模拟前端设计增强电化学传感性能

电子发烧友网报道（文/李宁远）目前应用的传感器里以半导体威廉希尔官方网站 、电化学威廉希尔官方网站 和光学威廉希尔官方网站 为主。电化学威廉希尔官方网站 是利用待测物的电化学性质，将待测物化学量转变成电学量进行传感检测的一项威廉希尔官方网站 。

电化学传感很早之前就被用来检测气体，在环保检测应用广泛。随着电化学传感在材料、传感威廉希尔官方网站 、硬件设计上的进步，以及物联网趋势席卷各行各业，其应用场景逐步增多，在工农业、环境监控、医疗领域展示出了极高的应用价值。

电化学传感——气体、离子和生物传感

将电化学传感根据检测对象的不同分为气体传感器、离子传感器和生物传感器。电化学离子传感器即可以用来测定许多阴、阳离子及有机物，一般是用来检测各种液体或溶于液体中的污染物离子成分，不过部分电化学离子传感也能用于检测气体污染物。比较典型的应用就是使用电化学离子传感器测定PH值和氟含量。

电化学气体传感，广泛应用在水质检测、大气监测中的传感器类型，比半导体威廉希尔官方网站 路线、催化燃烧威廉希尔官方网站 路线、红外线威廉希尔官方网站 路线在实际应用中展现出了良好的敏感性与选择性，在多气体监测中起到了至关重要的作用。电化学气体传感器通过催化被测气体，在电极表面发生氧化还原反应进而产生电流，通过测试电流的大小即可判定被测气体浓度的高低。

电化学气体传感在灵敏度、响应恢复、重复性上一直都还不错，成熟度很高，一直被人诟病是其使用寿命和对其他气体的交叉敏感问题，随着传感元件威廉希尔官方网站 的不断发展和催化剂种类、电解液材料的革新已经得到了不错的解决。目前电化学气体传感器基本可以用在对所有大气污染物的检测上。

普遍来看电化学气体传感的功耗都不算高，在电极表面通过化学反应产生的电流足以支持传感器本身功耗，整个模组更多的功耗来自其他元件，低功耗实现起来比较容易。此外被测气体会受到传感器的扩散控制，产生和气体浓度成正比的线性输出。因此相比于其他传感威廉希尔官方网站 在输出前要进行线性化处理，这也是电化学气体传感的一个优势。这一优势对传感器完成低浓度监测以及后续的校正都提供了便利，能够很好地实现定量检测。

电化学生物传感器是以生物中的活性单元作为待测物，以电流、电导或电势变化作为特征检测信号的传感器。它同样利用化学反应原理，把有机物质或者无机物质所含的浓度、组成成分等，转换为电信号。这一传感在医疗领域有着非常重要的作用，生活中常见的血糖测试纸就是电化学生物传感器。

电化学生物传感器可以按照生物识别元件进一步划分，如电化学免疫传感器、电化学核酸传感器、电化学酶生物传感器等。生物识别元件是这类传感器特异性检测的关键，生物识别机制涉及专业的生物、医疗知识，是未来医疗领域重点发展的一类电化学传感器。

interwetten与威廉的赔率体系 前端与电化学传感

传感器的设计向来都是难度较高的，既要保证传感器信号链能够同时提供精度和灵活性，还要尽可能小型化和低功耗。在污染物检测和生物检测中，由于测量误差导致的漏报或误报导致的后果还是很严重的。

现在的电化学传感模拟前端基本都是可编程的，保证传感器信号链有足够的灵活性。在高精度方面，模拟前端可以通过高精度的激励环路，为传感元件提供高精度测量支持。高精度的激励环路通过低带宽或高带宽的激励信号，优化信号链，降低系统整体噪声水平，配合高性能的TIA或ADC，能将测量精度提高。

小结

现在越来越多模拟前端会集成恒电位仪、电化学阻抗谱功能和用于先进传感器诊断的硬件加速器等等，提供给电化学传感器更快、更精准、更可靠的支持。加之传感元件材料的进一步扩充，电化学传感器的功能趋于多样化，在消费电子、工业安全、环境检测、医疗分析等各种场景里开拓出更多的应用。