光寻址电位传感器测量系统的研究

摘要

该论文的主要目的是研制LAPS测量系统,使LAPS测量仪器化,并使用该测量系统测量出溶液中的PH值分布.论文首先从理论角度出发分析固-液界面特点,建立了LAPS的特征模型,对EIS型LAPS传感器的结构和工作原理进行了分析.然后从分析半导体的光电特性出发,对激发光源进行了选择,根据要求设计了LAPS测量系统的二维寻址机构和以DSP为核心的光源调制及驱动电路、电机驱动电路、控制电路与接口电路,并且对LAPS测量系统的定位精度、激发光调制频率进行了误差分析与实际测试.使用该测量系统,通过对PH值的大量测试实验,得到光电压随光源的调制频率、偏置电压等因素变化的规律,并由此得到了LAPS系统测量PH值时,光源的调制频率、偏置电压等因素的最优化条件.并在此基础上对溶液中的PH值分布进行了测量,得到了溶液的PH值分布图.最后,对LAPS器件的结构及测量系统提出了改进意见.

目录

文摘

英文文摘

第一章概述

第一节LAPS传感器的产生和发展状况

第二节本论文的主要工作

第三节本文的目的和意义

第二章LAPS基本工作原理及物理模型

第一节固一液界面的表面基模型

第二节半导体结构的光电特性

第三节EIS结构及其物理模型

第四节LAPS系统基本工作原理

第三章LAPS测量系统的设计

第一节系统总体方案设计

第二节LAPS测量系统机械结构设计

第三节激发光源的选择

第四节电路系统的设计

第五节LAPS测量系统控制软件的实现

第六节LAPS测量系统的测试结果及误差分析

第四章PH值测量及其结果分析

第一节PH值测量系统的组成

第二节测试数据分析

第三节时漂实验

第四节PH值分布的测量

第五章LAPS系统讨论

第一节硅片厚度及其搀杂浓度

第二节LAPS传感器的结构

第三节LAPS测量系统的进一步仪器化构想

第四节对LAPS发展的展望

结束语

参考文献

致谢

附录