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BASIC4MCU | 질문게시판 | 마이크로 유체 채널 전위차 측정 문제

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작성자 김국진 작성일2021-12-10 22:34 조회774회 댓글3건

본문

	안녕하세요


dds, 증폭기 등의 컴포넌트를 활용하여 마이크로 유체 채널의 전위차 측정 프로젝트를 진행하고 있습니다. 채널의 사이즈는 폭과 높이가 각각 3, 6 마이크로미터 수준이고 유체는 pbs를 사용하고 있습니다.

금이 증착된 전극 위에 채널을 올리고 외부 저항과의 전압 분배를 조절하여 전압을 읽어들이는 과정에서 동일 조건이라도 저항이 불규칙하여 값이 잘 읽히지 않는 상황입니다.

sine파, 100khz, 700mV 수준의 진폭을 입력 시그널로 계측을 진행중입니다.

마이크로채널 내의 유체의 임피던스를 고려한 전위차 측정을 위해 고려해야하는 것들이 있는지에 대한 조사가 필요한 상황이라 글 남깁니다.

혹시 유사한 프로젝트에 대하여 경험이 있으신 분이나 피드백이 가능하신 분께서 답변 주시면 감사드리겠습니다.
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댓글 3

조회수 774

master님의 댓글

master 작성일

임피던스 측정기를 사용해서 읽고 있나요?(오실로스코프로 읽는다는 글 같기도 합니다.)

전체 채널의 저항값은 변화가 없는데 채널 저항값의 오차가 크다는 뜻일까요?
전체 및 채널의 계측기 측정 사진등을 올리면 이해를 더 쉽게 할 수가 있겠지만
일반적이지 않은 내용은 타인의 도움을 받기 어려울 수 있습니다.

오차가 크다면 오차 원인을 파악하셔야합니다.
전원소스의 전압이 흔들리면 안됩니다.(충분한 전류를 공급할 수 있어야합니다.)
측정체가 고속으로 지나가면서 저항값의 변화가 크다면
(부하의 조건변동에 빠르게 대응 할 수있도록) 공급전압 및 공급전류의 안정도가 중요합니다.
입력신호가 작아서 증폭을 많이 하고 있다면, 측정정밀도를 높여야겠죠
입력신호가 작을 수록 계측용 전원의 정밀도가 아주 높아야 합니다.
오실로스코프의 프로브 영향도 받습니다.

김국진님의 댓글

김국진 댓글의 댓글 작성일

질문의 내용들이 구체적이지 못했지만 답변 주셔서 감사드립니다!
이미지는 촬영본이 없어서 준비되는대로 재업을 하도록 하겠습니다.
먼저 전해질이 흐르는 유로는 위에 언급드린바와 같이 폭과 높이가 각각 3, 6 마이크로미터 수준의 기다란 직육면체 입니다.
이 유로의 바닥면은 금 전극(150나노미터)이 올려진 유리로 막히게 되어 있구요, 금 전극은 유로에 수직으로 배치되게 됩니다.
유체의 이동 속도에 따른 전압 변화를 읽는 장치를 만들고자 프로젝트를 진행하고 있으며, 초기 프로토타입 제작 이전에 atmega328 과 DDS, OP AMP 등을 활용하여 700mV, 100KHz 수준의 교류를 인가하여 테스트를 진행하고 있습니다. 브레드 보드를 활용하여 측정을 하고 있는데요, 전압의 변화는 mV 수준에서 발생할 것으로 예상을 하고 있습니다.
임피던스 계측기를 활용하여 유체 자체만의 임피던스 변화를 진동수에 따라 계측해 보았을때 100kHz 수준에서는 (5M옴 + 커패시터 임피던스) 수준으로 계측이 되어 일반적으로 1M옴 프로브로 계측하는 오실로스코프로 값이 제대로 읽히지 않아 MCU 아날로그 신호로 전압의 수준을 파악해보고 있습니다. 실험 조건이나 변수들의 상세한 파악이 필요하나 측정되는 값의 변동폭이 불규칙하여 질문을 드리게 되었습니다.
현재 생각하는 여러가지 문제점으로는 유체의 임피던스 민감도, 회로의 불안정성, 실험 조건 등입니다.
1. 유체의 임피던스 민감도의 경우 저희가 자체적으로 인자를 찾아내 제어할 수 있도록 하여야 하는 상황입니다.
2. 회로의 불안정성의 경우 인가되는 입력값의 수준이 브레드 보드에서 충분히 활용이 가능한 수준이라고 생각하지만
기본적으로 브레드보드는 큰 노이즈를 발생시킨다는 점에서 PCB를 주문한 상황입니다.
→ 여기서 회로를 공유드려 피드백을 받는 것이 더 정확하겠지만 일반적으로 측정 정밀도를 개선하기 위해서는 어떤 방법들을 고려해볼 수 있을지요?
3. 실험 조건은 통제 가능한 수준에서 좀 더 일관된 방식을 적용해야할 것으로 보입니다.

혹시 고견을 남겨주실 수 있으시다면 답변 요청드리겠습니다!
긴 글 읽어주셔서 감사합니다.

master님의 댓글

master 작성일

OPAMP 선정에도 신경을 많이 쓰셔야합니다.
회로도가 준비되면 다시 질문하셔야겠습니다.

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