分答案

西交《现代仪器分析》在线作业15秋100分答案 一、单选题(共 25 道试题,共 50 分。) 1. 气相色谱中,相对校正因子与()无关。、 A. 载气种类 B. 检测器结构 C. 标准物 D. 检测器类型 正确答案: B 2. 某有色物质溶液,每100mL中含该物质0.2mg。今用1cm比色杯在某波长下测得透光率为10%,这该物质的E1%1cm= ( )、 现代仪器分析论文 A. 1.0 × 102 B. 1.0× 103 C. 5.0 × 102 D. 5.0× 103 正确答案: D 3. 3,3-二甲基戊烷:受到电子流轰击后, 最容易断裂的键位是: ( ) 、 A. 1和4 B. 2和3 C. 5和6 D. 2和3 正确答案: B 4. 对于异丙叉丙酮CH3COCH=C(CH3)2的溶剂效应,以下说法正确的是()。、 A. 在极性溶剂中测定n→π*跃迁吸收带,λmax发生短移 B. 在极性溶剂中测定n→π*跃迁吸收带,λmax发生长移 C. 在极性溶剂中测定π→π*跃迁吸收带,λmax发生短移 D. n→π*和π→π*跃迁吸收带波长与溶剂极性无关。 正确答案: A 5. 某稀溶液浓度为C, 测得透光率为T,若该溶液浓度变为0.5C,2C,3C,则其透光率将分别为()。、 A. 0.5T,2T,3T B. T1/2,T2,T3 C. T×lg0.5,T×lg2,T×lg3 D. T/0.5, T/2, T/3 正确答案: B 6. 下列哪种因素将使组分的保留时间变短?( )。、 A. 降低流动相的流速 B. 增加色谱柱柱长 C. 正相色谱环己烷-二氯甲烷流动相系统增大环己烷比例 D. 反相色谱乙腈-水流动相系统增加乙腈比例 正确答案: D 7. Van Deemter方程中,影响A项的因素有()、 A. 载气分子量

智能仪器课程设计说明书智能温度测量仪表方案设计

前言 (2) 第一章智能温度测量仪表方案设计与论证 (3) 功能与要求 (3) 方案的论证与比较 (3) 方案的确定 (5) 1.3.1数据采集通道的理论计算 (5) 1.3.2温度值粗测理论推导 (6) D的理论推导 (6) 1.3.3 根据T1确定差分部分AV 第二章智能温度测量仪表的硬件设计 (7) 系统硬件框图 (7) 系统的输入通道设计 (7) 单片机最小系统 (8) 人机接口电路 (8) 2.5串口电路 (9) 执行电路 (9) 第三章软件设计 (10) 下位机软件的设计 (10) 3.1.1下位机主程序设计 (10) 3.1.2 CH451中断子程序设计 (11) 3.1.3数字滤波函数和ADC0809读函数设计 (12) 3.1.4快速测量温度粗值函数设计 (13) 3.2上位机软件设计 (13) 第四章智能温度测量系统的安装与调试 (15) 硬件调试 (15) 软件调试 (15) 4.3整机调试过程 (16) 第五章设计体会与小结 (17) 参考文献 (18) 附录 (19)

前言 随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域,已经成为一种比较成熟的技术, 本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的测温系统,描述了利用温度传感器PT100测温系统的过程,对传感器在单片机下的硬件连接,软件编程以及各模块系统流程进行了分析,对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现温度采集和显示,灵敏度高、体积小、功耗低等优点,适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量,也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中,作为其他主系统的辅助扩展。

智能仪器设计课程设计

智能仪器设计课程设计 8. 试设计智能仪表 实现智能数字显示仪表。要求8位数码管显示(4位显示测量值,4位显示设定值),4输入按钮(功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少),可设定上下限报警(蜂鸣器报警)。适配Cu100热电阻,测温范围为0℃~150℃。采用位式(两位、三位,具有滞环)控制、并用晶闸管过零驱动1000W电加热器(电源电压为AC220V)。 《智能仪器设计基础课程设计》----40题目 教学说明: 如下设计题目应该在课程开始时布置,并在教学中安排时间,以产品设计案例教学方式讲授如何理解题目以及如何实现题目,并补充完成题目所需要的相关知识。 如下的智能仪表课程设计题目,都是小型智能仪表产品开发方面的题目。涉及智能仪表硬件与软件设计。智能仪器课程设计是智能仪器课程教学的重要环节,根据设计智能仪表产品的课程改革目的,特选择一些小型智能仪表产品作为课设题目,满足教学需求。课程题目小,学生容易学,上手快,可以在短时间走完智能仪表设计的全过程,学会产品设计步骤。 1.设计基本要求 (1)正确理解设计题目,经过查阅资料,给出正确设计方案,画出详细仪表原理框图(各个功能部分用方框表示,各块之间用实际信号线连接)。 在互连网上收集题目中所用到的器件资料,例如传感器(热偶分度表等)、信号调理电路、AD转换器、单片机、继电器、电源、显示器件等。 在互连网上收集相关单片机的显示、AD转换、显示、控制算法等程序。 在充分研究这些资料基础之上,给出设计方案(选择信号调理电路、单片机、显示、按键输入、继电器驱动、电源等,简要说明选择的理由) (2)用Protel99SE软件设计仪表详细原理图。 要求正确标记元件序号、元件数值、封装名。 (3)设计PCB图 在画PCB前应该购买元件,因为有了元件才知道封装尺寸,但也可以不购买元件,只到元件商店测量实际元件尺寸后,画封装图。 (4)熟悉单片机内部资源,学会ADC、SPI接口、定时器、中断、串口、I/O引脚等模块的编程。 (5)采用C语言开发所设计仪表的程序。 按照题目要求,确定仪表需要完成的任务(功能),然后分别编制各任务的程序。程序应该有说明,并有详细注释。 说明:若是不安装实验板或是最小系统板,就只能用Atmel公司的A VR Studio软件或是Keil软件(随意下载)仿真,则学习效果将大打折扣。 2.设计(考试)说明书 说明书内容: (1)封面内容: 《智能仪器设计基础》考试题 题目号:

仪器分析论文

仪器分析总结 本学期我们开的仪器分析是化学学科的一个重要分支,它是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法。利用较特殊的仪器,对物质进行定性分析,定量分析,形态分析。仪器分析方法所包括的分析方法很多,目前有数十种之多。每一种分析方法所依据的原理不同,所测量的物理量不同,操作过程及应用情况也不同。 仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备,通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。仪器分析的分析对象一般是半微量(0.01-0.1g)、微量(0.1-10mg)、超微量(<0.1mg)组分的分析,灵敏度高;仪器分析大致可以分为:电化学分析法、核磁共振波谱法、原子发射光谱法、气相色谱法、原子吸收光谱法、高效液相色谱法、紫外-可见光谱法、质谱分析法、红外光谱法、其它仪器分析法等,这学期我们学的主要是气相色谱法、原子光谱法、高效液相色谱法、紫外-可见光谱法、红外光谱法、分子发光分析法、紫外可见分光光度法。 紫外--可见分光光度法是根据物质分子对波长为200-760nm这一范围的电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性、定量和结构分析方法。操作简单、准确度高、重现性好。波长长(频率小)的光线能量小,波长短(频率大)的光线能量大。分光光度测量是关于物质分子对不同波长和特定波长处的辐射吸收程度的测量。适用于低含量组分

测定,还可以进行多组分混合物的分析。利用催化反应可大大提高该法的灵敏度。 红外光谱法又称“红外分光光度分析法”。简称“IR”,分子吸收光谱的一种。是利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析及对各种吸收红外光的化合物的定性和定量分析的一法。被测物质的分子在红外线照射下,只吸收与其分子振动、转动频率相一致的红外光谱。对红外光谱进行剖析,可对物质进行定性分析。化合物分子中存在着许多原子团,各原子团被激发后,都会产生特征振动,其振动频率也必然反映在红外吸收光谱上。据此可鉴定化合物中各种原子团,也可进行定量分析。红外吸收光谱法主要用于鉴定有机化合物的组成,确定化学基因及定量分析,已用于无机化合物。 分子发光分析法是某些物质的分子吸收一定能量后,电子从基态跃迁到激发态,以光辐射的形式从激发态回到基态,这种现象称为分子发光,在此基础上建立起来的分析方法为分子发光分析法。此种方法对某些元素具有较高的灵敏度和选择性。 原子光谱法根据与电磁辐射作用的物质是以气态原子还是以分子(或离子团)形式存在,可将光谱法分为原子光谱法和分子光谱法两类。原子光谱法是由原子外层或内层电子能级的变化产生的,它的表现形式为线光谱。属于这类分析方法的有原子发射光谱法(AES)、原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)以及X射线荧光光谱法(XFS,这是应对欧盟RoHS指令最主要的仪器)等。原子光谱法可以分为以下三类:(1)原子发射光谱分析(AES),它是利用原子

EDA乐曲硬件演奏电路设计 课程设计

摘要 乐曲演奏广泛用于自动答录装置、手机铃声、集团电话、及智能仪器仪表设备。实现方法有许多种,随着FPGA集成度的提高,价格下降,EDA设计工具更新换代,功能日益普及与流行,使这种方案的应用越来越多。如今的数字逻辑设计者面临日益缩短的上市时间的压力,不得不进行上万门的设计,同时设计者不允许以牺牲硅的效率达到保持结构的独特性。使用现今的EDA软件工具来应付这些问题,并不是一件简单的事情。FPGA预装了很多已构造好的参数化库单元LPM 器件。通过引入支持LPM的EDA软件工具,设计者可以设计出结构独立而且硅片的使用效率非常高的产品。 本课设在EDA开发平台上利用VHDL语言设计数控分频器电路,利用数控分频的原理设计乐曲硬件演奏电路,并定制LPM-ROM存储音乐数据,以“两只老虎”乐曲为例,将音乐数据存储到LPM-ROM,就达到了以纯硬件的手段来实现乐曲的演奏效果。只要修改LPM-ROM所存储的音乐数据,将其换成其他乐曲的音乐数据,再重新定制LPM-ROM,连接到程序中就可以实现其它乐曲的演奏。 关键词:FPGA;EDA;VHDL;音乐

目录 设计要求 (1) 1、方案论证与对比 (1) 1.1方案一 (1) 1.2方案二 (1) 1.3综合对比 (1) 2 乐曲演奏电路原理 (2) 2.1 音乐演奏电路原理 (2) 2.2 音符频率的获得 (2) 2.3 乐曲节奏的控制 (3) 2.4 乐谱发生器 (3) 2.5 乐曲演奏电路原理框图 (3) 3音乐硬件演奏电路的设计实现 (4) 3.1 地址发生器模块 (4) 3.1.1 地址发生器的VHDL设计 (4) 3.2 分频预置数模块 (6) 3.2.1 分频预置数模块的VHDL设计 (6) 3.3 数控分频模块 (8) 3.3.1 数控分频模块的VHDL设计 (8) 3.4 music模块 (10) 3.4.1 音符数据文件 (10) 3.5.2 LPM-ROM定制 (12) 3.6 顶层文件 (14) 4 时序仿真及下载调试过程 (16) 4.1 时序仿真图 (16) 4.2 引脚锁定以及下载 (17) 4.3调试过程及结果 (17) 5扩大乐曲硬件演奏电路的通用性 (18) 5.1 完善分频预置数模块的功能 (18) 设计总结与心得体会 (21) 参考文献 (22)

智能仪器课程设计报告

专业课程设计报告 题目:基于DS18B20的温度测量系统 系别:信息工程系 专业班级: 学生姓名: 指导教师:丹丹 提交日期:2012年5月18日

目录 一、前言 (3) 二、系统组成 (3) 1、设计思路 (4) 2、基本要求 (4) 3、课程设计目的 (4) 三、硬件电路组成及工作原理 (4) 1、温度传感器功能模块 (5) 2、AT89C51单片机 (7) 3、8550PNP三极管 (10) 4、晶振电路 (10) 5、复位电路 (11) 6、键盘电路 (12) 7、显示电路 (13) 四、整体仿真调试与实物连接....... 错误!未定义书签。 五、整体电路图 (15) 六、心得体会 (16) 七、参考文献 (17) 八、附录(源程序) (17)

智能温度测量系统的设计 一、前言 温度是一种基本的环境参数,人民的生活与环境的温度息息相关,在工业生产过程中需要实时测量温度,在农业生产中也离不开温度的测量。因此研究温度的测量方法和装置具有重要意义。测量温度的关键是温度传感器,温度传感器的发展经历了三个发展阶段:传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前,国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式,集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。本文所介绍的智能温度测量系统是基于DS18B20型数字式温度传感器,在89C51单片机的控制下,对环境温度进行实时控制的装置。该系统测量范围宽、测量精确度高,该系统可广泛适用于人民的日常生活和工、农业生产的温度测量。 二、系统组成 智能温度测量系统主要由数字温度计、单片机控制电路、数字式温度显示电路、风扇降温电路、键盘电路、串口通信电路等六部分组成。系统原理框图如下: 图1智能温度测量系统原理框图

现代生物学仪器分析

现代生物学仪器分析在生命科学研究中的应用 生命科学的发展与生物学仪器分析技术的进步密切相关,比如X射线晶体衍射对DNA双螺旋结构的发现起着至关重要的作用,而DNA双螺旋结构的发现奠定了现代分子生物学的基石,使微观世界的大门为我们敞开,让我们得以一窥微观领域的奇妙景象。一代测序技术的问世使人类得以提前完成人类基因组计划,第二代,第三代测序技术的出现,不仅大大降低了测序成本,还大幅提高了测序速度,并且保证了高准确性,为现代生物学的研究提供了强有力的帮助。诞生于上个世纪八十年代的生物质谱技术,为功能基因组,蛋白质组的研究奠定了基础。随着科学技术的发展,更精确,更快速,选择性更高,灵敏度更高的分析仪器以及新的技术和新的方法会不断的涌现出来,从而加速生命科学研究的不断发展。 现代生物学仪器分析中有“四大谱”和“三大法”。生物分子的结构分析最有效的方法就是“四大谱”:紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱。而生物大分子结构测定的最重要和应用最广泛的“三大法”分为X射线晶体衍射分析、核磁共振波谱分析和冷冻电镜。 紫外可见吸收光谱是通过研究溶液中生物分子对紫外和可见光谱区辐射能的吸收情况对生物分子进行定性、定量和结构分析的方法。通常我们所说的紫外光谱其波长范围主要是为200~800nm。由于不同物质的分子其组成和结构不同,它们所具有的特征能级也不同,其能级差不同,而各物质只能吸收与它们分子内部能级差相当的光辐射,所以不同物质对不同波长光的吸收具有选择性。紫外可见吸收光谱应用广泛,不仅可进行定量分析,还可利用吸收峰的特性进行定性分析和简单的结构分析。近年来,随着生命科学领域的发展,紫外可见吸收光谱在生命科学领域应用的越来越广泛。比如利用紫外-可见吸收光谱对生物样品的定性分析,鉴定生物样品的种类、纯度等;还可以利用紫外-可见吸收光谱测定生物样品的浓度(蛋白质,核酸等) 红外—拉曼光谱在生命科学领域应用十分广泛,因为拉曼样品用量很少,不需要对生物样品进行固定、脱水、包埋、切片、染色、标记等繁琐的前处理程序,不仅操作简单,而且不会损伤样品从而能够获得样品最真实的信息。另外,生物大分子多是处在水溶液中,研究它们在水溶液中的结构对于了解生物大分子的结构和性能的关系非常重要。由于水的红外吸收很强,因此用红外光谱研究生物体系有很大局限性,而水的拉曼散射很弱,干扰小,而且单细

仪器分析技能总结与综合

分析技能总结与综合 本学期我们学仪器分析课程的同时做了本课程的实验。理论可以指导实验,通过实验可以验证和发展理论。对于大多数同学来说,将来并不从事分析仪器制造或者仪器分析研究,而是将仪器分析作为科学实验的手段,利用它来获取所需要的 信息。 仪器分析实验的目的是让学生以分析仪器为工具,亲自动手去获得需要的信息,是学生走向未来社会独立进行科学实践的预演。本次实验课程收获很多。 仪器分析是以测量物质的某些物理和化学性质的参数来确定其化学组成,含量或结构的分析方法。在最终测量过程中,利用物质的这些性质获得定性,定量,结构以及解决实际问题的信息。 仪器分析的分类 一,电化学分析法建立在溶液电化学性质基础上的一类分析方法,包括电位分析法,库仑分析法,电重量分析法,伏安法和极谱分析法以及电导分析法。 二,色谱法利用混合物中各组分不同的物理和化学性质来达到分离的目的。分离后的组分可进行定性和定量分析,有时分离和测定同时进行,有时先分离后测定。包括气相色谱法和液相色谱法等。 色谱的定性分析-确定各色谱峰所代表的化合物。 各种物质在一定的色谱条件下均有确定的保留值,故保留值可作为一种定性指标(目前各种色谱定性方法的依据)。不同物质在同一色谱条件下,可能具有相似或相同的保留值,即保留值并非专属。仅根据保留值对一个完全未知的样品定性是困难的。如果在了解样品的来源、性质、分析目的的基础上,对样品组成作初步的判断,再结合下列的方法则可确定色谱峰所代表的化合物。 色谱定性和定量分析 利用保留值定性(最常用、最简单)

1.利用纯物质定性相同条件下,通过对比试样中具有与纯物质相同保留值的色谱峰,确定试样中是否含有该物质。该法不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。 2.利用加入法定性作出未知样品的色谱图,然后在未知样品加入某已知物,又得到一个色谱图。峰高增加的组分即可能为这种已知物。 色谱图的意义 ①根据色谱峰的个数,可以判断样品中所含组分的最少个数是样品中所含组分的最少个数; ②色谱峰的保留值,色谱定性分析的依据; ③色谱峰下的面积或峰高,色谱定量分析的依据; ④色谱峰的保留值及其区域宽度,评价色谱柱分离效能的依据; ⑤色谱峰两峰之间的距离,评价固定相(或流动相)选择是否合适的依据。 三,光学分析法建立在物质与电磁辐射互相作用基础上的一类分析法,包括原子发射光谱法,原子吸收光谱法,紫外—可见吸收光谱法,红外吸收光谱法,核磁共振谱法,分光和荧光光度法和X射线衍射法等。 我们本学期一共做了十二个分析试验,分别是一下十二个 (1)核磁共振波谱法研究乙酰丙酮的互变异构现象 核磁共振属于光学分析法。核磁共振波谱是以电磁波作用于磁场中的原子核时,原子核产生自旋跃迁所得的吸收波谱。由于各原子核所处的化学环境不同,使不同的有机化合物呈现不同的核磁共振谱,因此可以用核磁共振谱法测定和确证有机化合物的结构,检验化合物的纯度和进行混合物的分析。 为了让原子核自旋的进动发生能级跃迁,需要为原子核提供跃迁所需要的能量,这一能量通常是通过外加射频场来提供的。当外加射频场的频率与原子核自旋进动的频率相同的时候,即入射光子的频率与Larmor频率γ相符时,射频场的能量才能够有效地被原子核吸收,为能级跃迁提供助力。因此某种特定的原子核,在给定的外加磁场中,只吸收某一特定频率射频场提供的能量,这样就形成了一个核磁共振信号。 核磁共振的条件之一是外磁场中存在着具有磁矩的原子核。本实验是利用核磁

现代仪器分析综述

现代仪器分析综述 (1309011025 韩武) 现代仪器分析为现代分析化学奠定了雄厚的学科理论基础——信息理论, 使现代仪器分析已经成为分析化学极其重要的组成部分,现代仪器分析所采用的分析仪器是化学、光学、电学、磁学、机械及计算机科学等现代科学综合发展的产物,仪器本身就是科学技术水平的标志。若能充分利用现代仪器分析方法和技术, 就能更加全面、准确地认识物质世界, 进一步促进科学技术向纵深发展。 1、现代分析仪器的发展及发展趋向 现代仪器分析是在化学分析的基础上逐步发展起来的一类分析方法,现代分析仪器对科技领域的发展起着关键作用,一方面科技领域对分析仪器不断提出更高的要求,另一方面随着科学技术的飞速发展,新材料、新器件不断涌现又大大推动了分析仪器的快速更新,同时为仪器分析中老方法的不断更新、新方法的不断建立提供了物质和技术基础,大大地促进了现代仪器分析的快速发展。现代分析仪器的发展趋向主要有以下特点:向多功能化、自动化和智能化方向发展,向专用型和微型化方向发展,向多维分析仪器方向发展,向联用分析仪器方向发展。仪器分析的最主要的功能是人类五官感触的延伸,人类智慧利用了光、电和磁的物理特性通过物理和化学手段将微小的物理量放大,而获得感知小型化集成化(芯片)、多功能化(联用技术)和高稳定、高灵敏度检测是仪器分析发展的最高境界。20 世纪 70 年代中期首先出现了二维气相色谱技术,70 年代后期迅速发展了二维质谱技术和二维核磁共振波谱技术。二维气相色谱技术可使 用一种流动相在两根串联的色谱柱上对组成复杂的样品实现完全分离:二维质谱技术可同时提供强的碎片离子峰和强的分子离子峰,从而获得完整的结构信息;二维核磁共振波谱技术可提供固体物质、生物大分子的三维结构,显示原子核在样品中分布的立体图像。由上述分析仪器的发展和发展趋向 ,可知现代分析仪器是一种高科技产品,它综合采用了各种技术的最新成果,在不断创新与自身发展的同时,又为各个科技领域的研究和发展提供有力的手段和重要的信息。 2、现代仪器分析的内容和分类 现代仪器分析方法内容丰富,种类繁多,每种方法都有相对独立的物理及物理化学原理,现已有三四十种,新的方法还在不断地出现。为了便于学习和掌握,根据测量原理和信号特点,大致分为电化学分析法、色谱分析法、质谱分析法,

中学中仪器分析归纳

仪器分析在高中教学设置思考 象山中学唐朝军 摘要:仪器分析作为分析化学重要分支之一,在与化学相关的各行各业中具有重要的作用。本文结合我国高中化学的课标和高中教材,对仪器分析作以归纳和总结,并关注新课程的化学改革中仪器分析教学问题和未来的新动向。 关键词:现代分析测试技术仪器分析新课程改革 现代分析测试技术的发展水平是国家科技水平和综合国力的重要标志之一。科学研究离不开现代分析测试技术的发展,同样,科学仪器的发展体现国家科技水平和综合国力。化学是一门以实验为基础的学科,实验贯穿于整个学习过程。仪器分析作为实验化学的一部分,与实验化学有着密不可分的关系,但又有着与高中其它实验部分与众不同的特点。仪器分析在化工、制药、食品分析、环境监测以及生命科学等领域有着广泛的应用,在有关专业教学中占有重要地位,是高等院校化学专业和化学相关专业必修的基础课程之一。笔者搜索1994年至今的化学教育发现大学中讨论仪器分析的有56篇。但从中学角度讨论仪器分析的论文却没有。本文结合仪器化学的特点,浅析我国高中的课标、教材和中学阶段的仪器分析的教学。 一、仪器分析简介 仪器分析是通过测量表征物质的某些物理或物理化学性质的参数来确定其化学组成、含量或结构的分析方法[1]。这类方法常常是测量热、声、光、电、磁等物理量而得到分析结果,而测量这些物理量,一般要使用比较特殊或复杂的仪器设备,故称为“仪器分析”。仪器分析不仅用于物质的定量和定性分析,还可用于状态分析、价态、结构,微区和薄层分析,微量及超痕量分析等,是分析化学发展的方向,广泛应用于制药、食品分析、环境监测以及生命科学等领域[2]。 根据仪器的物理学原理现代的仪器分为质谱分析法、光分析学、电化学学、色谱分析法和热分析法等及其联用(见表一)。中学阶段主要是让学生了解红外吸收光谱、核磁共振氢谱、紫外可见分光光度计和质谱法四种仪器分析,这四种方法也是目前仪器分析中的重要内 表一:常见的仪器分析方法分类

仪器分析结课论文

仪器分析论文

核磁共振(NMR )的应用 具有磁距的原子核在高强度磁场作用下,可吸收适宜频率的电磁辐射,由低能态跃迁到高能态的现象。如1H、3H、13C、15N、19F、31P等原子核,都具有非零自旋而有磁距,能显示此现象。不同分子中原子核的化学环境不同,将会有不同的共振频率,产生不同的共振谱。记录这种波谱即可判断该原子在分子中所处的位置及相对数目,可以分析各种有机和无机物的分子结构,用于进行定量分析及分子量的测定。可以直接研究溶液和活细胞中分子量较小(20 kDa以下)的蛋白质、核酸以及其他分子的结构,而不损伤细胞。 核磁共振适合于液体、固体。如今的高分辨技术,还将核磁用于了半固体及微量样品的研究。核磁谱图已经从过去的一维谱图(1D)发展到如今的二维(2D)、三维(3D)甚至四维(4D)谱图,陈旧的实验方法被放弃,新的实验方法迅速发展,它们将分子结构和分子间的关系表现得更加清晰。 在世界的许多大学、研究机构和企业集团,都可以听到核磁共振这个名词,包括我们在日常生活中熟悉的大集团。而且它在化工、石油、橡胶、建材、食品、冶金、地质、国防、环保、纺织及其它工业部门用途日益广泛。 微型磁共振成像系统 BRUKER 公司获得R&D100 奖的mq 系列minispec核磁共振分析仪是理想的TD-NMR 谱仪(TD, Time Decay,时间衰减的NMR 谱仪),长时间的稳定性以及优异的测试重复性保证了仪器用于产品质量控制/过程控制的可靠性,mq 系列核磁共振分析仪还可用于研究、开发。Bruker的mq系列核磁共振分析仪广泛用于食品如油脂厂、巧克力厂、饼干厂,石化如聚丙烯装置、聚乙烯装置、聚苯乙烯装置、ABS装置、SBS装置等,化工如牙膏厂、有机氟产品等的产品质量的检验检测。 BRUKER 公司是最早生产minispec NMR 用于QA/QC 的家,一支强有力的集研究、生产、应用、技术支持的队伍以及遍及世界各地的售后服务体系,这些因素保证BRUKER 公司的产品处于世界领先、用 户最多、售后及应用支持最完善。 测定固体脂肪含量(SFC):

智能仪器课程设计

测控系统课程设计指导 电子信息与自动化学院检测与控制实验中心万文略、彭小峰 电子信息与自动化学院测控技术与仪器系杨泽林、杨继森、庄秋慧 课程设计目的 测控系统课程设计是在学生学习完智能仪器理论和实验课后安排的综合实践教学环节,要求学生在2周的时间内运用所学知识,在教师的指导下按照仪器设计的一般方法设计制作一个功能较为完整的仪器。并写出设计研究报告。通过课程设计使学生在实践上获得智能仪器设计的经验,掌握仪器设计的步骤、过程和方法。为毕业设计及今后从事智能仪器设计打下良好的基础。 课程设计题目:基于PN结传感器的温度测量仪设计 智能仪器的组成一般包括:传感器及信号调理电路、CPU及外围电路、模拟量输入通道、模拟量输出通道、开关量输入输出通道、人机接口电路(键盘、显示)、数据记录、转储(保存、打印)等 主要研究内容: 根据本次课程设计的题目要求,本次课程设计研究的主要内容为传感器及信号调理电路、CPU及其外围电路,AD转换电路,键盘和显示电路。本文对其中关键部分做简单介绍,以使学生能更容易地进行课程设计。 1.半导体二极管的温度特性 选择1N4007整流二极管,其正向偏置工作时PN结上的结电压满足 (式1-1) α,γ是由PN结参数决定的常数 Ugo:硅半导体在OK温度时禁带宽度与电子电荷q的比值。 由式1-1可以看出,PN结具有负的温度系数特性。 据文献记载,当温度变化一度时,结电压变化2mv左右。由式1-1可知,温度变化曲线为指数型非线性变化。其正向偏置电流应保持恒定。 2.放大电路设计 (1)选择放大器 PN结的结电压变化是一个微弱信号,结电压在温度每变化1度时大约变化2mv左右,所以需要进行放大后才能被后续电路处理。选择合适的集成运放来设计放大电路,选择运放时应考虑运放的温度系数,共模抑制比,输入失调电压,带宽等。 可供选择的运算放大器有OP07、LM324等。

智能仪器设计课程设计--题目

《智能仪器设计基础课程设计》----40题目 教学说明: 如下设计题目应该在课程开始时布置,并在教学中安排时间,以产品设计案例教学方式讲授如何理解题目以及如何实现题目,并补充完成题目所需要的相关知识。 如下的智能仪表课程设计题目,都是小型智能仪表产品开发方面的题目。涉及智能仪表硬件与软件设计。智能仪器课程设计是智能仪器课程教学的重要环节,根据设计智能仪表产品的课程改革目的,特选择一些小型智能仪表产品作为课设题目,满足教学需求。课程题目小,学生容易学,上手快,可以在短时间走完智能仪表设计的全过程,学会产品设计步骤。 1.设计基本要求 (1)正确理解设计题目,经过查阅资料,给出正确设计方案,画出详细仪表原理框图(各个功能部分用方框表示,各块之间用实际信号线连接)。 在互连网上收集题目中所用到的器件资料,例如传感器(热偶分度表等)、信号调理电路、AD转换器、单片机、继电器、电源、显示器件等。 在互连网上收集相关单片机的显示、AD转换、显示、控制算法等程序。 在充分研究这些资料基础之上,给出设计方案(选择信号调理电路、单片机、显示、按键输入、继电器驱动、电源等,简要说明选择的理由) (2)用Protel99SE软件设计仪表详细原理图。 要求正确标记元件序号、元件数值、封装名。 (3)设计PCB图 在画PCB前应该购买元件,因为有了元件才知道封装尺寸,但也可以不购买元件,只到元件商店测量实际元件尺寸后,画封装图。 (4)熟悉单片机内部资源,学会ADC、SPI接口、定时器、中断、串口、I/O引脚等模块的编程。 (5)采用C语言开发所设计仪表的程序。 按照题目要求,确定仪表需要完成的任务(功能),然后分别编制各任务的程序。程序应该有说明,并有详细注释。 说明:若是不安装实验板或是最小系统板,就只能用Atmel公司的A VR Studio软件或是Keil软件(随意下载)仿真,则学习效果将大打折扣。 2.设计(考试)说明书 说明书内容: (1)封面内容: 《智能仪器设计基础》考试题 题目号: 题目: 班级:

仪器分析论文3000字

原子吸收光谱法 一.发展历史: 1,第一阶段一一原子吸收现象的发现与科学解释 1802年,伍朗斯顿( W.H.Wollaston )在研究太阳连续光谱时,就发现了太阳连续光谱中出现的暗线。1817年,弗劳霍费(J.Fraunhofer )在研究太阳连续光谱时,再次 发现了这些暗线,由于当时尚不了解产生这些暗线的原因,于是就将这些暗线称为弗 劳霍费线。1859年,克希荷夫( G.Kirchhoff )与本生 (R.Bunson )在研究碱金属和 碱土金属的火焰光谱时,发现钠蒸气发出的光通过温度较低的钠蒸气时,会引起钠光的吸收,并且根据钠发射线与暗线在光谱中位置相同这一事实,断定太阳连续光谱中的暗线,正是太阳外围大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射吸收的结果。 2,第二阶段一一原子吸收光谱仪器的产生 原子吸收光谱作为一种实用的分析方法是从1955年开始的。这一年澳大利亚的瓦尔 西(A.Walsh)发表了他的著名论文原子吸收光谱在化学分析中的应用”奠定了原子吸 收光谱法的基础。50年代末和60年代初,Hilger, Varian Techtron及Perkin-Elmer 公 司先后推出了原子吸收光谱商品仪器,发展了瓦尔西的设计思想。到了60年代中期,原子吸收光谱开始进入迅速发展的时期。 3,第三阶段一一电热原子吸收光谱仪器的产生 1959年,苏联里沃夫发表了电热原子化技术的第一篇论文。电热原子吸收光谱法的绝 对灵敏度可达到10-12-10-14g,使原子吸收光谱法向前发展了一步。近年来,塞曼效应和自吸效应扣除背景技术的发展,使在很高的的背景下亦可顺利地实现原子吸收测定。基体改进技术的应用、平台及探针技术的应用以及在此基础上发展起来的稳定温 度平台石墨炉技术(STPF)的应用,可以对许多复杂组成的试样有效地实现原子吸收测 4,第四阶段一一原子吸收分析仪器的发展 随着原子吸收技术的发展,推动了原子吸收仪器的不断更新和发展,而其它科学技术进步,为原子吸收仪器的不断更新和发展提供了技术和物质基础。近年来,使用连续光源和中阶梯光栅,结合使用光导摄象管、二极管阵列多元素分析检测器,设计出了 微机控制的原子吸收分光光度计,为解决多元素同时测定开辟了新的前景。微机控制 的原子吸收光谱系统简化了仪器结构,提高了仪器的自动化程度,改善了测定准确度, 使原子吸收光谱法的面貌发生了重大的变化。联用技术(色谱-原子吸收联用、流动注射-原子吸收联用)日益受到人们的重视。色谱-原子吸收联用,不仅在解决元素的化学 形态分析方面,而且在测定有机化合物的复杂混合物方面,都有着重要的用途,是一 个很有前途的发展方向。 二,方法简介:原子吸收光谱法( Atomic Absorption Spectroscopy ,AAS),是基于气态的基 态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元 素含量为基础的分析方法,是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。是本世纪50年代中期出现并在以后逐渐发展起来的一种新型的仪器分析方法,它在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各个领域有广泛的应用。该法主要适用样品中微量及痕量组分分析。原子吸收光谱法(AAS)是利用气态原子可以吸收一 定波长的光辐射,使原子中外层的电子从基态跃迁到激发态的现象而建立的。由于各种原子

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