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綜合電化學(xué)工作站中硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)檢測方案
隨著電池行業(yè)的迅猛發(fā)展，人們對電池檢測技術(shù)提出了更高的要求，迫切需要一種高效，能測量體現(xiàn)電池反應(yīng)過程參數(shù)的檢測設(shè)備。本課題目的在于研發(fā)一種綜合電化學(xué)工作站滿足上述需求。綜合電化學(xué)工作站是一套完整的、數(shù)字化的、電化學(xué)體系的檢測分析設(shè)備。它把恒電位儀，恒電流儀和電化學(xué)交流阻抗分析儀有機(jī)地結(jié)合到一起，既可以做常規(guī)的基本測試如動(dòng)電位掃描、動(dòng)電流掃描試驗(yàn)和電化學(xué)交流阻抗測量，也可以做基于這三種基本試驗(yàn)的程式化試驗(yàn)，如恒電流充電-電化學(xué)交流阻抗測量，電池壽命循環(huán)試驗(yàn)-電化學(xué)交流阻抗測量試驗(yàn)，從而完成多種狀態(tài)下電化學(xué)體系的參數(shù)跟蹤和分析。它可以快捷、精確的檢測電池的容量、測量體現(xiàn)電池反應(yīng)機(jī)理的交流阻抗參數(shù)。本文以交流阻抗譜為理論依據(jù)，在既定電位范圍、精度、分辨率和響應(yīng)速度等性能指標(biāo)的要求下構(gòu)建出上下位機(jī)多層次硬件體系結(jié)構(gòu)，有針對性地設(shè)計(jì)了下位機(jī)的接口電路板和測量電路板，并在此設(shè)計(jì)方案下進(jìn)行了大量的硬件功能調(diào)試，達(dá)到了預(yù)期的性能指標(biāo)。
本文的主要內(nèi)容可概括為以下三點(diǎn)：
(1)電化學(xué)工作站的功能原理研究與硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。介紹了電化學(xué)工作站的三種基本功能和性能指標(biāo)，電化學(xué)交流阻抗測量的原理，并進(jìn)而提出了電化學(xué)工作站的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了電化學(xué)工作站的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
(2)下位機(jī)的接口電路板和測量電路板設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中力圖提高系統(tǒng)精度、靈活性。實(shí)現(xiàn)對電池電壓和電流的測量和控制功能，使工作站測量和控制功能達(dá)到了功能多樣化精確化，為電化學(xué)交流阻抗測量等功能實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)；
(3)實(shí)驗(yàn)及誤差分析。對電化學(xué)工作站的硬件測量和控制功能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析了誤差產(chǎn)生得原因，對固有誤差進(jìn)行了補(bǔ)償，對不同幅值直流信號(hào)和不同幅值、頻率的交流信號(hào)進(jìn)行測量，達(dá)到了精確測量的性能指標(biāo)。
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