阅读和理解QCM规范可能很棘手。在这篇文章中,我们将解释不同参数的含义,以及哪些参数是需要关注的。
QCM仪器测量的关键参数是振荡器的谐振频率变化。扩展QCM设置除了频率变化外,还将测量系统中与能量损失相关的一个或多个参数。这看起来很简单,但仪器规格中包含的参数可以变化,并且可以用不同的术语来描述。
那么,在规范中列出的所有参数中,哪些是相关的,并将对最终测量产生影响?如何在不同的仪器供应商之间进行比较?下面我们收集了一些在QCM规范中经常提到的参数,并解释了它们的含义。
参数 |
解释及意义 |
单位 |
决议 |
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时间 |
时间分辨率,或者采样率,描述了每秒收集多少个数据点。采样率越高,动力学过程的解析速度越快。 |
赫兹 |
频率 |
的频率分辨率基本上是仪器能显示的小数数。高分辨率并不一定意味着可以检测到微小的频率变化;所显示数字的重要程度取决于噪声水平。只要频率分辨率优于噪声水平,这意味着有可能解决正在发生的变化,这与实际测量情况无关。示例:例如,如果只有两个小数是有效的(高于噪声级别),那么分辨率是10个小数还是15个小数都没有关系。 |
赫兹 |
耗散 |
同上 |
无单位 |
质量 |
的质量分辨率与频率分辨率(见上文)相关的常数灵敏度因子的乘法(对于5 MHz传感器,这是17.7 ng/(cm2∙Hz))。只要分辨率优于噪声水平,即您能够解决正在发生的变化,该参数与实际测量情况无关。 |
²ng /厘米 |
温度 |
的温度分辨率描述如何精确地测量实际温度。只要温度分辨率优于稳定性水平,即有可能测量正在发生的温度变化,它就与实际测量情况无关。 |
˚C |
灵敏度 |
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频率 |
有用频率灵敏度是在频率信号中可以解决的最小的显著变化。灵敏度几乎总是更多地取决于噪声水平,而不是可以显示多少小数。也就是说,它是噪声水平,它最终将决定显示的频率参数的小数中有多少是重要的。例如:仪器的信号分辨率为0.001 Hz,噪声电平为0.05 Hz。假设您接受信噪比为2,那么有用的频率灵敏度将为0.1 Hz |
赫兹 |
质量(理论) |
理论质量灵敏度取决于晶体基模[1]。例如:对于一个5 MHz的晶体,它是17.7 ng/(cm2∙Hz)理论质量灵敏度的有用程度是由有用的频率灵敏度决定的,即可以分辨的频率信号的最小显著变化。 |
ng / (cm²∙Hz) |
质量(有用的) |
的有用的质量灵敏度,即在实验情况下可以达到的灵敏度等于理论质量灵敏度乘以有用频率灵敏度。例如:对于5 MHz的晶体,理论灵敏度为17.7 ng/(cm2∙Hz)。有效频率灵敏度为0.1 Hz,有效质量灵敏度为1.8 ng/cm2。 |
²ng /厘米 |
耗散 |
有用的耗散灵敏度是可以在耗散信号中解决的最小的显著变化。有用的灵敏度几乎总是更多地取决于噪声水平,而不是可以显示多少小数。 |
无单位 |
噪音 |
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频率 |
噪声描述的是信号不受控制的短期变化。噪声将决定有多少测量信号可以被利用,并决定显示的小数中有多少是显著的。 |
赫兹 |
耗散 |
同上 |
无单位 |
温度 |
同上 |
˚C |
长期稳定 |
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频率 |
频率稳定性或漂移描述的是信号的长期变化。稳定的信号很重要,特别是对于较长的测量。高漂移将使结果不明确,并且不清楚测量的频率响应是否反映了质量变化或是否由于未定义的仪器变化。 |
赫兹/小时 |
耗散 |
同上 |
1 / h |
温度 |
温度稳定性描述的是单位时间内的温度漂移。由于温度会影响QCM信号,因此良好的温度控制和稳定性对于可靠的测量结果至关重要。 |
˚C / h |
理解和比较不同的QCM规范可能是一个挑战。不仅使用的参数通常以不同的方式描述,这使得很难进行直接比较,而且也很难破译所提到的参数与数据质量(例如)的关系。在这篇文章中,我们列出了关键参数,解释了它们的含义,以及它们与生成的数据质量的关系。
下载关于如何阅读QCM规范的指南,以了解更多关于QCM参数及其含义的信息。