Gamry電化學(xué)儀器以準(zhǔn)確測量EIS著稱。每臺電化學(xué)儀器都有準(zhǔn)確的阻抗精度圖（ACP）,。 ACP闡述了在給定阻抗和頻率條件下的阻抗精度,。
兩個主要原因：
制作ACP時,，首先對開路和短路條件下進(jìn)行阻抗測量。開路測量描述是指施加擾動振幅下整個電化學(xué)系統(tǒng)和儀器導(dǎo)線的電容測量低極限,。超出測量極限的阻抗數(shù)據(jù),，不管數(shù)據(jù)多么漂亮，都應(yīng)該被拋棄,。原因是測量的結(jié)果來自測量的電子系統(tǒng)與線路,，不是樣品。好的絕緣涂層EIS結(jié)果可以作為一個實(shí)例來解釋這個現(xiàn)象,。
為了保持線性響應(yīng),，恒電壓EIS測量的施加信號幅度通常在10 mV rms或更小。為了使EIS結(jié)果有效，阻抗測量系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備線性,，穩(wěn)定性和因果性,。線性，穩(wěn)定性和因果性可以使用Gamry內(nèi)置的Kramers-Kronig函數(shù)進(jìn)行評估,。恒電流實(shí)驗有點(diǎn)不同,，只要電壓響應(yīng)保持線性，即施加電流振幅足夠大,，即滿足Kramers-Kronig評估,。
ACPs僅在限制條件下有效。例如,，如下圖所示的Interface 1000的ACP,，從3 GΩ到小于1mΩ的阻抗可以保證高于99％的測量精度。較低的阻抗極限適合于能量存儲和轉(zhuǎn)換裝置,，而較高的阻抗極限適合耐腐蝕材料和良好涂覆的樣品,。對于良好涂覆的樣品，電容極限也是有幫助的,。使用更長的儀器導(dǎo)線,，由于添加R和C而導(dǎo)致帶寬降低。
圖1. 60 cm儀器導(dǎo)線和施加信號幅值≤10 mV,， INTERFACE 1000的阻抗精度圖,。
Gamry儀器的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線長度是60厘米，但也有1.5,，3和10米的,。 由于開路測量是確定儀器測量電容的極限，因此還測量了3和10 m長的開路阻抗,。 對沒有電極導(dǎo)線的儀器開路也進(jìn)行了阻抗測量,， 如圖2所示。大施加頻率隨著儀器導(dǎo)線長度的增加而降低,。 隨著儀器導(dǎo)線長度增加,，ACP的電容區(qū)域略微減小。 沒有導(dǎo)線的儀器阻抗線位于中間,。 還要注意,，由于導(dǎo)線的R增加，大阻抗極限由于電纜長度的增加而減小,。
圖2.施加信號為10mV和不同儀器導(dǎo)線長度的阻抗圖,。 橙色曲線 - 無電纜;
黑色曲線 - 60厘米; 藍(lán)色曲線-3米; 紅色曲線 - 10米。
改變施加信號幅度也對ACP有影響,。 幅度的增加提高了信噪比,，電容極限更高了,，如圖3所示,。使用1,、10、100和707 mV rms的信號幅度進(jìn)行四個開路阻抗測量,。 使用60cm電池電纜,。 雖較大振幅的測量效果會更好，但實(shí)際上,，較大的振幅可能使EIS的線性無效,。
圖3.使用具有不同施加信號幅度的60 cm電極導(dǎo)線的阻抗測量結(jié)果。 藍(lán)色鉆石 - 1 mV rms; 紅色方塊 - 10 mV rms; 綠點(diǎn) - 100 mV rms; 紫色三角形 - 707 mV rms,。
圖4給出了典型的動電位電化學(xué)掃描曲線,。響應(yīng)在開路電位附件是線性的，但遠(yuǎn)離開路會產(chǎn)生非線性響應(yīng),。
圖4. 不銹鋼430 SS在1M硫酸中的動電位電化學(xué)掃描曲線,。 掃描速度為0.167mV / s。
一般說來,，EIS實(shí)驗中,，需要使用小幅度的施加信號，例如10 mV,。從圖3所示的ACP可以看出,，當(dāng)使用較大的施加信號時，電容極限增加,，但有損壞樣品的風(fēng)險,。
較低的阻抗測量極限通常由儀器的大施加電流與儀器的設(shè)計來確定,。載流引線與感測引線的分離增加了阻抗測量的帶寬,。請注意，1.5 m長儀器電極導(dǎo)線低Z電纜已分離載流和感測引線,，從而增加帶寬,，如圖5所示。這里測量的曲線是未校準(zhǔn)的0.5 mΩ分流器,，其實(shí)際帶寬未知,。圖5給出了增加的儀器電極長度對帶寬的影響。
圖5. ACP顯示使用100 mA rms的信號幅度的接口1000上三種不同電纜的阻抗下限,。
藍(lán)色 - 60厘米,，綠色 - 1.5米，紫色 - 低Z電纜,。
許多儀器制造商有時不公布ACP,， 或者不提供真實(shí)的ACP測量條件來制作ACP,。購置儀器時，要確定廠商提供的ACP制作條件,，這樣更好滿足試驗研究的條件,。
本技術(shù)說明的目的是描述儀器導(dǎo)線和施加信號幅度對EIS測量結(jié)果與阻抗精度圖的影響。Gamry所有的ACP制作都提供測量的真實(shí)信號幅度和實(shí)際儀器導(dǎo)線,。
(空格分隔,最多3個,單個標(biāo)簽最多10個字符)
9
立即詢價
您提交后,，專屬客服將第一時間為您服務(wù)