本文關鍵詞：基于DSP的陣列培養(yǎng)儀參數(shù)測量系統(tǒng)

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【摘要】：微生物培養(yǎng)是生物工程領域基礎研究和臨床應用研究中廣泛應用的一項實驗技術。由于培養(yǎng)過程周期較長,并且涉及到微生物結構、功能以及與環(huán)境的交互作用等因素,對培養(yǎng)儀的環(huán)控、運控參數(shù)要求較為苛刻,這些參數(shù)包括溫濕度、光照強度、OD溶氧濃度值(反映通氣效率和氧傳遞效率)、轉速和振幅(影響微生物與培養(yǎng)基的混合效果)等,以及影響培養(yǎng)儀運行穩(wěn)定性的動平衡量。其中高通量陣列培養(yǎng)儀因為結構限制,目前市場上的多數(shù)產(chǎn)品缺乏較高精度的測量手段,運行實測值遠低于標稱值,尤其是OD測量只能以離線方式完成,動平衡也較少考慮,大大影響了高擾動狀態(tài)下的實際應用效果。為此本文著重研究了高擾動狀態(tài)下對陣列式高通量培養(yǎng)儀環(huán)境參數(shù)及運動參數(shù)的在線測量方法,主要圍繞各參數(shù)的功能需求分析、測量方法設計、高精度測量電路設計,測量系統(tǒng)相關軟件開發(fā)和利用該測量系統(tǒng)對陣列培養(yǎng)儀的數(shù)據(jù)測量與分析幾個方面展開。首先,分析微生物陣列培養(yǎng)儀測量需求,根據(jù)測量范圍與測量精度等具體要求,設計開發(fā)相關測試系統(tǒng)的相關測量電路,包括傳感器選型與調理電路設計等。并且根據(jù)實際實驗的需要搭建試驗箱與試驗臺以模擬培養(yǎng)儀運行環(huán)境。根據(jù)實際測量條件,采用單面動平衡算法測量動平衡,并且為了減小頻譜泄漏帶來的影響和減小F2808芯片的運算量,采用整周期采樣法提取加速度信號。然后,根據(jù)實際的測量條件與要求,開發(fā)基于LabVIEW的參數(shù)測量的上位機系統(tǒng),實現(xiàn)對溫度、濕度、光照、轉速、振幅和動平衡量的實時動態(tài)顯示,并可以自動存儲和回放歷史數(shù)據(jù)。最后,在課題組研發(fā)的陣列培養(yǎng)儀樣機內進行現(xiàn)場測量與數(shù)據(jù)分析研究。分別測量了溫度、光照的不均勻性和培養(yǎng)儀內濕度變化,轉速與振幅變化以及動平衡量大小。通過對測量數(shù)據(jù)的分析有助于了解產(chǎn)生這些變化的原因,為后續(xù)改進設計提供了依據(jù)。本文所設計開發(fā)的高通量陣列培養(yǎng)儀參數(shù)測量系統(tǒng),提高了微生物陣列培養(yǎng)儀的培養(yǎng)質量,對其他場合下的環(huán)境量與運動量測量具有一定的參考價值,同時對推動微生物學及組織培養(yǎng)的發(fā)展也有一定的幫助。
【關鍵詞】：陣列培養(yǎng)儀 溫度測量 整周期采樣 數(shù)字信號處理器
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH79
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題背景及研究意義10-12
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 研究意義10-12
• 1.2 關鍵技術國內外研究情況介12-16
• 1.2.1 環(huán)境參數(shù)的測量技術12-14
• 1.2.2 運動參數(shù)的測量技術14-16
• 1.3 論文的主要內容與章節(jié)安排16-18
• 1.3.1 主要研究內容17
• 1.3.2 論文章節(jié)安排17-18
• 第二章 參數(shù)測量系統(tǒng)的總體設計18-26
• 2.1 測量系統(tǒng)的總體框架18
• 2.2 測量系統(tǒng)的主控模塊設計18-22
• 2.2.1 主控芯片的選擇19-20
• 2.2.2 軟件開發(fā)環(huán)境20
• 2.2.3 軟件流程設計20-21
• 2.2.4 上位機軟件設計21-22
• 2.3 測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊22-24
• 2.3.1 環(huán)境參數(shù)22-23
• 2.3.2 運動參數(shù)23-24
• 2.4 本章小結24-26
• 第三章 數(shù)據(jù)采集模塊的設計與實現(xiàn)26-52
• 3.1 高精度高速A/D轉換電路的設計26-30
• 3.1.1 ADC模塊的硬件校正26-28
• 3.1.2 ADC模塊的軟件補償28-30
• 3.2 溫度的高精度測量電路設計30-36
• 3.2.1 溫度測量方案設計30-35
• 3.2.2 溫度測量電路的校準與驗證35-36
• 3.3 光照強度的測量電路設計36-40
• 3.3.1 光照傳感器的硬件設計36-38
• 3.3.2 光照傳感器的軟件設計38-40
• 3.4 濕度的測量電路設計40-45
• 3.4.1 濕度傳感器的硬件設計41-43
• 3.4.2 濕度傳感器的軟件設計43-45
• 3.5 振幅的測量電路設計45-47
• 3.5.1 振幅的測量算法分析45
• 3.5.2 振幅的測量硬件電路設計45-46
• 3.5.3 振幅的測量軟件設計46-47
• 3.6 轉速的測量電路電路設計47-49
• 3.6.1 轉速測量硬件設計48
• 3.6.2 轉速測量軟件件設計48-49
• 3.7 振動信號的獲取及其信號處理電路49-50
• 3.7.1 加速度傳感器調理電路設計50
• 3.7.2 加速傳感器軟件測量設計50
• 3.8 本章小結50-52
• 第四章 動不平衡信號的采集與處理52-60
• 4.1 動不平衡信號的測量原理52-54
• 4.1.1 轉子不平衡量的分布及轉子的分類52-53
• 4.1.2 剛性轉子動平衡方法研究53-54
• 4.2 動不平衡信號的采集與處理54-58
• 4.2.1 利用整周期采樣方法的應用55-57
• 4.2.2 幅值和相位信號的提取57-58
• 4.3 影響系數(shù)法的系統(tǒng)標定58
• 4.4 測量過程軟件流程圖58-59
• 4.5 本章小結59-60
• 第五章 試驗結果與分析60-73
• 5.1 實驗平臺與環(huán)境60-61
• 5.2 環(huán)境參數(shù)的測量結果61-65
• 5.2.1 濕度與光照強度的測量結果與數(shù)據(jù)分析61-63
• 5.2.2 溫度的測量結果與分析63-65
• 5.3 運動參數(shù)的測量與數(shù)據(jù)分析65-71
• 5.3.1 轉速與振幅的測量結果與數(shù)據(jù)分析65-69
• 5.3.2 動平衡量的測量結果與數(shù)據(jù)分析69-71
• 5.4 本章小結71-73
• 第六章 總結與展望73-75
• 6.1 總結73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻75-79
• 致謝79-80
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文80-82

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1 趙庶嫻;李效偉;劉東;邰魯建;;利用假設試驗分析法評價計數(shù)型測量系統(tǒng)[J];中國計量;2008年03期

2 劉發(fā)貴;;測量系統(tǒng)分析——過程受控的有效手段[J];工業(yè)計量;2009年04期

3 江海;測量部門引進電腦測量系統(tǒng)效益發(fā)揮欠佳情況的簡析[J];水運工程;1990年02期

4 劉平,呂國強,洪占勇;一種新型全自動二維測量系統(tǒng)[J];工具技術;2000年10期

5 許小明,賈向軍,王效忠,陳連仲,劉大鳴;便攜式核材料中子測量系統(tǒng)的研制和應用[J];中國原子能科學研究院年報;2000年00期

6 王威,王竹萍,沈泓;平衡式溫度閉環(huán)測量系統(tǒng)[J];黑龍江工程學院學報;2001年01期

7 ;應用新型磁光調制器的高分辨率偏振消光測量系統(tǒng)[J];中國計量學院學報;2001年02期

8 陳曉懷,謝少鋒,張勇斌,費業(yè)泰;測量系統(tǒng)不確定度分析及其動態(tài)性研究[J];儀器儀表學報;2002年S2期

9 謝少鋒,陳曉懷,張勇斌;測量系統(tǒng)不確定度分析及其動態(tài)性研究[J];計量學報;2002年03期

10 張志勇,陳興梧,牛文成,陳誠,孫興文;光尋址電位傳感器測量系統(tǒng)的研究[J];儀表技術與傳感器;2003年12期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔣嬋娟;;淺議如何更準確有效地對測量系統(tǒng)進行分析[A];2007年度中國航空學會計量技術專業(yè)委員會計量與質量專題學術交流會論文集[C];2007年

2 張劍;;紙張水分測量系統(tǒng)的數(shù)學模型[A];1996中國控制與決策學術年會論文集[C];1996年

3 華陳權;;張力測量系統(tǒng)的研制[A];中國儀器儀表學會第五屆青年學術會議論文集[C];2003年

4 徐喜慶;梁雪;陳靈華;趙淑霞;趙俊文;;碎屑巖顆粒分布測量系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[A];第二屆全國信息獲取與處理學術會議論文集[C];2004年

5 劉鋒;李躍波;;常規(guī)爆炸工程效應試驗中測量系統(tǒng)的選擇及使用[A];第二屆全國爆炸力學實驗技術交流會論文集[C];2002年

6 夏定純;秦肖臻;;模式剪移動位置精確測量系統(tǒng)[A];中國儀器儀表學會第五屆青年學術會議論文集[C];2003年

7 蘇占強;何輔云;朱娟花;;多探頭連續(xù)管材壁厚的高速測量系統(tǒng)[A];全國第16屆計算機科學與技術應用（CACIS）學術會議論文集[C];2004年

8 張?zhí)m;;測量系統(tǒng)不確定度分析及其動態(tài)性研究[A];武漢市第二屆學術年會、通信學會2006年學術年會論文集[C];2006年

9 晁博;劉信信;;秦山二期擴建工程棒位測量系統(tǒng)調試[A];中國核科學技術進展報告（第二卷）——中國核學會2011年學術年會論文集第3冊（核能動力分卷（下））[C];2011年

10 劉春龍;孫慧穎;胡濱;金仁玲;陳寶榮;;兩種不同生化測量系統(tǒng)血清生化十項測量結果的一致性評估[A];第一次全國中西醫(yī)結合檢驗醫(yī)學學術會議暨中國中西醫(yī)結合學會檢驗醫(yī)學專業(yè)委員會成立大會論文匯編[C];2014年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 通訊員 姜麗麗;試飛院建成航跡測量系統(tǒng)[N];中國航空報;2000年

2 秦煉;構建下一代測試測量系統(tǒng)[N];中國電子報;2008年

3 吳玉華;車載激光建模測量系統(tǒng)助力四川測繪[N];中國測繪報;2013年

4 記者 谷學濤　通訊員 鄧斌 高林;首次市場化應用喜迎開門紅[N];中國石油報;2012年

5 孫宏;一種新型無線鋼水測量系統(tǒng)的試驗與應用[N];世界金屬導報;2012年

6 ;京誠鼎宇自主研發(fā)中厚板平面板形測量系統(tǒng)[N];世界金屬導報;2013年

7 記者 吳寶成;車載激光建模測量系統(tǒng)通過專家鑒定[N];中國測繪報;2011年

8 鐘;帶鋼卷取時的在線卷形測量[N];世界金屬導報;2005年

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1 唐凱;HLSⅡ基于光學的測量系統(tǒng)及其相關研究[D];中國科學技術大學;2016年

2 施亮星;計量型測量系統(tǒng)能力及其評價方法研究[D];天津大學;2008年

3 蘇日建;信息測量系統(tǒng)及其若干問題的研究[D];華中科技大學;2010年

4 吳小芳;計量值測量系統(tǒng)能力評價方法研究[D];天津大學;2014年

5 謝少鋒;測量系統(tǒng)分析與動態(tài)不確定度及其應用研究[D];合肥工業(yè)大學;2003年

6 趙燕;屬性值測量系統(tǒng)分析的方法研究與應用[D];天津大學;2010年

7 蔣敏蘭;測量系統(tǒng)精度損失溯源與預測模型研究[D];合肥工業(yè)大學;2007年

8 王省書;激光陀螺捷聯(lián)姿態(tài)路譜測量系統(tǒng)研究[D];國防科學技術大學;2006年

9 朱嘉;基于視覺與觸覺集成傳感的多坐標組合測量系統(tǒng)的研究[D];天津大學;2010年

10 馬雙寶;基于熵的信息測量系統(tǒng)建模方法研究[D];華中科技大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉雪松;基于激光測距儀的掃描式在機測量系統(tǒng)[D];哈爾濱理工大學;2013年

2 李會杰;復雜大型工件測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成開發(fā)[D];燕山大學;2015年

3 佟林;精密機械組件質心及相關參數(shù)測量系統(tǒng)的設計與研究[D];沈陽理工大學;2015年

4 蔣鈞海;電機端蓋數(shù)字化加工在機測量系統(tǒng)分析[D];浙江大學;2015年

5 李曦楠;分布式互聯(lián)網(wǎng)拓撲測量系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2015年

6 余振華;慣性位移法軌道短波不平順測量系統(tǒng)設計[D];南昌大學;2015年

7 杜宏宇;機械結構件疲勞監(jiān)測方法及裝置[D];河南科技大學;2015年

8 焦波;數(shù)字式核譜測量系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];西南科技大學;2015年

9 丁正龍;電機端蓋孔徑高精度在線自動測量系統(tǒng)的研制[D];浙江大學;2015年

10 王思昊;天線遠場測量系統(tǒng)的分析與研究[D];西安電子科技大學;2014年

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本文編號：882869