基于嵌入式技术的便携式电分析化学仪器的研制

摘要

电分析化学是分析化学的一个重要研究领域，各种电分析方法也已被广泛地应用于化学、生物学、材料学、环境科学等领域。目前，电分析化学对测量要求越来越高，同时现代电子测量技术、化学计量学和信号处理技术在不断发展，因此，对现有电分析仪器的改进以及研发新的电分析仪器是一项非常有意义的工作。本研究工作基于嵌入式技术开发便携式电分析化学仪器，现阶段完成了便携式双通道电化学工作站和便携式石英晶体微天平两方面的研发工作。 便携式双通道电化学工作站的开发主要涉及以下几个方面的内容： (1)以USB2.0作为仪器与PC端的高速接口，实现数据的传递及测量的便利控制； (2)具有两个通道的恒电位电路和电化学电流测量电路； (3)设计了从：nA级到A级多个电流量程的切换电路，拓展了实际应用范围； (4)开发了相关的数据处理及信号处理软件； (5)带有键盘、液晶接口和SD卡存储接口，可以脱离PC单独使用。该电化学工作站将来还可结合LAN技术实现远程操控(这是将来分析仪器的趋势之一)。 便携式石英晶体微天平的开发涉及以下几个方面的内容： (1)通过RS232实现与PC的连接，可做到实时传输频率值； (2)设计了振荡电压调节电路： (3)使用CPLD技术，具备较宽的频率测量范围。

目录

文摘

英文文摘

第1章前言

1.1背景

1.2可行性分析

1.3本人工作

1.4本文结构

第2章电化学分析方法与电子测量基础

2.1本研究工作涉及的电化学分析方法

2.2电化学分析的电子测量基础

第3章便携式双通道电化学工作站的开发

3.1硬件设计

3.2软件及测量控制设计

3.3信号处理及计量学方法

3.4小结

第4章便携式石英晶体微天平的平发

4.1石英晶体振荡电路的设计

4.2频率计数电路的设计

4.3初步试验性实验

4.4小结

第5章展望

参考文献

致谢

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