Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Using a particular sampling method for impedance measurement

Lentka G.

Metrology and Measurement Systems

|

2014

|

Vol. 21, nr 3

497--508

EN

The paper presents an impedance measurement method using a particular sampling method which is an alternative to DFT calculation. The method uses a sine excitation signal and sampling response signals proportional to current flowing through and voltage across the measured impedance. The object impedance is calculated without using Fourier transform. The method was first evaluated in MATLAB by means of simulation. The method was then practically verified in a constructed simple impedance measurement instrument based on a PSoC (Programmable System on Chip). The obtained calculation simplification recommends the method for implementation in simple portable impedance analyzers destined for operation in the field or embedding in sensors.

2

Fast high-impedance spectroscopy method using sinc signal excitation

Kowalewski M., Lentka G.

Metrology and Measurement Systems

|

2013

|

Vol. 20, nr 4

645--654

EN

In this paper the method of fast impedance spectroscopy of technical objects with high impedance (|Zx| ≥ 1 GΩ) is evaluated by means of simulation and a practical experiment. The method is based on excitation of an object with a sinc signal and sampling the response signals proportional to current flowing through and voltage across the measured impedance. The object’s impedance spectrum is obtained with the use of continuous Fourier transform on the basis of linear approximations between samples in two acquisition sections, connected with the duration of the sinc signal. The method is first evaluated in MATLAB by means of simulation. An influence of the sinc signal duration and the number of samples on impedance modulus and argument measurement errors is explored. The method is then practically verified in a constructed laboratory impedance spectroscopy measurement system. The obtained acceleration of impedance spectroscopy in the low frequency range (below 1 Hz) and the decrease of the number of acquired samples enable to recommend the worked out method for implementation in portable impedance analyzers destined for operation in the field.

3

A family of new generation miniaturized impedance analyzers for technical object diagnostics

Hoja J., Lentka G.

Metrology and Measurement Systems

|

2013

|

Vol. 20, nr 1

43-52

EN

The paper presents the family of three analyzers allowing to measure impedance in the range of 10 Ω<|Zx|<10 GΩ in a wide frequency range from 10 mHz up to 100 kHz. The most important features of the analyzer family are: miniaturization, low power consumption, low production cost, telemetric controlling and the use of an impedance measurement method based on digital signal processing (DSP). The miniaturization and other above-mentioned features of the analyzers were obtained thanks to the use of the newest generation of large-scale integration chips: e.g. "system on a chip" microsystems (AD5933), 32-bit AVR32-family microcontrollers and specialized modules for wireless communication using the ZigBee standard. When comparing metrological parameters, the developed instrumentation can equal portable analyzers offered by top worldwide manufacturers (Gamry, Ivium) but outperforms them on smaller dimensions, weight, a few times lower price and the possibility to work in a distributed telemetric network. All analyzer versions are able to be put into medium-volume production.

4

Przenośny analizator impedancji z detektorem fazoczułym

Hoja J., Lentka G.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

R. 58, nr 9

761-763

PL

W artykule przedstawiono prototyp analizatora impedancji, w którym zastosowano dwa mikrosystemy AD5933 do wydzielania składowych ortogonalnych sygnałów pomiarowych w zakresie częstotliwości od 0,01 Hz do 1 kHz i detektory fazoczułe dla częstotliwości z przedziału 1 kHz - 100 kHz. Przyjęte rozwiązanie pozwoliło wyeliminować błędy pomiaru argumentu impedancji wprowadzane przez AD5933 w górnym zakresie częstotliwości. Uzyskany błąd względny pomiaru modułu impedancji mieści się w przedziale š1%, a bezwzględny argumentu š1° w całym zakresie częstotliwości.

EN

The paper presents a prototype of an impedance analyzer in which two AD5933 microsystems (Fig. 1) for determination of measurement signal orthogonal parts in the frequency range from 0,01 Hz up to 1 kHz and phase-sensitive detectors for the frequency range 1 kHz ? 100 kHz (Fig. 2) are employed. The phase-sensitive detectors (Fig. 3) were realized using operational amplifiers (AD8065) whose gain was changed from -k to +k and vice-versa, depending on the state (shorted or open) of switches (ADG451) driven by the reference signal. Separate generators AD9833 were used for generation of the excitation signal of the measured impedance and the reference signal. The generators were synchronized by means of the common signal used also by the phase-sensitive detectors. The assumed solution allowed eliminating the impedance argument errors caused by AD5933 in the high frequency range (Fig. 5), while simultaneously minimizing the time required for impedance spectroscopy of the object under test. The relative error of the impedance modulus measurement is in the range of š1%, and the absolute error of the impedance argument is in the range of š1° (Fig. 4).

5

Study of IDE as a sensor head for interfacing with handheld electrochemical analyzer system

Velusamy V., Arshak K., Korostynska O., Adley C.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 1

11-13

EN

Electrochemical sensors for various applications including diagnosis of infectious diseases, detection of chemicals, DNA hybridization and detection of pathogenic micro organisms have been reported in recent years. Realtime monitoring of food and water is a high priority globally and the presence of pathogenic micro organisms is a particular environmental concern. Although various measures like good agricultural practices [1, 2], good manufacturing practices [2. 3], hazard analysis and critical control point (HACCP) [4, 5] and the food code indicating approaches [6], have been taken to monitor the food quality, there are still reports of outbreaks. Detailed in this work is the design of a sensor head for use in a handheld electrochemical analyzer system to detect environmental variables including pathogenic micro-organisms in real-time. A thick-film interdigitated gold electrode (IDE) prepared by screen printing technique was employed as a sensor to detect DNA of the foodbome pathogen Bacillus cereus. Polypyrrole (PPy) was used as an immobilization matrix and the combination of PPy modified interdigitated micro-electrode with impedance measurements yielded a sensitive label-free biosensor which was able to detect DNA. The IDE prepared by thick-film technology is sensitive, rapid and cost effective. The electrical detection of 100 pM concentration of DNA immobilized onto the PPy modified gold IDE was achieved, with an IDE width of 400μm.

PL

W ostatnich latach wiele publikowano na temat przetworników elektrochemicznych do różnych zastosowań, między innymi do diagnostyki chorób zakaźnych, detekcji związków chemicznych, hybrydyzacji DNA i detekcji patogenicznych mikroorganizmów. Monitorowanie żywności i wody w czasie rzeczywistym ma globalnie wysoki priorytet a obecność patogenicznych organizmów jest szczególnie ważnym zagadnieniem w badaniach środowiska. Chociaż zastosowano różne miary do monitorowania jakości żywości, takie jak zasady dobrej praktyki rolniczej [1, 2], zasady dobrej praktyki produkcyjnej [2, 3], system analizy zagrożeń i krytycznych punktów kontroli (HACCP) [4, 5] system kodów do znakowania żywności [6], ciągle pojawiają się raporty o wybuchach epidemii. Przedmiotem pracy jest projekt głowicy czujnika do zastosowania w podręcznym elektrochemicznym analizatorze do detekcji w czasie rzeczywistym zmiennych środowiskowych z uwzględnieniem patogenicznych mikroorganizmów. Cienkowarstwową międzypalczastą złotą elektrodę (IDE), wykonaną techniką sitodruku, zastosowano jako czujnik do detekcji DNA występującego w żywności patogenu Bacillus cereus. Zastosowanie Polypynole (PPy) jako matrycy immobilizującej i połączenie modyfikowanej za pomocą PPy międzypalczastej mikroelektrody z pomiarami impedancji dało czuły biosensor, który jest zdolny do detekcji DNA. Elektroda IDE wykonana w technologii cienkowarstwowej jest czuła, szybka i tania. Uzyskano elektryczną detekcję 100 pM koncentracji DNA immobilizowanego na zmodyfikowanej przez PPy złotej IDE, o szerokości 400μm.

6

System do bezprzewodowego monitorowania jakości powłok antykorozyjnych obiektów trudnodostępnych

Hoja J., Lentka G.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 9

1100-1103

PL

W artykule przedstawiono zminiaturyzowany analizator impedancji przeznaczony do spektroskopii impedancyjnej powłok antykorozyjnych obiektów trudnodostępnych znajdujących się w terenie (np. na stalowych konstrukcjach mostu). Przewidziano jego pracę w systemie z komunikacją bezprzewodową opartą na standardzie Bluetooth, w odległości do 100 m od komputera sterującego. Realizuje on pomiary impedancji w zakresie 10 Ω |Zx| 10 G Ω na częstotliwości pomiarowej z przedziału 0,01Hz 100 kHz. W konstrukcji analizatora zastosowano oryginalne rozwiązanie wykorzystujące dwa specjalizowane mikrosystemy AD5933. Błąd względny pomiaru modułu impedancji mieści się w przedziale š1 %, a bezwzględny argumentu š1°.

EN

The paper presents a miniaturised impedance analyzer for impedance spectroscopy of anticorrosion coatings on objects difficult-to-reach located directly in the field (e.g. on the steel construction of the bridge). The analyzer is designed to be used in a system with wireless communication based on the Bluetooth standard on the distance up to 100 m from a controlling computer. It measures impedance in a range of 10 Ω |Zx| 10 G Ω at the measurement frequency in a range of 0,01Hz 100 (10 frequencies in each decade). The analyzer construction is based on original solution using two specialized microsystems (SoC) AD5933 eliminating the need of calibration measurement which is necessary in the configuration proposed by the manufacturer. The tests of the realized analyzer prototype were performed. To do this, the reference RC two-terminal network of configuration and component values representing typical equivalent circuit of the anticorrosion coating in the early stage of exploitation was used. The relative error of the impedance modulus measurement is in the range of š1 %, whereas the impedance argument absolute error is in the range of š1°. The important advantage of the proposed solution based on SoC is reduction of power consumption down to ca. 0,7 W, which is very profitable in case of the impedance analyzer designed to work directly in the field.

7

Analizator z potencjostatem do elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej

Hoja J., Lentka G.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2008

|

R. 84, nr 5

122-125

PL

Opracowano i zrealizowano prototyp analizatora z potencjostatem do elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej. Zastosowano nowe rozwiązania m. in. cyfrową realizację potencjostatu i galwanostatu. Do wyznaczania składowych ortogonalnych sygnałów pomiarowych wykorzystano technikę cyfrowego przetwarzania sygnałów, która pozwoliła na pomiar impedancji w szerokim zakresie częstotliwości od bardzo niskich 100 uHz do 100kHz, przy zachowaniu prostej konstrukcji analizatora.

EN

The prototype of the analyzer with built-in potentiostat for electrochemical impedance spectroscopy was developed and realized The new solutions were used: e. g. digital potentiostat/galwanostat and digital signal processing technique was used for determination of orthogonal parts of measurement signals, which allow measuring in a wide frequency range, especially for very low frequencies (from 100 uHz), when assuring simple construction of the analyzer.