發(fā)布時間：2017-09-19 17:10

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

  更多相關(guān)文章： 陣列培養(yǎng)儀 溫度測量 整周期采樣 數(shù)字信號處理器

【摘要】：微生物培養(yǎng)是生物工程領(lǐng)域基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用研究中廣泛應(yīng)用的一項實驗技術(shù)。由于培養(yǎng)過程周期較長,并且涉及到微生物結(jié)構(gòu)、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(yùn)控參數(shù)要求較為苛刻,這些參數(shù)包括溫濕度、光照強(qiáng)度、OD溶氧濃度值(反映通氣效率和氧傳遞效率)、轉(zhuǎn)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(yùn)行穩(wěn)定性的動平衡量。其中高通量陣列培養(yǎng)儀因為結(jié)構(gòu)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(yùn)行實測值遠(yuǎn)低于標(biāo)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(yīng)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(yùn)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(shè)計、高精度測量電路設(shè)計,測量系統(tǒng)相關(guān)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(shè)計開發(fā)相關(guān)測試系統(tǒng)的相關(guān)測量電路,包括傳感器選型與調(diào)理電路設(shè)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(yùn)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(yùn)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(jī)系統(tǒng),實現(xiàn)對溫度、濕度、光照、轉(zhuǎn)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(jī)內(nèi)進(jìn)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(nèi)濕度變化,轉(zhuǎn)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(jìn)設(shè)計提供了依據(jù)。本文所設(shè)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(zhì)量,對其他場合下的環(huán)境量與運(yùn)動量測量具有一定的參考價值,同時對推動微生物學(xué)及組織培養(yǎng)的發(fā)展也有一定的幫助。
【關(guān)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(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(guān)鍵技術(shù)國內(nèi)外研究情況介12-16
• 1.2.1 環(huán)境參數(shù)的測量技術(shù)12-14
• 1.2.2 運(yùn)動參數(shù)的測量技術(shù)14-16
• 1.3 論文的主要內(nèi)容與章節(jié)安排16-18
• 1.3.1 主要研究內(nèi)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(shè)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(shè)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(shè)計20-21
• 2.2.4 上位機(jī)軟件設(shè)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(yùn)動參數(shù)23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第三章 數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計與實現(xiàn)26-52
• 3.1 高精度高速A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)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(bǔ)償28-30
• 3.2 溫度的高精度測量電路設(shè)計30-36
• 3.2.1 溫度測量方案設(shè)計30-35
• 3.2.2 溫度測量電路的校準(zhǔn)與驗證35-36
• 3.3 光照強(qiáng)度的測量電路設(shè)計36-40
• 3.3.1 光照傳感器的硬件設(shè)計36-38
• 3.3.2 光照傳感器的軟件設(shè)計38-40
• 3.4 濕度的測量電路設(shè)計40-45
• 3.4.1 濕度傳感器的硬件設(shè)計41-43
• 3.4.2 濕度傳感器的軟件設(shè)計43-45
• 3.5 振幅的測量電路設(shè)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(shè)計45-46
• 3.5.3 振幅的測量軟件設(shè)計46-47
• 3.6 轉(zhuǎn)速的測量電路電路設(shè)計47-49
• 3.6.1 轉(zhuǎn)速測量硬件設(shè)計48
• 3.6.2 轉(zhuǎn)速測量軟件件設(shè)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(diào)理電路設(shè)計50
• 3.7.2 加速傳感器軟件測量設(shè)計50
• 3.8 本章小結(jié)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(zhuǎn)子不平衡量的分布及轉(zhuǎn)子的分類52-53
• 4.1.2 剛性轉(zhuǎn)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(yīng)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(biāo)定58
• 4.4 測量過程軟件流程圖58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第五章 試驗結(jié)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(jié)果61-65
• 5.2.1 濕度與光照強(qiáng)度的測量結(jié)果與數(shù)據(jù)分析61-63
• 5.2.2 溫度的測量結(jié)果與分析63-65
• 5.3 運(yùn)動參數(shù)的測量與數(shù)據(jù)分析65-71
• 5.3.1 轉(zhuǎn)速與振幅的測量結(jié)果與數(shù)據(jù)分析65-69
• 5.3.2 動平衡量的測量結(jié)果與數(shù)據(jù)分析69-71
• 5.4 本章小結(jié)71-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文80-82

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙庶嫻;李效偉;劉東;邰魯建;;利用假設(shè)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(jìn)電腦測量系統(tǒng)效益發(fā)揮欠佳情況的簡析[J];水運(yùn)工程;1990年02期

4 劉平,呂國強(qiáng),洪占勇;一種新型全自動二維測量系統(tǒng)[J];工具技術(shù);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(yīng)用[J];中國原子能科學(xué)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(xué)院學(xué)報;2001年01期

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

8 陳曉懷,謝少鋒,張勇斌,費(fèi)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(xué)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(xué)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(shù)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(zhǔn)確有效地對測量系統(tǒng)進(jìn)行分析[A];2007年度中國航空學(xué)會計量技術(shù)專業(yè)委員會計量與質(zhì)量專題學(xué)術(shù)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(xué)模型[A];1996中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集[C];1996年

3 華陳權(quán);;張力測量系統(tǒng)的研制[A];中國儀器儀表學(xué)會第五屆青年學(xué)術(shù)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(shè)計與實現(xiàn)[A];第二屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

5 劉鋒;李躍波;;常規(guī)爆炸工程效應(yīng)試驗中測量系統(tǒng)的選擇及使用[A];第二屆全國爆炸力學(xué)實驗技術(shù)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(xué)會第五屆青年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2003年

7 蘇占強(qiáng);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(jī)科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)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(xué)術(shù)年會、通信學(xué)會2006年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

9 晁博;劉信信;;秦山二期擴(kuò)建工程棒位測量系統(tǒng)調(diào)試[A];中國核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報告（第二卷）——中國核學(xué)會2011年學(xué)術(shù)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(jié)果的一致性評估[A];第一次全國中西醫(yī)結(jié)合檢驗醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議暨中國中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會檢驗醫(yī)學(xué)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?zé)?構(gòu)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(xué)濤　通訊員 鄧斌 高林;首次市場化應(yīng)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(yīng)用[N];世界金屬導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)報;2005年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 唐凱;HLSⅡ基于光學(xué)的測量系統(tǒng)及其相關(guān)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);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(xué);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(xué);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(xué);2014年

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

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

7 蔣敏蘭;測量系統(tǒng)精度損失溯源與預(yù)測模型研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);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(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

9 朱嘉;基于視覺與觸覺集成傳感的多坐標(biāo)組合測量系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);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(xué);2013年

中國碩士學(xué)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(jī)測量系統(tǒng)[D];哈爾濱理工大學(xué);2013年

2 李會杰;復(fù)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(xué);2015年

3 佟林;精密機(jī)械組件質(zhì)心及相關(guān)參數(shù)測量系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D];沈陽理工大學(xué);2015年

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

5 李曦楠;分布式互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)錅y量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

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

7 杜宏宇;機(jī)械結(jié)構(gòu)件疲勞監(jiān)測方法及裝置[D];河南科技大學(xué);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(xué);2015年

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

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

，

本文編號：882869