生物传感器的研究现状与应用

生物传感器的原理和研究现状及应用

摘要：简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用，对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料，与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器，在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展，生物传感器在市场上具有极强的竞争力。

关键词：生物传感器；发酵工业；环境监测。 一、 引言

从1962年，Clark和Lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里，生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主，但是由于酶的价格昂贵并不够稳定，因此以酶作为敏感材料的传感器，其应用受到一定的限制。近些年来，微生物固定化技术的不断发展，产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件，与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外，还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前

生物传感器的原理和研究现状及应用

摘要：简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用，对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料，与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器，在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展，生物传感器在市场上具有极强的竞争力。

关键词：生物传感器；发酵工业；环境监测。 一、 引言

从1962年，Clark和Lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里，生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主，但是由于酶的价格昂贵并不够稳定，因此以酶作为敏感材料的传感器，其应用受到一定的限制。近些年来，微生物固定化技术的不断发展，产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件，与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外，还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前

关于纳米在生物上的应用

生物技术通报

·综述与专论·

BIOTECHNOLOGYBULLETIN

2009年第2期

纳米级金微粒在DNA生物传感器研究中的应用

鲁卫平

摘重点。

关键词：纳米金

生物传感器

ＤＮＡ传感器

周元国

（第三军医大学大坪医院野战外科研究所分子生物学中心，重庆400042）

要：纳米金颗粒具有独特的物理、化学性质和良好的生物兼容性，已广泛应用于生命科学研究中的示踪技术。

将该技术与ＤＮＡ传感器相结合，可显著提高生物传感器的灵敏度，缩短检测时间和提高检测通量，已成为近年来的研究

ApplicationofNano-goldParticlesinDNABiosensors

ＬｕＷｅｉｐｉｎｇ

ＺｈｏｕＹｕａｎｇｕｏ

（MolecularBiologyCenterofDapingHospitaloftheThirdMilitaryMedicalUniversity，Chongqing400042）Abstract：Ｔｈｅｎａｎｏ-ｇｏｌｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｈｉｃｈｆｅａｔｕｒｅｕｎｉｑｕｅｐｈｙｓｉｃａｌ，ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｔｒ

温度传感器的历史发展与研究现状

摘 要：本文通过查阅各类文献并进行分析总结，简述了温度传感器的意义和作用，介绍了温度传感器的发展历史，列举并分析了常用温度传感器的类型，对比了国内外温度传感器设计和研究领域的现状与发展，着重阐述了国外先进的CMOS模拟集成温度传感器的主要原理。最后，文章对温度传感器的未来发展方向做出了说明。 关键词：温度传感器，IC温度传感器，CMOS集成温度传感器

一、背景介绍

1.1绪言

人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官，而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中，它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。[1]传感器是以一定的精度和规律把被测量转换为与之有确定关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。它是实现自动测量和自动控制的首要环节。[2]

温度是反映物体冷热状态的物理参数，它与人类生活环境有着密切关系。早在2000多年前，人类就开始为检测温度进行了各种努力，并开始使用温度传感器检测温度。[3]在人类社会中，

光纤传感器的发展与现状制作人： 制作人： 吴限 谢笑声 管胜班级：光电 班级：光电09303班 班 老师： 老师：张森

Content1. 光纤传感器国内发展现状 我国从上世纪70年代末就开始研制光纤传感 表1 光纤传感器测定物体参数的原理 被测物理量 光调制 光学现象 分 类 电流 偏振光 法拉第效应 光学传感器方式、光纤功能型传感器方式 磁场 相位 干涉现象(磁致伸缩) 光纤功能型传感器方式 电压 偏振光 Pockels( 次电光效应) 光学传感器方式 电场 相位 干涉效应(电的) 光纤功能型传感器方式 屏蔽板遮断光路 光学传感器方式 光强 半导体的透明度变化 光学传感器方式 温度 荧光辐射 拾波探头方式 光谱 热体辐射 拾波探头方式 偏振光 复合折射率变化 光学传感器方式 角速度 相位 周期效应 光纤功能型传感器方式 速度 多普勒效应 拾波探头方式 流速 频率 微带损耗 光纤功能型传感器方式 光强 屏蔽板遮断光路 光学传感器方式 振动 光阑反射强度变化 光学传感器方式 加速度 偏振光 光弹性效应 光学传感器方式 压力 相位 干涉现象(光弹性效应) 光纤功能型传感器方式 频率 多普勒效应 拾波探头方式

多成果。其中， 多成果。其中，有相当一部

光纤传感器的发展与现状制作人： 制作人： 吴限 谢笑声 管胜班级：光电 班级：光电09303班 班 老师： 老师：张森

Content1. 光纤传感器国内发展现状 我国从上世纪70年代末就开始研制光纤传感 表1 光纤传感器测定物体参数的原理 被测物理量 光调制 光学现象 分 类 电流 偏振光 法拉第效应 光学传感器方式、光纤功能型传感器方式 磁场 相位 干涉现象(磁致伸缩) 光纤功能型传感器方式 电压 偏振光 Pockels( 次电光效应) 光学传感器方式 电场 相位 干涉效应(电的) 光纤功能型传感器方式 屏蔽板遮断光路 光学传感器方式 光强 半导体的透明度变化 光学传感器方式 温度 荧光辐射 拾波探头方式 光谱 热体辐射 拾波探头方式 偏振光 复合折射率变化 光学传感器方式 角速度 相位 周期效应 光纤功能型传感器方式 速度 多普勒效应 拾波探头方式 流速 频率 微带损耗 光纤功能型传感器方式 光强 屏蔽板遮断光路 光学传感器方式 振动 光阑反射强度变化 光学传感器方式 加速度 偏振光 光弹性效应 光学传感器方式 压力 相位 干涉现象(光弹性效应) 光纤功能型传感器方式 频率 多普勒效应 拾波探头方式

多成果。其中， 多成果。其中，有相当一部

1 绪论

1.1 课题背景和研究意义

无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术等多种先进技术。其主体是集成化微型传感器，这些微型传感器具有无线通信、数据采集和处理、协同合作的功能。无线传感器网络就是由成千上万的传感器节点通过自组织方式构成的网络，它通过这些传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，通过嵌入式系统对信息进行处理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端，使用户完全掌握监测区域的情况并做出反应[1]。

无线传感器网络的自组织性和容错能力使其不会因为某些节点在恶意攻击中的损坏而导致整个系统的崩溃，所以传感器网络非常适合应用于恶劣的战场环境，包括监控我军兵力、装备和物资状态；监视冲突区域，侦察敌方地形和布防，定位攻击目标；评估损失，侦察和探测核、生物及化学攻击等。在战场上，铺设的传感器将采集相应的信息，并通过汇聚节点将数据送至数据处理中心，再转发到指挥部，最后融合来自各战场的数据，形成我军完备的战区态势图。也可以更隐蔽的方式近距离地观察敌方的布防，或直接将传感器节点撒向敌方阵地，在敌方还未来得及反应时迅速收集有利于作战的信息。在生物和化学战中，利用传感器网络

《第一章 传感器的一般特性》

1．从某直流测速发电机试验中，获得如下结果： 转速（r/min） 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 输出电压（V） 0 9.1 15.0 23.3 29.9 39.0 47.5 试绘制转速和输出电压的关系曲线，并确定： 1）该测速发电机的灵敏度。 2）该测速发电机的线性度。

2．已知一热电偶的时间常数τ=10s，若用它来测量一台炉子的温度，炉内温度在540οC和500οC 之间按近似正弦曲线波动，周期为80s，静态灵敏度k=1，试求该热电偶输出的最大值和最小值，以及输入与输出信号之间的相位差和滞后时间。

3．用一只时间常数为0.355s 的一阶传感器去测量周期分别为1s、2s和3s的正弦信号，问幅值误差为多少？ 4．若用一阶传感器作100Hz正弦信号的测试，如幅值误差要求限制在5%以内，则时间常数应取多少？若在该时间常数下，同一传感器作50Hz正弦信号的测试，这时的幅值误差和相角有多大？

5．已知某二阶系统传感器的固有频率f0=10kHz，阻尼比ξ=0.1，若要求传感器的输出幅值误差小于3%，试确定

无线传感器网络

RFID无线传感器网络研究背景意义与现状 1研究背景和意义

1.1研究背景

1.2研究意义

2国内外发展现状

1研究背景和意义

1.1研究背景

伴随着时代的进步，人们认识到了科技的力量。对科学的探索永无止境，在21世纪的今天，人们在科学方面的探索达到的一个前所未有的水平。而无线传感器网络被认为21世纪，最具有影响力的改变世界的10大技术之一。它是由大量节点组成的面向任务的分布式网络，综合了传感器、嵌入式计算、现代网络及无线通信、分布式信息处理等多领域技术，通过各类微型传感器对信息目标进行实时监测，由嵌入式微处理器对信息进行加工处理，并通过无线通信网络将信息传送至远程用户，然后通过相应的规则进行。

通过无规则的大规模的部署传感器节点至目标区域，对目标区域进行监测，无线传感器网络将会改变我们与客观世界的交互方式。其在定位、医疗、环境监测等许多方面都将给我带了巨大的方便，其研究充满的巨大的潜力。但是在无线传感器网络的具体应用中，不知道传感器位置而感知的数据是没有实际意义的。传感器节点必须明确自身位置才能详细说明“在什么位置或区域发生了特定事件”，才能实现对外部目标的定位和追踪。而节点位置信息的获得又可以使网络设计者优化无线传感器网络在其它方面的应用

浅谈无线传感器网络的研究现状与发展趋势

【摘 要】无线传感器网络将传感器技术、通信技术、计算机技术结合在一起，具有信息采集、传输、处理的能力，目前在社会各个领域的应用越来越广泛。本文浅显介绍无线传感器网络的发展、研究现状，分析了无线传感器网络未来研究的主要方向和未来的发展趋势。

【关键词】无线传感器网络；传感器节点；研究现状；发展趋势

现代信息技术的三大基础是传感器技术、通信技术、计算机技术，它们分别完成对信息的采集、传输和处理。传感器网络将三种技术结合在一起，从而实现信息的采集、传输和处理的真正统一。传感器网络被认为是21世纪最重要的技术之一，它将会对人类未来的生活方式产生深远影响。近年来，随着无线通信、微处理器、微机电系统（MEMS）等技术的发展，传感器网络技术逐步走向成熟，其应用也越来越广。目前，国内也有许多关于传感器网络方面的研究成果，但总体上来讲还只是处于起步阶段。传感器网络技术的发展对整个国家的社会、经济具有重大的战略意义。

1 无线传感器网络的基本原理

无线传感器网络是由散布在工作区域中大量的体积小、成本低，具有无线通信、传感和数据处理能力的传感器节点组成的。每个节点可能具有不同的感知形态，例如声纳、震动波、红外线等，节点却可以