请教电化学三电极使用的恒电位电路

只看该作者 · 2017-2-20 16:57

如下电路是应用于电化学三电极实验常用的恒电位电路，查了资料大致明白其工作原理如下，通过参比电极RE监测工作电极WE的电位变化。参比电击RE上没有电流，接运放的反向输入。辅助电极CE与工作电极WE形成电流回路，辅助电极CE接运放的输出，工作电极WE由于电化学反应产生的电流在0~1uV之间。工作电极WE接地，工作电极WE的电位变化导致运放的反向输入变化，所以运放输出变化即辅助电极CE上加的电压改变，从而保持工作电极WE的电位恒定。
想要请教的是（1）运放在此处是做同向放大、反向放大还是差分放大或者其他用法，（2）4脚上的输出和1脚的正向输入Vref和反向输入Vre又怎样的具体关系。

1万 · 2017-2-20 18:57

本帖最后由 zyj9490 于 2017-2-20 18:59 编辑

下图的仿真图是错的。WE与RE间可用一个电化学反应电阻和双电层电容并联，RE与CE间用一个低值导电体电阻代替。

只看该作者 · 2017-2-21 12:59

可能我没说明白，下边的电路图是实际在应用的接法，只是我不明白那几个问题特发上来请教的。

1万 · 2017-2-21 13:04

466水手发表于 2017-2-21 12:59
可能我没说明白，下边的电路图是实际在应用的接法，只是我不明白那几个问题特发上来请教的。 ...

我以为是仿真图，如果是实际电路图，是可以正常工作的，因为三极之间的模型没有画出，但这样画看不出来真实运行的原理，因为OP处在开关状态，其实RE与CE之间有导电电阻联结，构成负反馈。

只看该作者 · 2017-2-21 17:49

zyj9490 发表于 2017-2-21 13:04
我以为是仿真图，如果是实际电路图，是可以正常工作的，因为三极之间的模型没有画出，但这样画看不出来真 ...

RE和CE之间的电阻是说三电极等效电路中的R2和R7吗？我看有的资料上说OP在此处的用发是电压跟随器。我不会分析的是现在再结合了等效电路，OP的输出和输入和这些电阻电容之间的数学表达关系是怎样的呢？能帮忙写一下吗？非常感谢！

1万 · 2017-2-21 18:58

本帖最后由 zyj9490 于 2017-2-21 19:03 编辑

466水手发表于 2017-2-21 17:49
RE和CE之间的电阻是说三电极等效电路中的R2和R7吗？我看有的资料上说OP在此处的用发是电压跟随器。我不会 ...

是的，实际R1很小，因为RE与WE靠得较近。是电导率(离子导电)引起的。

只看该作者 · 2017-2-22 22:30

zyj9490 发表于 2017-2-21 18:58
是的，实际R1很小，因为RE与WE靠得较近。是电导率(离子导电)引起的。

首先，非常感谢！还有个问题不明白，请能帮忙解答一下，就是OP的输出和同向输入与参比电极RE输入是怎样具体关系。把等效电路和实际OP电路可以综合成如下电路吗？这个时候再怎么分析输出Vout和V+、Vre之间的关系呢？工作电极WE的电位变化导致参比电极RE的电位Vre变化，OP的反向输入变化所以其输出Vout（即对电极）的电压改变，从而实现工作电极WE上自动恒电位，但OP的输出和同向输入与参比电极RE输入是怎样具体函数关系请大神帮忙解答一下。谢谢！

1万 · 2017-2-22 23:06

466水手发表于 2017-2-22 22:30
首先，非常感谢！还有个问题不明白，请能帮忙解答一下，就是OP的输出和同向输入与参比电极RE输入是怎样具 ...

恒电位指的是上图的电化学电阻的恒压，也可以说，RE与WE之间的恒压。采用输出端是补偿因导电率不够大的电压损失，电流流向是CE与WE间的流向。RE作为反馈电压。

只看该作者 · 2017-12-1 11:24

zyj9490 发表于 2017-2-21 18:58
是的，实际R1很小，因为RE与WE靠得较近。是电导率(离子导电)引起的。

您好！我初步接触电化学，看到您的回帖收获很大。那我在研究三电极体系电路中是否三个电极间关系就可以用楼上图5那个等效模型来连接？这其中的电阻与电容值大小大约是多少呢？非常感谢您！

1万 · 2017-12-1 13:14

我要学电化学发表于 2017-12-1 11:24
您好！我初步接触电化学，看到您的回帖收获很大。那我在研究三电极体系电路中是否三个电极间关系就可以用 ...

基本上是，双电层电容和反应电阻（跟化学过程有关），R1的传导电阻及CE到WE的传导电阻。

只看该作者 · 2017-12-4 11:22

zyj9490 发表于 2017-12-1 13:14
基本上是，双电层电容和反应电阻（跟化学过程有关），R1的传导电阻及CE到WE的传导电阻。 ...

非常感谢您的回复，我这里看到一个氨气传感器的电路图，画圈部分我查资料看到应该是短接使仪表处于停机状态时，传感器仍保持工作状态，不会发生较大漂移。那是不是理解为上电时候这条线断开，断电时候两端接通。我还有一个疑问就是看类似的电路图时候总找不到供电电压，不是电化学传感器工作时候需要在工作电极和对电极间加激励电压来使反应发生吗？可是我在电路中都找不到这个电压源。这个问题有联系到前面说的短接是为了停机时继续保持工作，那意思是工作时根本不需要电源吗？请前辈指教，谢谢您！

1万 · 2017-12-4 13:01

本帖最后由 zyj9490 于 2017-12-4 13:06 编辑

我要学电化学发表于 2017-12-4 11:22
非常感谢您的回复，我这里看到一个氨气传感器的电路图，画圈部分我查资料看到应该是短接使仪表处 ...

1.Q1是启保护作用而已，防止补偿电路环路失控时或开环时，参比电极过高。通过限压。2。根据传感器的特性，应是不需要激力电压，如要加的激力电压也是通第三脚加进去。现在这传感器的特性如光电二极管那样，处在光伏模式，其二端不需要电压的。这样线性度会更好。后面的补偿电路纯是为了传导电流引发的电阻损失。

1万 · 2017-12-4 13:22

我要学电化学发表于 2017-12-4 11:22
非常感谢您的回复，我这里看到一个氨气传感器的电路图，画圈部分我查资料看到应该是短接使仪表处 ...

Q1是P沟道的结型埸效应管，源极与渥极不能超过3.6V，超过即导通。R,W被限压。

只看该作者 · 2017-12-4 15:57

zyj9490 发表于 2017-12-4 13:22
Q1是P沟道的结型埸效应管，源极与渥极不能超过3.6V，超过即导通。R,W被限压。 ...

非常感谢您的解答！我自己再多学习一下相关知识。万分感谢！

只看该作者 · 2018-6-14 13:06

讲的很专业。

只看该作者 · 2019-11-20 21:39

zyj9490 发表于 2017-2-21 13:04
我以为是仿真图，如果是实际电路图，是可以正常工作的，因为三极之间的模型没有画出，但这样画看不出来真 ...

您好，看了您的回答，有几个想请教一下。电化学传感器是为了工作电极和对电极的电压稳定吗？下面图的负反馈跟随电路，我知道是保证了参考电极和负反馈的变化一致性，但是工作电极电压变化如何和参考电极上的电压变化联系起来？

1万 · 2019-11-20 22:18

EEGeorge 发表于 2019-11-20 21:39
您好，看了您的回答，有几个想请教一下。电化学传感器是为了工作电极和对电极的电压稳定吗？下面图的负反 ...

工作电极与参考电极没有电压上的关糸，都是通过各自外部负反馈保证电压固定的。

只看该作者 · 2019-11-21 16:08

我要学电化学发表于 2017-12-4 11:22
非常感谢您的回复，我这里看到一个氨气传感器的电路图，画圈部分我查资料看到应该是短接使仪表处 ...

有的传感器是不需要偏压的。这个图就是这样的。没有电源输入时RW两极需要短路处理。这样可以缩短工作后的老化时间

只看该作者 · 2023-4-23 21:17

zyj9490 发表于 2017-12-4 13:22
Q1是P沟道的结型埸效应管，源极与渥极不能超过3.6V，超过即导通。R,W被限压。 ...

看了您的关于恒电位仪电路的回帖，想请教您，我画的电路是否有问题

1万 · 2023-4-24 19:06

zkkkk 发表于 2023-4-23 21:17
看了您的关于恒电位仪电路的回帖，想请教您，我画的电路是否有问题

工作原理没问题，反应电动势取决于RE与WE的电压差，也即DAC2-DAC1,产生的电流变化信号是VOUT=DAC1-I*R30

请教电化学三电极使用的恒电位电路

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