學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.二電極原理

2.三電極原理

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學(xué)習(xí)內(nèi)容：

1.傳感器電極介紹

2.恒電位電路的作用

3.偏置電路的作用

3.跨阻放大器的學(xué)習(xí)

4.JFET的作用

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一、工作電極WE：

? ? ? ?在工作電極上氧化或者還原目標(biāo)氣體，產(chǎn)生與目標(biāo)氣體濃度成比例的電流，通過(guò)對(duì)電極CE將電流提供給傳感器

二、參比電極（RE）—只有三電極才會(huì)使用到，二電極是沒(méi)有的。

? ? ? ?恒電位電路讓參比電極與工作電極保持固定的電位差，對(duì)于無(wú)偏置傳感器，工作電極電位必須保持與參考電極電位相同的電位；對(duì)于需要偏置的傳感器，必須保持偏移。-----此句為廢話大部分氣體傳感器都沒(méi)要求，什么時(shí)候需要偏置后面會(huì)講到（此偏置跟傳感器沒(méi)關(guān)系，與自己的硬件設(shè)計(jì)需求有直接關(guān)系）

三、對(duì)電極CE

? ? ? ?對(duì)電極與工作電極一同完成電路，如果WE正在氧化，CE則還原一些化學(xué)物質(zhì)(通常是氧)，或者如果WE正在還原目標(biāo)氣體，CE則發(fā)生氧化。允許對(duì)電極CE電位浮動(dòng)，隨著氣體濃度的增加而改變。對(duì)電極CE上的電位并不重要，只要恒電位儀電路可以提供足夠的電壓和電流以將工作電極WE保持在與參比電極RE相同的電位或固定的偏移。

?四、控制電路

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1）?R5,R6,R8等效為CE,WE,RE

2） 運(yùn)算放大器向?qū)E提供電流，以工作平衡電極WE所需的電流；? 控制U1B的反相輸入連接 到?RE，?RE上電流極小。建議使用輸入偏置電流很小的運(yùn)算放大器

3 ) ?恒電路要有足夠的電壓偏置及驅(qū)動(dòng)能力，以便將對(duì)電極CE驅(qū)動(dòng)所需電位和傳感器需要足夠的電流。如果電路無(wú)法做到這一點(diǎn)，那么在較高濃度下會(huì)出現(xiàn)極端的非線

4） 確認(rèn)傳感器電流的方向，由目標(biāo)氣體決定，當(dāng)WE電極發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子，CE發(fā)生還原反應(yīng)，電流從WE流出；WE電極發(fā)生還原反應(yīng)得到電子，CE發(fā)生氧化反應(yīng)，電流從WE流入；

5）當(dāng)電流從WE流入時(shí)，單電源模式下偏置就產(chǎn)生了作用，不加偏置對(duì)電極CE將與地電位相? 距-300至-400mV,隨著濃度的增加電壓差會(huì)越來(lái)越大。（U1A同理）

五.電流測(cè)量電路

1）測(cè)量電路是I/V跨阻運(yùn)算放大器，傳感器電流通過(guò)R22放大，產(chǎn)生相對(duì)與虛擬地的輸出電壓，C28可降低高頻噪音。有時(shí)需要使用兩個(gè)運(yùn)算放大器級(jí)來(lái)提供所需的輸出：第一級(jí)使用小的? ? ? ? ? ? ?R22?阻值，以允許電路在瞬態(tài)條件下對(duì)抗傳感器電流，然后是第二個(gè)電壓增益級(jí)，以提供所需 的輸出。

六、負(fù)載電阻（R26）

? ? ? ?測(cè)量電路使用（負(fù)載電阻（R26）加內(nèi)部傳感器電阻）和（內(nèi)部傳感器電容）的組合來(lái)建立RC電路;R26的選擇應(yīng)綜合考慮最快響應(yīng)時(shí)間（低電阻R26）和最佳噪聲（高電阻R26）的影響。
? ? ? 該RC電路影響均方根噪聲和響應(yīng)時(shí)間：響應(yīng)時(shí)間隨著Rload電阻的增加而線性增加，而噪聲隨R26阻值的增加，其迅速下降。
? ? ? 當(dāng)傳感器電流流過(guò)R26時(shí)，傳感器偏置電位Bias會(huì)有一個(gè)小的變化。 這增加了傳感器穩(wěn)定時(shí)間，將需要短時(shí)間來(lái)重新穩(wěn)定，但是除了高氣體濃度和高Rload電阻之外通常不會(huì)看到這種瞬態(tài)。

七、JFET短路

? ? ? ? FET的工作原理這里就不講了，當(dāng)電路通電時(shí)FET呈開路狀態(tài)，當(dāng)電路斷電時(shí)FET導(dǎo)通參考電極和工作電極一起短路（剩余電阻為幾十歐姆），將傳感器在此驅(qū)動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)破環(huán)短接，傳感器會(huì)在很短的時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定

? ? ? 傳感器長(zhǎng)時(shí)間斷電，工作電極會(huì)積累大量電荷造成極化現(xiàn)象，傳感器將在下次啟動(dòng)需要幾個(gè)小時(shí)才能穩(wěn)定下來(lái)

八、此圖摘抄

?鏈接：三電極電化學(xué)恒電位電路 - 簡(jiǎn)書

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的电化学传感器原理回顾的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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