便攜式阻抗譜分析儀的研制.pdf

1、阻抗譜分析技術(shù)是分析器件、電極系統(tǒng)、材料等頻率響應(yīng)的一門技術(shù)。傳統(tǒng)的阻抗譜分析設(shè)備一般體積較大、價(jià)格昂貴、操作專業(yè)性強(qiáng),隨著科技術(shù)的迅猛發(fā)展和市場(chǎng)的日益完善,設(shè)備的設(shè)計(jì)也越來越面向用戶、面向應(yīng)用,尤其是嵌入式系統(tǒng)的。因此,本文的目的是設(shè)計(jì)出集操作簡(jiǎn)單、成本低廉、便攜于一體的阻抗譜分析設(shè)備。
　　本文比較現(xiàn)有的分析技術(shù)、手段,選擇出適用于中低頻率、阻抗測(cè)量范圍也比較大的自動(dòng)平衡電橋法,并從原理上說明了該方案,并給出了該方法下的阻抗譜

2、數(shù)據(jù)處理方法,即離散傅立葉變換的推導(dǎo)過程。同時(shí)還指出了,在離散傅立葉變換,采樣頻率不合理的設(shè)置會(huì)可能會(huì)導(dǎo)致頻譜泄露的問題,進(jìn)一步提出解決該問題的一些辦法。
　　另一方面,電化學(xué)阻抗譜分析也是一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域,特別介紹了電化學(xué)的阻抗測(cè)量的原理、等效電路模型以及電極系統(tǒng)的一些基礎(chǔ)概念。本裝置以觸控一體機(jī)為顯示和總控制系統(tǒng),以STM32系列單片機(jī)為底層控制單元,AD5933集成阻抗分析芯片為測(cè)量單元,輔以反饋、校準(zhǔn)電阻網(wǎng)絡(luò)和測(cè)量通道切

3、換電路。根據(jù)固件函數(shù)庫、寄存器相關(guān)協(xié)議等,編寫程序。對(duì)電路中一些關(guān)鍵器件的選型、參數(shù)的具體設(shè)置做了一定的比較與研究。通過比較選出最優(yōu)的反饋電阻實(shí)現(xiàn)了高精度、寬阻抗范圍、多頻率點(diǎn)的便攜式阻抗譜測(cè)量。利用本裝置對(duì)電子元件及KCl溶液的測(cè)量,并與LCR儀、電化學(xué)工作站的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比對(duì),誤差分析,結(jié)果表明本裝置具有成本低廉、體積小、精度高等特點(diǎn)。本課題從原理和應(yīng)用上,對(duì)研制便攜式阻抗譜分析儀作了一些嘗試,并對(duì)工程中遇到的問題進(jìn)行了分析與論述