電極線是電化學(xué)工作站*的一部分,，并且可能會對整個系統(tǒng)的完整測量功能產(chǎn)生重大影響,。電極線連接電化學(xué)工作站和測試體系。Gamry電極線是經(jīng)過特殊設(shè)計和制造的,，可大程度減小和消除噪聲對測試的影響,。這些電極線具有可復(fù)制的屏蔽層，以減少測試體系附近其他電氣設(shè)備產(chǎn)生的外部電噪聲,。此外,，Gamry電極線也通過絞合以減少和消除互感的影響。
很多時候,，我們看到客戶在電極線的末端使用延長線,，卻不了解這樣的操作可能產(chǎn)生的不良影響。本篇應(yīng)用報告將說明為什么添加延長線會導(dǎo)致數(shù)據(jù)中的大量噪聲和失真,。
什么時候缺少屏蔽會成為一個嚴(yán)重的問題,？
有關(guān)整體系統(tǒng)限制的更多信息，請參考“低阻抗EIS極限：Gamry Reference 30k Booster的應(yīng)用”和“精確度等高圖”,。本篇應(yīng)用報告僅涉及電極線本身,。
電極線連接電化學(xué)工作站和測試體系，電流流經(jīng)電極線時會產(chǎn)生磁場,，這一磁場會被電壓線檢測到,。這種效應(yīng)稱為互感，是一種頻率的函數(shù),?；ジ姓`差在低頻時通常不明顯，而在高頻下*占主導(dǎo)電位,?；ジ械淖杩拐`差在等效電路模型中表示為與真實(shí)電池串聯(lián)的電感。移動電極線會引起這種互感的變化,。
外部變化的磁場和電場,，例如由電動機(jī)設(shè)備，電腦內(nèi)部冷卻風(fēng)扇甚至電源線產(chǎn)生的磁場,，都可能嚴(yán)重影響本地電線，包括電化學(xué)工作站和測試體系之間的連接線,。電極線充當(dāng)天線,，在測試電路中引入變化的電壓和電流。
在進(jìn)行交流測試（如EIS測試）時,，互感現(xiàn)象會變成一個很大的問題,。直流測試受到外部變化的磁場和電場（例如其他科學(xué)儀器和電腦中的電動機(jī)）影響要小得多。
解決方法
實(shí)際上我們在導(dǎo)體周圍使用微型法拉第籠以消除外部噪聲。也就是說,，編織屏蔽層環(huán)繞每一根電纜線,。電纜線也要絞合在一起，以盡可能減小互感影響,。我們還將電極線和電化學(xué)工作站一起校準(zhǔn),，并允許您根據(jù)需要重做此校準(zhǔn)。
…但是隨后您自己添加了延長線…
添加帶有鱷魚夾的延長線會使電化學(xué)工作站和測試體系之間連接更加方便,。但是,，這些線就像是天線，能夠拾取電動機(jī)引起的噪聲,，也會為互感提供路徑,。下面我們展示一個實(shí)際的例子。
我們使用Gamry Interface™ 1010電化學(xué)工作站以及標(biāo)配的60cm標(biāo)準(zhǔn)電極線和一根1m的延長線,。在5F電容器上進(jìn)行控制電流模式的EIS測試（見圖1）,，結(jié)果如圖2所示。
圖1 電化學(xué)工作站及其標(biāo)準(zhǔn)60cm電極線加上1m延長線,，連接在電容器上
圖2 5F電容器使用標(biāo)準(zhǔn)電極線（藍(lán)）和添加了延長線（紅）的EIS數(shù)據(jù)對比
可以看到添加了延長線的EIS（紅）與標(biāo)準(zhǔn)電極線的EIS（藍(lán)）之間有明顯的差異,。由磁場引起的干擾會嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)結(jié)果和分析。如上文所述,，延長線會加強(qiáng)互感的影響,，同時會降低測量的有效帶寬。注意,，高頻至1kHz,，相角有很大的偏移。
接下來,，我們增加了具有循環(huán)和加熱功能的Julabo® F25溫度控制浴槽,，來對測試體系（帶有和不帶未屏蔽延長線）提供環(huán)境電噪聲來源。圖3說明了兩種情況之間明顯的差異,。在這里,，不僅互感增加，減小了有效帶寬,，而且整個阻抗連低頻也有差異,。
圖3 附近有電噪聲干擾下的，帶有（藍(lán)）和不帶（紅）未屏蔽延長線的EIS對比
我們看到的是哪種噪聲,？
我們將電化學(xué)工作站連接在2 k?校準(zhǔn)電解池上,，用Gamry ESA410軟件捕獲實(shí)時電流和電壓信號并進(jìn)行傅里葉功率譜分析（PSD）。圖4比較了帶和不帶電動機(jī)設(shè)備和屏蔽和未屏蔽電線的結(jié)果,。
圖4 不同實(shí)驗(yàn)條件下的傅里葉功率譜分析：藍(lán)色,，標(biāo)準(zhǔn)屏蔽電極線線,，沒有電動機(jī)；紅線,，標(biāo)準(zhǔn)屏蔽電極線,，有電動機(jī)；淺藍(lán),，添加未屏蔽的延長線,，沒有電動機(jī)；綠色,，添加未屏蔽的延長線,，有電動機(jī)由上是阻抗功率譜圖
觀察到明顯的差異是，在恒溫水浴運(yùn)行時,，非屏蔽延長線中存在60Hz（電源線）干擾,，以及二次諧波（120Hz）和三次諧波（180Hz）噪聲。不僅如此,，即使沒有附近的電動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn),，使用非屏蔽延長線時，總體的噪聲水平也偏高,。
本篇應(yīng)用報告介紹了對于許多電化學(xué)測試應(yīng)用,，必須使用屏蔽的電極線。我們不建議您使用延長線加在標(biāo)準(zhǔn)電極線上,。如果想使用更長的屏蔽電極線,，請與我們聯(lián)系。
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