三電極體系是電化學檢測領域的重要技術。三電極體系中的三電極是指：WE/SE工作電極（檢測電極、指示電極）、CE對電極（反電極，輔助電極）以及RE參比電極。所謂的三電極體系，是為了排除電極電勢因極化電流而產生的較大誤差而設計，它在普通的兩電極體系（工作電極與對電極）的基礎上引入了用以穩定工作電極的參比電極。WE是主要的電極研究和操作對象，RE是電勢電極的比較標準，而CE主要用以通過極化電流，實現對電極的極化。

圖1 三電極體系結構圖及電路圖

在圖1三電極體系電路中，P代表極化電源，為研究電極提供極化電流。mA和V分別為電流表和電壓表，用以測試電流和電勢。P、mA、C(CE)、W(WE)構成的左側回路，稱為極化回路，在極化回路中有極化電流通過，可對參比電極進行測量和控制。V，R(RE)，W(WE)構成了右側回路，稱為測量控制回路，在此回路中，對研究電極的電勢進行測量和控制。由于回路中無極化電流流過，僅有極小的測量電流，所以不會對研究電極的極化狀態和參比電極的穩定性造成干擾。由此可見，三電極體系可使研究電極表面通過極化電流，又不會妨礙研究的電極電勢的控制和測量，可同時實現電勢和電流的控制和測量。所以，大部分電化學研究測試均在三電極體系完成。電化學測試的方法有很多，如果按測試的特質可分為以下幾大類：穩態測試方法、暫態測試方法、伏安法、交流阻抗法等。

圖2 循環伏安測量的簡化的測量電路

化學工程師或其他學科工程師可通過電測量技術研究化學反應和態勢。循環伏安測量 (CV)是一種電位掃描方法，也是最常用的測量技術。CV以線性方式掃描電極電位隨時間變化，測量流經電路的電流，通過三電極體系的伏安法測試IV數據，分析被測物有關的重要電化學特點。圖2則顯示了由一個三電極體系、一塊可調節的電壓源U、一個電流表Am和一個電壓表Vm組成的典型的電化學測量電路。工作電極WE和反電極CE之間電壓源U采用電壓掃描方式輸出電壓。工作電極WE與參比電極RE之間的電壓用電壓表Vm測量，然后調節整體電壓U，在工作電極WE和參比電極RE之間保持需要的電壓UE，用電流表Am測量得到電流I。隨后通過對一定的電壓U值范圍重復這一測試過程。

圖3 循環伏安測試圖

循環伏安測試如圖3所示，循環伏安測量一般使用恒電位儀進行測量，這是一種常用的電化學測量儀器。恩智NGI N2600系列高精密數字源表（SMU）集5臺儀器（電壓源、電流源、IVR測量）功能于一體，可搭建電化學測試系統作為替代方案進行循環伏安測量和其他電化學測試。

圖4 源表-三電極體系接線圖

如圖4把儀器設置成4線制接法提供電壓并測量電流。儀器的4個端子連接到三電極體系上，源表+極和S+端子連接到工作電極WE上輸出電壓，測量從工作電極WE到反電極CE的電流。S-端子連接到參比電極RE上，-極端子連接到反電極CE上。儀器測量工作電極WE和反電極CE之間（S+端子和S-端子之間）的電壓差，保持電壓不變。在源表設定為在4線制輸出電壓時，遠程補償能消除源表與被測物之間因引線電阻而造成的電壓降，確保為工作電極提供指定的電壓。

N2600系列源表能同時輸出超高精度的電壓源和電流源并提供測量功能，達6位半分辨率，最小分辨率為1μV、10pA、10μΩ；集成線性掃描、對數掃描模式，掃描方案通過設定函數關系及保護點后自動運行，兩種基本掃描波形可設置為單事件或連續工作，非常適用于電化學測試中循環伏安特性分析與研究。N2600系列源表還采用四象限工作、同步觸發功能、七檔電流范圍設置，最大采樣速度可達100ksps，掃描速度可達1ms每點，能快速的建立掃描，縮短測試時間，提高測試數據的精確度。綜上所述，N2600系列高精密源表多種內建功能使其成為電化學循環伏安特性測試的理想選擇。

N2600 系列高精密數字源表(SMU）