基於AT89C52的電化學工作站設計
2020-12-06 電子產品世界
摘要 在電化學理論的基礎上研製了一臺電化學工作站，它包括信號發生器、恆電位儀、數據採集部分、單片機及上位工控機。整個工作站可對電化學系統中電流、電位等信號進行控制和測量，而且可以實現陰極保護功能。與傳統電化學工作站相比，該工作站採用先進的集成電路，系統誤差小、性能優良，更因其在陰極保護方面的優良表現使得該工作站具有較高的使用價值和市場前景。
關鍵詞 電化學工作站；陰極保護；導體電阻測量
隨著工業的發展，金屬的使用越來越廣泛，但隨之而來的金屬腐蝕問題也不容忽視。因金屬腐蝕而導致的一系列事故，如天然氣管道洩露、雷擊燒毀設備等，給工業生產和日常生活帶來巨大的損失。在設備的腐蝕研究中，金屬設備的腐蝕大多數是以電化學為主進行的，即Fe→Fe2++2e，研究Fe的電子得失速度就可以研究金屬的腐蝕速度。在過去的研究中，常採用的電化學研究方法是利用恆電位儀來檢測電極的電位和電流值，畫出電極的極化曲線，然後利用塔菲爾公式求出腐蝕速度。恆電位測試中，由於採用手動操作，隨著腐蝕金屬表面狀況發生變化，電流數值漂移較大、讀數誤差大、測量速度慢，嚴重影響了測試效果。隨著電子產品的發展，人們將信號發生器、恆電位儀、對數轉換儀、函數記錄儀等組合在一起組成電化學工作站，這種工作站體積大、儀器多、系統誤差大。因此研製一種結構簡單、成本低廉、性能優良的用於腐蝕檢測和研究的電化學工作站是必要的。
1 硬體設計
設計的電化學工作站整體硬體結構如圖1所示。首先，單片機將電解池工作所需的電壓波形信號送入D／A轉換模塊，經過D／A轉換後將波形電壓由外控輸入端送入恆電位儀，同時單片機控制繼電器的吸合與斷開，使恆電位儀在恆電位功能與恆電流功能之間切換。A／D轉換部分採集電化學工作站在工作過程中的電流和電位值，並將其送回單片機，單片機再將數據發送到工控機儲存，以便於後續的數據處理。工控機也是整個系統的指令發出者，工控機將需要執行的功能命令發送給單片機，經過單片機處理後，對相應的模塊進行控制。
1．1 恆電位儀
恆電位儀是電化學測試中的重要儀器，內部含有恆電位和恆電流兩個功能模塊，通過繼電器進行切換。當控制信號為高電平時，兩個繼電器斷開，電路實現恆電位功能；當控制信號為低電平時，兩個繼電器吸合，電路實現恆電流功能。
1．2 信號發生器
文中的信號發生器不同於傳統信號發生器，採用16位D／A晶片DAC8532，將單片機發送的數據進行數模轉換，實現波形輸出。與RC、LC電路相比，該方法簡單易行且穩定性好。該模塊可以對波形的幅值、頻率及功率進行調節。
1．3 數據採集
文中採用美國Maxim公司生產的逐次逼近型16位模數轉換器MAX1166進行數據採集。該晶片內部集成了逐次逼近型ADC所必須的逐次逼近寄存器SAR、高精度比較器和控制邏輯外，還集成了時鐘、4．096 V精密參考源和接口電路。
相關焦點
-
電化學工作站原理
導讀：「電」+「化學」+「工作站」=?，接下來就跟隨小編一起來看看電化學工作站究竟是個神馬東西?電化學工作站原理又是什麼呢? -
電化學工作站原理及分類
電化學工作站的本質是用於控制和監測電化學池電流和電位以及其它電化學參數變化的儀器裝飾。電化學工作站是一款集恆電位儀、恆電流儀、頻響分析儀為一體的模塊化電化學綜合測試儀，多年來已經證明了其可靠性和耐用性及靈活性。 -
多家廠商看好電化學工作站市場前景
小型展會現場 大部分廠家在本次展會中展出的產品都是電化學工作站及其耗材。電化學工作站是電化學測量系統的簡稱，相對於其它分析儀器來說，電化學工作站的專業性比較強，一般用於電化學研究和學校教學。 經過了解發現，目前國內的電化學工作站有很多是購買國外電子元件組裝的，電路板、電極等70-80%的部件都來自國外。與進口產品相比，國產電化學工作站在穩定性、重複性以及電化學阻抗方面與國外還有一定的差距。 -
電化學工作站的原理及應用
2.1 常用的電化學測試方法技術電流分析法(也稱為計時安培法)、差分脈衝安培法(DPA)、差分脈衝伏安法(DPV)、循環伏安法(CV)、線性掃描伏安法(LSV)、常規脈衝伏安法(NPV)、方波伏安法(SWV)等。2.2 電化學測試方法的優點1) 簡單易行。可將一般難以測定的化學參數直接變換成容易測定的電參數加以測定。 -
你的電化學工作站可以多通道聯用同步測量嗎
讓多臺電化學工作站聯用多通道同步測量，你想過嗎?你的電化學工作站可以這麼做嗎?如何實現呢?看Metrohm-Autolab電化學工作站是如何做到的吧! 實驗條件：1.兩臺以上autolab電化學工作站儀器 2.NOVA軟體 操作步驟： 1.電腦安裝好NOVA軟體，連接好每臺儀器，安裝驅動 2.打開軟NOVA件，點擊 multi autolab view見下圖 -
展商推薦 | 荷蘭艾維IVIUM電化學工作站(天津德尚科技有限公司)
天津德尚科技有限公司專業代理各種進口電化學儀器，主營電化學工作站，旋轉圓盤電極，高溫固體固定裝置，燃料電池測試設備等，旨在為客戶提供最科學合理的選擇和最優質放心的服務。 其中荷蘭艾維IVIUM電化學工作站，以其先進的技術，穩定的性能而著稱，在同行業具有最廣泛的產品種類，最快的軟體更新速度，最有效的技術反饋，作為我公司主營產品，客戶分布全國各大高校研究所，高新技術企業，建立了良好的口碑效應。 可攜式電化學工作站：Vertex.One.EIS/Vertex.C.EIS -
AT89C52最小系統電路圖接口電路圖分享
基於AT89C52單片機最小系統接口電路 AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應不同產品的需求單片機正常工作時，都需要有一個時鐘電路和一個復位電路。單片機復位、晶振電路如圖所示。 -
惠普工作站和西門子打造工程設計IT利器
日前，工作站技術領導廠商惠普與西門子PLM Sofeware攜手，面向工程設計用戶聯合推出了三維CAD設計應用的軟硬體捆綁大禮包，為廣大製造企業提供穩定及易用的CAD系統軟硬體，協助搭建領先的CAD設計平臺。 -
電化學分析主題網絡會成功召開(附視頻)
美國GAMRY電化學 總經理/高級儀器專家 張學元《高精度與高兼容性電化學工作站的研究與應用》> 本報告針對國際品牌美國Gamry電化學工作站的低電流、低噪聲、低阻抗、高精度與高兼容性電化學工作站的原理與研究現狀進行匯報，闡述其在生物傳感器、能源、腐蝕、電分析化學等等領域的應用，加深理解電化學工作站的技術參數和工作站原理的理解。 -
2010年上半年上市儀器新產品:電化學儀器類
電化學分析是現代儀器分析中的一個重要組成部分，由於電化學分析法具有快速、靈敏、準確、所用儀器結構簡單及使用方便等一系列特點，因而在科學研究、現代化學工業、生物與藥物分析、環境監測等領域發揮著重要作用。 -
寶德塔式工作站,解決設計煩惱!
都2020年了，換新勢在必行~小編推薦寶德雙路塔式工作站PT6620P，解決你的各種工作難題，顛覆你的工作體驗！當其閃亮登場之時，首先進入人們認知層的，不僅是其雙路至強所賦予的超強的計算能力和高端Quadro專業顯卡所帶來的強大圖形性能，更不是其高速總線架構和ECC大容量內存所構成的高效能系統，而是其人性化、高密度可擴展的機箱結構設計。憑藉這種設計，用戶可以靈活的、快速的拆卸（或者升級更換）配件，可以熱插拔部分非關鍵的配件。這種設計確實夠酷炫，極大地方便了工作站用戶。 -
一種高精度數字傾角測量系統的設計
以電子傾角器為傳感器而設計的數字傾角測量系統或數字水平儀不僅能滿足自動測量與控制的要求，而且能使測量的精度和速度大大提高。 以往使用電子傾角器作為傳感器而設計的數字水平儀和電子傾角測量系統，沒有考慮環境溫度對測量精度的影響，故無法滿足某些高精度調平和傾斜角測量的需求。為了進行寬工作溫度範圍的高精度測量，必須對電子傾角器進行溫度補償。 -
大型Solidworks裝配設計與仿真工作站配置推薦
大型Solidworks裝配設計與仿真工作站配置推薦 主要內容（一）三維設計與仿真計算卡頓、計算慢問題分析（二） UltraLAB圖形工作站件硬體配置2.1 大型三維建模工作站配置推薦2.2 大型裝配設計、仿真模擬工作站配置推薦（一）三維設計與仿真計算的卡頓、計算慢問題分析 Solidworks -
電化學冶金與電池電化學分會場---「中國有色金屬2018青年科技論壇」
電化學冶金與電池電化學分會場(8月22日下午和23日全天)電化學冶金與電池電化學分會場報告……（召集人：焦樹強、鍾勝奎、賴延清、張培新、羅紹華、蔣 凱、肖 巍、鍾 澄、楊海濤、黃 惠、蔣良興、王 偉）(1) 王明湧 北京科技大學 研究員 -
專題約稿|電化學工作站在鋰電檢測中的應用及展望
瑞士萬通：瑞士萬通Autolab電化學工作站是鋰電阻抗檢測必備的產品，是Metrohm旗下的重要品牌，在業內享有盛譽。鋰電廠商在鋰電新材料甄選的研發階段和產品質量控制階段都會採用Autolab電化學工作站。 -
基於STM32L151的可攜式氣體檢測儀設計
摘要：針對環境有毒有害氣體檢測，本文設計了一種可同時檢測多種氣體的可攜式氣體檢測儀。該設計通過使用TI公司的新型電化學模擬前端晶片LMP91000和高精度ADC晶片ADS1115改善硬體統一性和硬體測量精度;微控制器STM32L151軟體設計中通過數字濾波和溫度補償提高氣體檢測的溫度穩定性和精度。 -
基於第一性原理的電化學模擬,找出15種有前途的催化劑!
將H+電催化還原成H2是基於氫燃料可再生能源技術的關鍵過程。在眾多的影響因素中，催化劑的效率對於降低整體反應過電位和提高反應產率至關重要，Pt系金屬是性能最好的催化劑，然而價格昂貴，難以作為大規模生產H2的催化劑。 -
古老而又年輕的技術——電化學發展趨勢展望
90年代中期，我國的研究者在電化學分析化學理論和實驗方法及測試技術方面進行了深入研究，我國的電化學儀器技術進一步發展，在專用和常用儀器方面，出現了一批我國自主研發生產的儀器，標誌著我國電化學分析儀器工業已經具有一定規模的研究、開發和生產能力。到90年代末期，電化學工作站的研製，標誌著我國已經完全掌握了電化學儀器技術。 -
全模塊戰神 惠普旗艦級Z840工作站評測
【IT168 評測】對於設計師來說，無論是動漫設計還是工程製圖，一款運行流暢、性能強大、安靜穩定的工作站都是必要的選擇。作為工作站市場的領軍者，惠普早在多年前就進軍工作站領域，並憑藉Z800這樣的高端產品樹立了全新的形象。近日，我們收到了來自惠普送測的全新一代Z840工作站，它延續了Z820的設計，卻又具備了創新的基因。 -
伍暉:進軍「電化學」
伍暉：進軍「電化學」來源：科技日報 2014-5-21 劉麗 2000年，17歲的伍暉考入清華大學。這個深受做化學老師的父親影響而迷戀實驗室的大男孩，順理成章地選擇了化學工程系的高分子材料化學專業。「從本科時的小打小鬧，到能夠設計科研計劃，繼而做一些具有創新性、獨創性的研究，最後發表論文。這種掌控全程的訓練，對我來說是非常寶貴的。」 2009年，伍暉申請到了美國史丹福大學的博士後。史丹福大學的材料系是雖然只有十幾名教授，但它的學術地位卻在美國排名第三，在材料專業方面，僅次於麻省理工大學和西北大學。