恒电位仪的工作原理图讲解

 　　概述

　　恒电位仪是用于控制同一电解池中，工作电极和参比电极之间电位差的电子设备，是通过辅助电极或对电极，向电解池中引入电流来实现的。

　　在几乎所有应用当中，恒电位仪都是在测量工作电极和辅助电极之间的电流。即控制电位，测量电流。

　　前提

　　此应用报告需要熟悉电子方面的专业术语，如电位、电流、电阻、电容等。如果感觉这方面有所欠缺，建议您先复习一下电子学或物理学基本知识。

　　电极

　　恒电位仪要求下图所示的三电极电解池。 W/WS表示工作电极或工作+传感电极，R代表参比电极，C代表辅助电极

　　工作电极

　　在控制工作电极电位的条件下，测量通过工作电极的电流。对于许多物理电化学实验，工作电极都采用惰性材料，如金、铂、玻碳等。这时，工作电极表面可以看作是电化学反应发生的场所。

　　在腐蚀实验中，工作电极就是腐蚀金属样品。一般来讲，工作电极并非被研究金属材料的全部结构，而只需使用一小片，这一点与腐蚀挂片法类似。工作电极可以是裸金属或者带涂层或镀膜的金属。

　　对电池而言，恒电位仪直接与电池的正负极连接。

　　原理图

　　Gamry恒电位仪简化原理图如下：

　　电路主要包含四大部分，我们将逐一讨论。如果不熟悉电子学知识，别担心，您仍可以从下列描述中了解到很多信息。

　　在原理图中，放大器上标有“X1”表示是单位增益差分放大器，该回路的输出电压等于两个输入端的电位差。

　　标有“Voltage”和“Current * Rm”的部分表示发送到模-数转换器的电压和电流信号，这些模拟信号将被转换成数字信号。

　　恒电流仪及零电阻电流计(ZRA)

　　Gamry恒电位仪也可以作为恒电流仪，或者零电阻电流计(ZRA)进行工作。

　　当简化原理图中的反馈电路从电解池电压切换到电流信号时，恒电位仪就变成了恒电流仪。仪器控制的不再是电压，而是电流。静电计输出同样可以用于测量电解池电压。

　　零电阻电流计(ZRA)可以强制使两个电极之间的电位差为零，同时测量电极之间流过的电流。这常常用于研究电化学腐蚀现象和测量电化学噪声。