恆電位儀是電化學、電分析測試中最基本的儀器。恆電位儀電路也是許多專用電化學測試儀器的核心。恆電位是乙個把工作電極和參比電極之間的電位控制在某一固定電位和所選電位的裝置。
有幾種可能的結構，圖2-3給出了最簡單的一種，利用它概述了有關原理。圖2-3中電解池被近似化為一種溶液電阻與雙層電容串聯的極為簡單的等效電路。可以看到這一裝置只是乙個簡單的電壓跟隨器，它將參考電極和工作電極的輸出電壓保持在程式設定的電位e1。
處於接地電位的工作電極相對參比電極有乙個-e1的電位。因此輸入電壓在電池中被倒了相。但在這一回路中沒有給出測量通過電解池電流的裝置，而在圖2-4中，我們給出了一種更好的設計。
暫時忽略放大器2和3，與圖2-3中的電流迴路比較立即可以看到放大器1在倒相加法器結構中是控制放大器。此電路用來保持累加點s處於虛地，這樣可設定電壓e1和e2，使其在參比電極和接地之間進行倒相、累加和控制。工作電極的電位由放大器3保持在虛地狀態，這樣工作電極相對參比電極的電位為+(e1+e2)，在這種恆電位儀中沒有符號轉化。
在電化學系統中反饋電路含有參比電極，恆電位儀的輸入電流不能大到足以極化這一電極。在此，通過在反饋迴路中包括乙個電壓跟隨器(放大器2)作為阻抗匹配單元，利用運算放大器的高輸入阻抗特性就做到了這一點。這樣參比電極上所通過的電流只能歸之於運算放大器的輸入阻抗和輸入偏流。
一般商品參比電極在其設計中有陶瓷栓塞，這樣參比電極的電阻可以很容易地達到1mω值。典型的實際雙極運算放大器輸入偏流為10-}a數量級，這使電位偏差0.1v。
參比電極和非倒相輸入間的高阻抗使這一部分電路對電源的交流雜訊極為敏感，它無法從訊號中分離出來。為了減小這一點，參比電極的引線應是遮蔽的，且將電壓跟隨器盡可能靠近電極。放大器3用來實現電流到電壓的轉換，用來測定流過電池的電流，並以電壓形式顯現出來，輸出eout，簡單地表示為乘積。
全部電解池電流都流過反饋電阻。運算放大器應選用具有極為低的輸入偏流，因為這是測量中誤差的主要**，尤其小電流更是如此。用放大器3實現的電流電壓轉換器一般是一種低頻裝置，在高頻時它不穩定。
在此，有兩個方面需要加以考慮:首先，電流電壓轉換器在控制放大器的反饋迴路中是一有源裝置，有必要仔細地設計接地方法;其次，實際運算放大器的輸入阻抗中含有其輸入端間的雜散電容和電感。這些將引起可能導致振盪的相移。
測量電流的另一種電路是在控制放大器的反饋迴路中放置一電阻器，並且用差分放大器測量它兩端的電壓，見圖2-5。電壓跟隨器用作阻抗變換器，並能防止電解池電流對地進行分流。如果這些是fet運算放大器，rf就可能大到1 mω , rf兩端產生的電位由差分放大器測量。
當r1=r2=r3=r4時，則電解池的電流為eout/rf。要注意選擇rf使其不超出恆電位儀的輸出電壓限。對理想的差分放大器，eout只與(e1-e2)有關，而與相對於地的輸入電位的絕對值無關。
加在感測器上的恆電位稱為「給定電位」，但由於感測器的阻抗隨其結構而定，故當檢測到氣體並產生電解電流i時，「給定電位」就會發生變化。「給定電位」一旦發生變化，電極的電解反應就不穩定，從而導致感測器的輸出也不穩定。為此在感測器中設定乙個沒有電解電流的第二電極(參考電極r極)，通過控制作用電極和參考電極之間的電位保持一定，從而使感測器的輸出穩定。
**：東海儀表網
如圖3-1，運算放大器u2部分是恆電位儀電路:u2必須選擇具有高輸入阻抗的運放。本設計的運算放大器件選用的是tlc27l4cn。
由於運算放大器u，工作**性狀態，u1的2腳電壓和參考電壓相等。第2腳經過乙個電阻和感測器的參考電極相連，給感測器提供乙個穩定的工作電壓值，但是沒有電流通過。電流由對應電極c極流入，其中參考電壓ref由s極的電路來提供。
由於感測器的對應電極和參考電極的阻抗處於恆電位儀的有源電路內，所以不管感測器的電流如何，「給定電位」總被控制在定值。感測器輸出的電流由r11電阻20k轉換成輸出電壓值。
如圖3-2所示。us是提供基準電壓電路:其中基準電壓值由68k和33k的阻值決定，由分壓公式可知此處的基準電壓為1.63v。
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