三電極電化學(xué)傳感器包含工作電極 ( WE), 參比電極 ( RE)和輔助電極 ( AE) 。 WE的作用是在電極表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng);RE在沒有電流通過的前提下, 用來維持工作電極與參比電極間電壓的恒定;AE用來輸出反應(yīng)產(chǎn)生的電流信號, 由測量電路實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換和放大。
如果直接在工作電極和參比電極間加電壓, 在電壓的作用下, 工作電極表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng) 。 由于此時工作電極和參比電極間形成回路, 反應(yīng)所產(chǎn)生的電流將通過參比電極輸出, 隨著反應(yīng)電流的變化, 工作電極和參比電極間的電壓也會發(fā)生改變, 無法保持恒定。 加入輔助電極, 就是要通過反饋作用使工作電極和參比電極間的電壓保持恒定, 保證參比電極沒有電流流過, 強迫反應(yīng)電流全部通過輔助電極輸出。恒電位儀就是用來維持工作電極和參比電極間電位差恒定的電子設(shè)備, 其中控制部分的精簡電路如圖。 圖中把工作電極接實地, 可以防止寄生信號的干擾, 從而提高了電路中電流和電壓的穩(wěn)定性和精度 。 這樣, 恒定電位就變成了保證參比電極沒有電流流過的前提下, 其電位恒定在某固定值。把參比電位加到控制放大器 ( CA)的反相端, 在 CA同相輸入端加控制電壓作為基準(zhǔn)電位, 控制放大器的輸出端接輔助電極形成閉環(huán)負(fù)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 反相輸入端的電位隨同相輸入端的電位變化而變化, 因此當(dāng)同相端的基準(zhǔn)電位恒定時, 電極中電流變化時, 參比電位相對于工作電極電位的任何微小變化, 均將為電路的電壓負(fù)反饋所糾正, 從而達(dá)到自動恒定電位的目的。
