HowCablingSignalAmplitudesAffectEISResults仪器导线和施加扰动信号幅值对EIS测量结果的影响CN.pdf

仪器导线和施加扰动信号幅值对EIS测量结果的影响 准确的EIS测量 Gamry仪器的标准导线长度是60厘米，但也有1.5，3和10米的。 由 于开路测量是确定仪器测量电容的极限，因此还测量了3和10 m长的 Gamry电化学仪器以准确测量EIS著称。每台电化学仪 开路阻抗。 对没有电极导线的仪器开路也进行了阻抗测量， 如图2 所示。最大施加频率随着仪器导线长度的增加而降低。 随着仪器导 器都有准确的阻抗精度图（ACP）。 ACP阐述了在给定 线长度增加，ACP的电容区域略微减小。 没有导线的仪器阻抗线位 阻抗和频率条件下的阻抗精度。 于中间。 还要注意，由于导线的R增加，最大阻抗极限由于电缆长 度的增加而减小。 为什么制作ACP ？ 两个主要原因： 1. 了解在典型条件下EIS测量仪器的精度范围和限制因素 2. 了解仪器导线长度和施加信号幅度对阻抗精度的影响。 制作ACP时，首先对开路和短路条件下进行阻抗测量。开路测量描 述是指施加扰动振幅下整个电化学系统和仪器导线的绝对电容测量 最低极限。超出测量极限的阻抗数据，不管数据多么漂亮，都应该 被抛弃。原因是测量的结果来自测量的电子系统与线路，不是样品 。好的绝缘涂层EIS结果可以作为一个实例来解释这个现象。 为了保持线性响应，恒电压EIS测量的施加信号幅度通常在10 mV rms或更小。为了使EIS结果有效，阻抗测量系统应当具备线性，稳 定性和因果性。线性，稳定性和因果性可以使用Gamry内置的 Kramers-Kronig函数进行评估。恒电流实验有点不同，只要电压响 图2.施加信号为10mV和不同仪器导线长度的阻抗图。 橙色曲线 - 无 应保持线性，即施加电流振幅足够大，即满足Kramers-Kronig评估 电缆; 黑色曲线 - 60厘米; 蓝色曲线-3米; 红色曲线 - 10米。 。 改变施加信号幅度也对ACP有影响。 幅度的增加提高了信噪比，电 Interface 1000的ACPs 容极限更高了，如图3所示。使用1、10、100和707 mV rms的信号 幅度进行四个开路阻抗测量。 使用60cm 电池电缆。 虽较大振幅的 ACPs仅在限制条件下有效。例如，如下图所示的Interface 1000的 测量效果会更好，但实际上，较大的振幅可能使EIS的线性无效。 ACP，从3 GΩ到小于1mΩ的阻抗可以保证高于99％的测量精度。较 低的阻抗极限适合于能量存储和转换装置，而较高的阻抗极限适合 耐腐蚀材料和良好涂覆的样品。对于良好涂覆的样品，电容极限也 是有帮助的。使用更长的仪器导线，由于