技术特征：
1.一种便携式高分辨率恒电位系统，其特征在于，包括电源管理单元、控制单元、恒电位单元、tia单元、滤波单元、adc单元；所述恒电位单元包括运算放大器u1、运算放大器u2、运算放大器u3和丝网印刷三电极，所述丝网印刷三电极包括对电极ce、参比电极re和工作电极we；所述控制单元输出的阶跃电压与运算放大器u1的同相输入端连接，运算放大器u1的输出端与运算放大器u2的反向输入端连接；运算放大器u1的输出端运算放大器u2的输出端与对电极ce连接；运算放大器u3的同相输入端与参比电极re连接，反向输入端与输出端连接，输出端与所述运算放大器u2的反向输入端连接；所述tia单元包括运算放大器u4、反馈电阻rf和电容cf，所述运算放大器u4的反向输入端与工作电极we连接，输出端通过并联连接的反馈电阻rf和电容cf与反向输入端连接，输出端还与所述滤波单元的输入端连接；所述滤波单元包括运算放大器u5、电阻r3、电阻r4、电容c2，所述运算放大器u5的同相输入端依次通过电阻r4和电阻r3与运算放大器u5的输出端连接，所述电容c2的一端与运算放大器u5的输出端连接，另一端经电阻r4与运算放大器u5的同相输入端连接，所述运算放大器u5的输出端与所述adc单元连接，所述adc单元的输出端与所述控制单元的输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种便携式高分辨率恒电位系统，其特征在于，所述运算放大器u1、运算放大器u2、运算放大器u3为四通道运算放大器opa4330中的其中三路。3.根据权利要求1所述的一种便携式高分辨率恒电位系统，其特征在于，运算放大器u4的型号为lmc6001，电容cf为容值为10pf，rf阻值为10mω。4.根据权利要求1所述的一种便携式高分辨率恒电位系统，其特征在于，电路设置在pcb板上，所述pcb板在运算放大器u4的输入端处通过导线设置了环形岛，所述环形岛包覆了所述运算放大器u4的反向输入端子，并与地连接；所述工作电极we与运算放大器u4的反向输入端通过三同轴接线方式连接。5.根据权利要求1所述的一种便携式高分辨率恒电位系统，其特征在于，所述滤波单元中，r3＝r4＝510ω，c1＝10uf，c2＝22uf。6.根据权利要求1所述的一种便携式高分辨率恒电位系统，其特征在于，所述tia单元中，运算放大器u4的输出端与反馈电阻rf通过悬空搭接。7.根据权利要求1所述的一种便携式高分辨率恒电位系统，其特征在于，采用计时电流法作为三电极检测方法。8.根据权利要求1所述的一种便携式高分辨率恒电位系统，其特征在于，还包括用户交互单元，所述用户交互单元与控制单元连接，包括按键模块、oled显示模块和usart串口模块。9.根据权利要求1所述的一种便携式高分辨率恒电位系统，其特征在于，所述电源管理单元包括第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块；所述第一电源模块用于将电池电压转换为dc5v后给运算放大器供电；第二电源模块用于将电池电压转换为dc3.3v后给控制单元供电；第三电源模块用于将dc5v直流电压转换为dc+2.5v和dc-2.5v后给运算放大器u1、运算放大器u2、运算放大器u3、运算放大器u4、运算放大器u5供电；其包括运算放大器u6、电阻r5
和电阻r6，所述电阻r5和电阻r6的阻值相同，电阻r5的一端与电源正极连接，另一端经电阻r6与电源负极连接，所述运算放大器u6的同相输入端与电阻r5的另一端连接，反向输入端与输出端连接，输出端接地，所述运算放大器u6的正电源端和负电源端分别连接电源正极和电源负极。10.根据权利要求9所述的一种便携式高分辨率恒电位系统，其特征在于，所述电阻r5和电阻r6为100k的0.1％精密电阻。
技术总结
本发明涉及电化学检测技术领域，公开了一种便携式高分辨率恒电位系统，包括电源管理单元、控制单元、恒电位单元、TIA单元、滤波单元、ADC单元；所述恒电位单元包括运算放大器U1、运算放大器U2、运算放大器U3和丝网印刷三电极，控制单元输出的阶跃电压与运算放大器U1的同相输入端连接，运算放大器U1的输出端与运算放大器U2的反向输入端连接；运算放大器U1的输出端运算放大器U2的输出端与对电极CE连接；运算放大器U3的同相输入端与参比电极RE连接，反向输入端与输出端连接，输出端与所述运算放大器U2的反向输入端连接；本发明提高了灵敏度的同时，无需复杂的激励信号发生单元，大大降低了电路复杂程度，提升了电路的可维护性。提升了电路的可维护性。提升了电路的可维护性。
技术研发人员：马一飞 李林翰 王梅 陈旭远
受保护的技术使用者：山西大学
技术研发日：2022.05.20
技术公布日：2022/9/15