當人體內胰島素分泌不足或胰島素作用缺失時會導致血糖濃度偏離正常水平從而引發糖尿病及其并發癥。血糖濃度的檢測是糖尿病科學診斷的前提。本文針對課題組研制的MEMS血糖傳感器用于組織液超濾提取檢測的功能需求，研究了三電極MEMS血糖檢測傳感器微電流檢測技術并研制了傳感器檢測與控制電路。本文主要對檢測原理、電路設計與分析、電路測試以及檢控系統葡萄糖濃度測試等部分進行了詳細研究。首先對MEMS血糖傳感器的檢測原理進行分析，對輔助傳感器產生電流的電路（恒電位電路和信號發生電路）原理圖進行設計，對傳感器產生的微電流范圍進行實驗分析。對傳感器工作過程中產生的電化學噪聲進行研究，提出噪聲消減方法，為后續微電流檢測電路的設計奠定基礎。然后結合檢測微電流輸出特點及血糖傳感器超濾提取動作控制需求，設計了檢控系統，由微電流檢測系統、人機交互及無線通信、電源系統三大部分組成。為驗證微電流檢測系統電路設計的正確性，本文借助Multisim仿真軟件重點對電路中的恒電位及1/V轉換的性能進行分析。此外對電路中的噪聲來源進行分析，計算相關噪聲并分析對電流檢測的影響。對元件布置與布線、接地、電路板漏電防護等方面進行了研究，從而提高電路的抗干擾能力在檢控電路研制基礎上，本文搭建測試系統，測試電路的靜態和動態特性.靜態特性準確度、重復性、靈敏度、分辨力、穩定性、零漂等：動態特性包括恒電位電路的電壓跟隨特性以及檢測電路的階躍響應和頻率響應特性。測試結果表明，該檢測系統滿足設計指標。最后，為測試葡萄糖濃度，將微電流檢控電路與MEMS血糖傳感器集成，做葡萄糖濃度的響應實驗和重復性實驗。在測試結果數據處理基礎上，建立了葡萄糖濃度預測模型。測試結果表明，通過預測模型得到的檢測結果符合臨床檢測精度要求。
標簽：
mems血糖傳感器
微弱信號檢測
上傳時間：
2022-06-18
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