[發(fā)明專利]測量溶液中帶電體和溶液組成的回路中微小電流的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610486960.2
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN107543952A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張連峰;張金松;宛如意;威廉.A.安德森
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市水務(wù)科技有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電流測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種測量溶液中帶電體和溶液組成的回路中微小電流的方法。

背景技術(shù)

在技術(shù)研究與開發(fā)中，經(jīng)常需要測量一些非常微小的電信號，例如，在一定的物理化學(xué)條件下，測量一個極低電阻導(dǎo)體通過的很微小(微安)的電流，甚至只是判別是否有電信號產(chǎn)生。另一方面，在實際生產(chǎn)中，也需要利用傳感器來測量一些微小電信號。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中，由于電路中涉及到以水或者溶液作為回路中導(dǎo)體的一部分、且非水部分的電阻非常微小時，電流的測量非常困難。例如雙極電化學(xué)(Bipolar electrochemistry)中，是將電場置于水或溶液里，然后將單體金屬放入水或溶液中電場內(nèi)，從而在單體金屬表面形成電勢差；這種在金屬表面形成的電勢差非常微小，難以測量。再例如，發(fā)明人同時在申請發(fā)明專利的紫外線誘導(dǎo)的單金屬表面的電勢差現(xiàn)象，在判別是否有電勢差時，一般的測量方法是無法測量判別的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種測量溶液中帶電體和溶液組成的回路中微小電流的方法，能夠測量水中帶電體的微小電勢差形成的微小電流。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種測量溶液中帶電體和溶液組成的回路中微小電流的方法，包括以下步驟：

S1、在被測回路中串聯(lián)入一可變電阻，形成測量回路；

S2、在可變電阻上并聯(lián)一伏特計，獲得可變電阻兩端的電壓值；

S3、根據(jù)計算公式獲得帶電體上的微電流值，計算公式如下：

I₁＝V_R/R₂

其中，I₁是帶電體上的微電流值，V_R是可變電阻兩端的電壓值，R₂是可變電阻的電阻值。

進一步的，步驟S1中，所述可變電阻可以是電子器件的可變電阻器，也可以是不同長度的金屬絲。

進一步的，步驟S2中，作為可變電阻的金屬絲與帶電體連接后，可部分或全部浸沒在溶液中。

進一步的，步驟S3中，改變可變電阻器的電阻或改變金屬絲的長度，獲得多組不同的電阻值R₂以及相對應(yīng)的電壓值V_R；根據(jù)多組不同的電阻值R₂以及相對應(yīng)的電壓值V_R，建立電壓值V_R與電阻值R₂的一元線性回歸模型，從一元線性回歸模型的回歸系數(shù)中獲得帶電體上的微電流值I₁。

采用上述技術(shù)方案，由于采用可變電阻器或作為可變電阻的金屬絲與溶液的帶電體串聯(lián)連接，因為可變電阻器或作為可變電阻的金屬絲的電阻值遠遠低于溶液的電阻值，同時又和作為回路一部分的溶液串聯(lián)，由于溶液的電阻值很大，回路中的電流由溶液的電阻決定，即電流值是恒定的。然后，可變電阻器(或作為可變電阻的金屬絲)兩端的電壓值由可變電阻器的電阻值依據(jù)歐姆定律決定，因此，測得的電壓除以電阻值就是所要測的電流值。為了提高測量精度，可以通過改變可變電阻器的電阻值(或改變作為可變電阻的金屬絲的長度)，獲得多組不同的數(shù)據(jù)，利用一元線性回歸模型提高的測量精度，測量范圍可低到約0.01μA。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中被測電路的等效電路圖；

圖2為本發(fā)明中的測量電路的等效電路圖；

圖3為本發(fā)明中的測量方法試驗裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖4為測量結(jié)果的一元線性回歸圖；

圖中，100-被測回路，1-反應(yīng)容器，2-水，3-安裝支板，4-紫外燈，5-第一擋光板，6-第二擋光板，7-上銅絲圈，8-下銅絲圈，9-鎳絲，10-伏特計。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

一種測量溶液中帶電體中微小電流的方法，包括以下步驟：

S1、在被測回路中串聯(lián)一可變電阻，形成測量回路；

S2、在可變電阻上并聯(lián)一伏特計，獲得可變電阻兩端的電壓值；

S3、根據(jù)計算公式獲得帶電體上的微電流值，計算公式如下：

I₁＝V_R/R₂