學習目標：

1.二電極原理

2.三電極原理

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學習內容：

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.跨阻放大器的學習

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氣體，產生與目標氣體濃度成比例的電流，通過對電極CE將電流提供給傳感器

二、參比電極（RE）—只有三電極才會使用到，二電極是沒有的。

? ? ? ?恒電位電路讓參比電極與工作電極保持固定的電位差，對于無偏置傳感器，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要求，什么時候需要偏置后面會講到（此偏置跟傳感器沒關系，與自己的硬件設計需求有直接關系）

三、對電極CE

? ? ? ?對電極與工作電極一同完成電路，如果WE正在氧化，CE則還原一些化學物質(通常是氧)，或者如果WE正在還原目標氣體，CE則發生氧化。允許對電極CE電位浮動，隨著氣體濃度的增加而改變。對電極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） 運算放大器向對CE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算放大器

3 ) ?恒電路要有足夠的電壓偏置及驅動能力，以便將對電極CE驅動所需電位和傳感器需要足夠的電流。如果電路無法做到這一點，那么在較高濃度下會出現極端的非線

4） 確認傳感器電流的方向，由目標氣體決定，當WE電極發生氧化反應失去電子，CE發生還原反應，電流從WE流出；WE電極發生還原反應得到電子，CE發生氧化反應，電流從WE流入；

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

五.電流測量電路

1）測量電路是I/V跨阻運算放大器，傳感器電流通過R22放大，產生相對與虛擬地的輸出電壓，C28可降低高頻噪音。有時需要使用兩個運算放大器級來提供所需的輸出：第一級使用小的? ? ? ? ? ? ?R22?阻值，以允許電路在瞬態條件下對抗傳感器電流，然后是第二個電壓增益級，以提供所需 的輸出。

六、負載電阻（R26）

? ? ? ?測量電路使用（負載電阻（R26）加內部傳感器電阻）和（內部傳感器電容）的組合來建立RC電路;R26的選擇應綜合考慮最快響應時間（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時間：響應時間隨著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。
? ? ? 當傳感器電流流過R26時，傳感器偏置電位Bias會有一個小的變化。 這增加了傳感器穩定時間，將需要短時間來重新穩定，但是除了高氣體濃度和高Rload電阻之外通常不會看到這種瞬態。

七、JFET短路

? ? ? ? FET的工作原理這里就不講了，當電路通電時FET呈開路狀態，當電路斷電時FET導通參考電極和工作電極一起短路（剩余電阻為幾十歐姆），將傳感器在此驅動時會自動破環短接，傳感器會在很短的時間達到穩定

? ? ? 傳感器長時間斷電，工作電極會積累大量電荷造成極化現象，傳感器將在下次啟動需要幾個小時才能穩定下來

八、此圖摘抄

?鏈接：三電極電化學恒電位電路 - 簡書

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總結

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內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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