文章目录

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• 前言
• 1. 三电极原理简介
• • 1.1. 三电极体系结构
  • 1.2. 为什么选择三电极体系？
  • 1.3. 工作电极
• 2. 电化学传感器电路设计
• 2.1 电路整体设计
• 2.2 电路实现
• 3 详细实现

前言

论文链接：Open-Source Potentiostat for Wireless Electrochemical Detection with Smartphones

1. 三电极原理简介

1.1. 三电极体系结构

三电极体系是我们进行电化学研究中最常用到的装置。由工作电极、对电极和参比电极组成。在这种情况下，电流在对电极和工作之间流动，可始终控制参比电极和工作电极之间的电位差。工作电极和对电极之间的电位无需测量，通过调整控制放大器以使工作电极和参比电极之间的电位达到用户的要求。这种两回路的配置可以同时测量工作电极的电极电位和流过电极的电流，得到工作电极的稳态极化曲线。

电流回路： 由对电极、工作电极和电源构成，它的作用是保证在工作电极上发生我们所希望的电化学反应和极化状态。因此，电流回路中测量的是流过工作电极的电流的大小。

电势回路： 由参比电极、工作电极和电位测量仪构成，它的作用是控制或测量工作电极相对于参比电极的电位。

1.2. 为什么选择三电极体系？

在电化学测试过程中，我们往往研究的是一个电化学反应的半反应。如果采用两电极体系的话，我们得到的就是阳极和阴极的电压-电流曲线，而我们知道一旦体系中有电流通过，电极就会发生极化，导致电位的变化，这样的话我们就无法准确的测定研究的半反应是在怎样的电位下发生的反应（即工作电极所测到的电位就不准了）。

因此，为了解决这个问题，我们把第三个电极加到体系中来构成三电极体系。这个加入的电极就是参比电极，它的作用就是作为测量目标反应的电极电位的一个基准电极，因此，实际上，测得的工作电极的电位就是相对于参比电极的电势。而工作电极和对电极构成电流回路，在工作电极和对电极上分别发生两个半反应。

1.3. 工作电极

工作电极往往是我们研究的电极，在工作电极上发生的电化学反应一般就是我们研究的对象。

参考文章:

电化学实验基础之电极基础篇 （二）三电极体系的结构

2. 电化学传感器电路设计

2.1 电路整体设计

2.2 电路实现

复现Open-Source Potentiostat for Wireless Electrochemical Detection with Smartphones 论文中开源的电路

思路整理中，未完…

3 详细实现

开源链接：https://github.com/OpenNISLab/Pro-Hornbill
论文链接：https://dl.acm.org/doi/10.1145/3636534.3690693

参考文章 :

电化学传感器电路设计 - Blue Mountain - 博客园

Open-Source Potentiostat for Wireless Electrochemical Detection with Smartphones