[发明专利]测量溶液中带电体和溶液组成的回路中微小电流的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电流测量技术领域，特别涉及一种测量溶液中带电体和溶液组成的回路中微小电流的方法。

背景技术

在技术研究与开发中，经常需要测量一些非常微小的电信号，例如，在一定的物理化学条件下，测量一个极低电阻导体通过的很微小(微安)的电流，甚至只是判别是否有电信号产生。另一方面，在实际生产中，也需要利用传感器来测量一些微小电信号。

但是，现有技术中，由于电路中涉及到以水或者溶液作为回路中导体的一部分、且非水部分的电阻非常微小时，电流的测量非常困难。例如双极电化学(Bipolar electrochemistry)中，是将电场置于水或溶液里，然后将单体金属放入水或溶液中电场内，从而在单体金属表面形成电势差；这种在金属表面形成的电势差非常微小，难以测量。再例如，发明人同时在申请发明专利的紫外线诱导的单金属表面的电势差现象，在判别是否有电势差时，一般的测量方法是无法测量判别的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种测量溶液中带电体和溶液组成的回路中微小电流的方法，能够测量水中带电体的微小电势差形成的微小电流。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种测量溶液中带电体和溶液组成的回路中微小电流的方法，包括以下步骤：

S1、在被测回路中串联入一可变电阻，形成测量回路；

S2、在可变电阻上并联一伏特计，获得可变电阻两端的电压值；

S3、根据计算公式获得带电体上的微电流值，计算公式如下：

I₁＝V_R/R₂

其中，I₁是带电体上的微电流值，V_R是可变电阻两端的电压值，R₂是可变电阻的电阻值。

进一步的，步骤S1中，所述可变电阻可以是电子器件的可变电阻器，也可以是不同长度的金属丝。

进一步的，步骤S2中，作为可变电阻的金属丝与带电体连接后，可部分或全部浸没在溶液中。

进一步的，步骤S3中，改变可变电阻器的电阻或改变金属丝的长度，获得多组不同的电阻值R₂以及相对应的电压值V_R；根据多组不同的电阻值R₂以及相对应的电压值V_R，建立电压值V_R与电阻值R₂的一元线性回归模型，从一元线性回归模型的回归系数中获得带电体上的微电流值I₁。

采用上述技术方案，由于采用可变电阻器或作为可变电阻的金属丝与溶液的带电体串联连接，因为可变电阻器或作为可变电阻的金属丝的电阻值远远低于溶液的电阻值，同时又和作为回路一部分的溶液串联，由于溶液的电阻值很大，回路中的电流由溶液的电阻决定，即电流值是恒定的。然后，可变电阻器(或作为可变电阻的金属丝)两端的电压值由可变电阻器的电阻值依据欧姆定律决定，因此，测得的电压除以电阻值就是所要测的电流值。为了提高测量精度，可以通过改变可变电阻器的电阻值(或改变作为可变电阻的金属丝的长度)，获得多组不同的数据，利用一元线性回归模型提高的测量精度，测量范围可低到约0.01μA。

附图说明

图1为本发明中被测电路的等效电路图；

图2为本发明中的测量电路的等效电路图；

图3为本发明中的测量方法试验装置结构图；

图4为测量结果的一元线性回归图；

图中，100-被测回路，1-反应容器，2-水，3-安装支板，4-紫外灯，5-第一挡光板，6-第二挡光板，7-上铜丝圈，8-下铜丝圈，9-镍丝，10-伏特计。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

一种测量溶液中带电体中微小电流的方法，包括以下步骤：

S1、在被测回路中串联一可变电阻，形成测量回路；

S2、在可变电阻上并联一伏特计，获得可变电阻两端的电压值；

S3、根据计算公式获得带电体上的微电流值，计算公式如下：

I₁＝V_R/R₂