微机化电化学测试方法的研究

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近二十年来,随着PC机和电子技术的快速发展,国内电化学分析测试仪器取得到了较大进步,但是从整体来看国内电化学测试仪器与国外产品存在一定差距。因此,本文对微机化电化学测试方法进行了研究,设计了化学阻抗谱测试系统,编写了电化学测试软件的通用程序。应用Visual Basic语言的面向对象编程技术,采用PC机、高速模/数数/模卡、恒电位仪,开发了一套电化学阻抗谱测试系统,能进行正弦信号输出、高速数据采集与处理、数据保存、实时图形显示。它还具有如Windows应用程序的友好用户界面,以下拉式菜单和弹出式窗体为基本框架,具有鼠标支持、热键等功能。运用直接比较拟合法、李沙育拟合法、快速傅立叶变换三种方法,对微机电化学测试方法作了详细的研究,结果表明在0.01Hz-312.1Hz范围内,交流阻抗的测量值和理论值相符,测试误差保持在5%以内,具有较好的准确性、可靠性、稳定性;从阻抗谱图中也可初步判断出体系的性质与特点。直接比较拟合法是采用达维多变尺度算法对信号进行多次迭代拟合与计算,得出体系阻抗,这是首次成功用于交流阻抗测试中。通过从理论(对无噪声信号和含噪声信号)和实验上(对等效电路)的测试验证,证明此方法测试的可用性,这为快速、准确地微机化测试阻抗提供了一种新方法。李沙育拟合法是采用非线性最小二乘法对李沙育方程进行拟合计算阻抗,测试中表现较好效果,为阻抗测试提供了一种较好的方法。本文还探讨了快速傅立叶变换基本性质对阻抗测试的影响,通过在两种测试模式下(单频测试和多频测试)的检验,结果表明此方法测试阻抗快捷、准确,特别在低频下快速傅立叶变换是一种有效的提高测试速度的方法。最后,在已开发的电池充放电测试软件的基础上,本文进一步完善了编辑功能,实现了图形复制、图形打印设置、打印位置设置、打印预览、打印、充放电表格的复制与打印等功能。
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