基于LabVIEW平台的电化学测试系统的构建

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　　电化学测试是材料研究中的一个重要的测试技术.电化学测试系统通常由恒电位仪来控制,它可以向测试系统提供一个稳定的外控极化信号,同时可输出测试系统的极化电压和极化电流信号.

　　传统的电化学测试系统中的外控极化信号通常由恒电位仪自己产生,或通过信号发生器加到恒电位仪上.但无论哪种方法,产生的外控极化信号的波形都是有限的.电极的极化反应是复杂的,包含许多过程,但这些过程的响应时间却是不同的.目前电化学测试技术发展出了许多新的测试方法,其本质就是通过向测试系统加入特殊的外控极化信号,来突出电极极化反应中的某个具体过程,从而排除其它过程的干扰,使得对电极极化反应中的各个过程进行研究[1].显然,外控极化信号的限制使测试系统无法进行一些特殊设计的测试方法.同时传统的电化学测试系统中恒电位仪获得的极化电压和极化电流信号通常是接到X-Y记录仪,然而这种方法获得的数据难以进一步处理和分析.将计算机引入到传统的电化学测试系统中,将使上面存在的问题得到解决.利用计算机向恒电位仪发出外控极化信号,通过编制程序,可以用计算机产生各种需要的外控信号;同时恒电位仪获得的极化电压和极化电流信号可以输出到计算机被保存下来,可以利用丰富的计算机软件对获得的数据进行分析和处理.由于恒电位仪上使用的都是模拟信号,而计算机只能处理数字信号,因此需要在恒电位仪与计算机之间加上一个模数(AD)数模(DA)接口卡.

　　目前一些仪器厂商推出的电化学工作站,正是将恒电位仪,模数(AD)数模(DA)接口卡以及计算机集成到一起,同时提供软件使工作站能完成常用的电化学测试技术,给用户带来了极大的便利.但电化学工作站价格昂贵,而且更重要的是其软件功能已由厂家定制,用户无法更改,难以胜任用户特殊的测量要求.我们的工作是将计算机通过模数(AD)数模(DA)接口卡接入恒电位仪控制的电化学测试系统,实现计算机对外控信号的控制以及测试数据的采集和实时显示.组成电化学测试系统成本很低,但实现电化学工作站所具有功能以及数据精度.更重要的,通过改动程序,可以很容易地对系统的功能进行扩展,以实现科研中所需要的一些特殊测试方法.

　　我们的控制软件是基于LabVIEW平台开发的.LabVIEW是美国国家仪器公司(NationalInstrument)推出的一种基于图形开发、调试和运行程序的虚拟仪器开发平台.LabVIEW具有一系列优点.它简单易学,具有丰富的函数功能、数值分析、信号处理和设备驱动等函数库,开发的程序健壮稳定,同时具有很高的效率,特别适合控制软件和测试软件的开发.用户利用LabVIEW可以方便地建立自己的仪器控制系统,而又不用担心程序的质量和运行速度.在以PC机为基础的测量和工控软件的开发工具中,LabVIEW的市场占有率次于C++/C语言[2].