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综合电化学工作站中硬件设计与实现检测方案

发布时间:2022-04-08      点击次数:162
 随着电池行业的迅猛发展,人们对电池检测技术提出了更高的要求,迫切需要一种高效,能测量体现电池反应过程参数的检测设备。本课题目的在于研发一种综合电化学工作站满足上述需求。综合电化学工作站是一套完整的、数字化的、电化学体系的检测分析设备。它把恒电位仪,恒电流仪和电化学交流阻抗分析仪有机地结合到一起,既可以做常规的基本测试如动电位扫描、动电流扫描试验和电化学交流阻抗测量,也可以做基于这三种基本试验的程式化试验,如恒电流充电-电化学交流阻抗测量,电池寿命循环试验-电化学交流阻抗测量试验,从而完成多种状态下电化学体系的参数跟踪和分析。它可以快捷、精确的检测电池的容量、测量体现电池反应机理的交流阻抗参数。本文以交流阻抗谱为理论依据,在既定电位范围、精度、分辨率和响应速度等性能指标的要求下构建出上下位机多层次硬件体系结构,有针对性地设计了下位机的接口电路板和测量电路板,并在此设计方案下进行了大量的硬件功能调试,达到了预期的性能指标。
  本文的主要内容可概括为以下三点:
  (1)电化学工作站的功能原理研究与硬件系统设计。介绍了电化学工作站的三种基本功能和性能指标,电化学交流阻抗测量的原理,并进而提出了电化学工作站的硬件系统结构,构建了电化学工作站的硬件结构设计;
  (2)下位机的接口电路板和测量电路板设计,在设计中力图提高系统精度、灵活性。实现对电池电压和电流的测量和控制功能,使工作站测量和控制功能达到了功能多样化精确化,为电化学交流阻抗测量等功能实现打下基础;
  (3)实验及误差分析。对电化学工作站的硬件测量和控制功能进行了实验验证,分析了误差产生得原因,对固有误差进行了补偿,对不同幅值直流信号和不同幅值、频率的交流信号进行测量,达到了精确测量的性能指标。
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