恒电位仪的原理与使用zzy.ppt

恒电位仪电路 元件类型 信号源 电阻、电容 运算放大器 用鼠标选中具体器件，往工作窗口下拖 元件说明 电阻，阻值为10kW 标号为R1 40 节点号 模拟时，需要指定节点号 元件属性与设置 一、 双击元件或者鼠标右键打开器件的属性页 对于电阻、电容、信号（电）源，主要是设置Value值 连线 每个元件两端都有引脚，鼠标移近会出现黑圆点 模拟 菜单“Analysis”? “ Transient…” 主要参数 初始值 起止时间 节点号 模拟结果 节点号 三个常用工具 显示网格 显示标签 读取电压 模拟窗口右键?属性 读取电压 所有节点都显示 m代表10-3 n代表10-9 电路中重要元件说明 辅助电极 参比电极 工作电极 溶液电阻 极化电阻 电流检测电阻 模拟电路参数设置的注意事项与要求 当电阻设置在10000MW以上代表断路 当电阻设置在0.001W以下代表短路 R1 R2 R3三个阻值要保持相等，一般不需要修改 运放不需要更改类型 模拟时，可对其它元件进行适当修改 模拟项目1 每次测量前其它参数都要设置正常， 仅改变一个参数 参比电极断路（RE=1000M） 辅助电极断路（CE=1000M） 工作电极断路（WE=1000M） 参比电极接地（节点57接地） 辅助电极接地（节点45接地） 工作电极接地（节点59接地） 测量节点49 （参比电极） 、55 （电流输出）， 58 （工作电极） ， 59 （辅助电极）的电压值 实验预想控制的电压、电流 I2=(V55-V58)/Ri E2=V58-V49 E1=S1+S2 I1=E1/(Ru+Rf) 实际电压、电流 槽压VCW＝ V58 测试结果1 V49 V55 V58 V59 VCW E1 I1 E2 I2 正常状态 RE断路 CE断路 WE断路 RE接地 CE接地 WE接地 模拟项目2 参比与辅助电极短路 参比与工作电极短路 辅助与工作电极短路 为了方便连线，可添加电阻，把阻值设在0.001W以下 同样测量节点49 （参比电极） 、55 （电流输出）， 58 （工作电极） ， 59 （辅助电极）的电压值 测试结果2 V49 V55 V58 V59 VCW E1 I1 E2 I2 RE~CE短路 RE~WE短路 CE~WE短路 思考问题 检验恒电位仪工作是否正常，主要要哪些参数？ 工作电极由于电位失控，导致大电流通过，常会引起不良后果。哪些操作失误会引起这种情况？ 恒电位仪通过大电流，但槽压很小，会损坏恒电位仪。哪些操作失误会引起这种情况？ 哪些操作会引起WE的电位不等于0（即绝对值大于1mV以上）？此时电位是否控制准确？ 恒电位仪的原理与使用 目的与要求 熟练掌握电化学最基本仪器－－恒电位仪的原理与使用 较优化地设置恒电位仪实验参数 恒电位仪故障分析与排除 内容 恒电位仪的原理 1、溶液等效电路与三电极体系 2、电子线路基础 3、恒电位仪典型电路与结构 4、恒电位仪主要技术参数 恒电位仪模拟 恒电位仪使用与故障排除 1、基本实验技术与实验参数设置 2、常见故障与排除 恒电位仪 263 2263 273 2273 EGG PARC Autolab BAS 100W WE:工作电极/研究电极 RE: 参比电极 CE: 辅助电极/对电极 WE RE CE 恒电位仪 溶液等效电路与三电极体系 一、恒电位仪的原理 两电极体系 + - E 两电极体系常用于工业电解、电镀、电合成以及电池。但在基础理论研究中并不适用 ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ - - - - - - X E Rf Cd Rl 紧密层 E ？ ？ Cd:双层电容; Rf：法拉第电阻; Rl：溶液电阻 界面电位～电化学特性的关系是电化学研究中的核心部分 电极等效电路 E’ ？ ? 恒电位仪 CE RE WE E i=0 i RE要求：电极电位非常确定、稳定。常用饱和甘汞电极（SCE），Ag/AgCl，可逆氢电极(RHE)，以及某些金属，如Pt、Ag等 三电极体系 恒电位仪可以控制单根电极的界面电位，从而研究它的电化学特性。 CE一般只要求化学/电化学稳定性好，表面积较大，如Pt黑、C等 1 2 3 ～ ～ 1 3 2 现代恒电位仪的结构框图 计算机 单片机 缓存 A/D D/A 电流转化 恒电位电路 通讯协议 USB,串口，GPIB（并口） 状态控制 电解池 电子线路基础 直流电源 220V ～ 变压 整流 滤波 对于恒电位仪，电源电压10～100V，它决定最大槽压 正电源 电源、运算放大器、A/D与D/A 负电源 地，0V 电路板中的“地线”是一个参考点，它与平常从大地引出来的地线不是一个概念。 但由于电路板的“地线”常与电源插头的地线、金属外壳相连，最后通过三孔插头 与地线相连，使仪器具有较好的