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阻抗拟合中传输线模型的使用
本文由 美国Gamry电化学 整理汇编
2018-08-30 10:00 429阅读次数
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PurposeofThisNoteThisapplicationnotediscussestheoryandpracticeoftransmissionlines.Itoutlinesthenecessityoftransmissionlinesformode领porouselectrodesinElectrochemicalImpedanceSpectroscopy(EIS)anddescribesdifferentkindsofmodels.SeveralpracticalexamplesofdifferentelectrochemicalenergystorageandgenerationdevicesgivesuggestionshowtoevaluatesuchEISspectrawithGamry’sEchemAnalyst.
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阻抗拟合中传输线模型的使用 PurposeofThisNoteThisapplicationnotediscussestheoryandpracticeoftransmissionlines.Itoutlinesthenecessityoftransmissionlinesformode领porouselectrodesinElectrochemicalImpedanceSpectroscopy(EIS)anddescribesdifferentkindsofmodels.SeveralpracticalexamplesofdifferentelectrochemicalenergystorageandgenerationdevicesgivesuggestionshowtoevaluatesuchEISspectrawithGamry’sEchemAnalyst.[详细]
2018-08-30 10:00
产品样册
传输线模型 Thisapplicationnotediscussestheoryandpracticeoftransmissionlines.Itoutlinesthenecessityoftransmissionlinesformode领porouselectrodesinElectrochemicalImpedanceSpectroscopy(EIS)anddescribesdifferentkindsofmodels.SeveralpracticalexamplesofdifferentelectrochemicalenergystorageandgenerationdevicesgivesuggestionshowtoevaluatesuchEISspectrawithGamry’sEchemAnalyst.[详细]
2018-08-30 10:00
产品样册
从商业软件拟合得到的阻抗结果中确定正确的Cdl值 介绍
引入常相位角元件（CPE）来代替EIS测试中的电容元件，大多数商业软件（Gamry, Scribner, Solartron等）都可以拟合EIS数据。与使用纯电容获得的拟合结果相比，CPE获得的结果要好得多。
考虑到CPE定义了电化学EIS实验中表面的不均匀性以及固态EIS测试中电荷分布不均匀性，在真实体系中使用CPE能获得更好的拟合是合理的。Z主要的问题是，在商业软件中使用CPE拟合得到的电容没有容量的单位，即 F cm-2或者Ω-1 cm-2，而是Ω-1 cm-2 sa，其中a是CPE[1]（ZCPE = Zdl(jω)-a）方程式中的指数。
论文[2-4]已讨论过这一问题，Z近，Hsu和Mansfeld [5]通过使用公式（1），在CPE与R并联情况下，开发了将容量和其真实值进行校正的公式。[详细]
2024-09-14 01:07
课件
电化学阻抗谱——常见等效电路模型 在以下部分中我们介绍一些常见等效电路模型。这些模型可以用来解释简单的EIS数据。许多模型已经作为标准电路模型包含在Gamry EIS300电化学阻抗测试软件包中。[详细]
2020-03-25 09:50
应用文章
电化学阻抗谱 第三部分：Gamry等效电路模型 什么是电化学阻抗谱？电化学阻抗谱是一个强大的分析工具，使用可自动化的多个参数模拟真实世界的电化学行为，提供一个测量和验证体系。GamryZxin设计的应用参考指南，包含电化学阻抗谱的基础知识，涉及概念，公式和数据演示，物理电化学原理及等效电路元件分析，您将了解到更多关于电阻、电容和扩散的核心概念，加深对于EIS的了解。[详细]
2018-08-30 10:00
产品样册
EIS拟合质量 电化学阻抗谱（EIS）在电化学研究，开发和质量控制领域无处不在。该技术将EIS测试得到的数据与电阻、电容、电感和其他理论元器件组成为的假设电路模型进行比较。如果数据与电路匹配（数据与模型的“拟合”），则这一电路被视为这些数据的有效模型。有关EIS技术的背景知识，建议您首先阅读我们的应用报告“电化学阻抗谱原理”。有关对EIS数据建立模型的一般讨论，请参考应用报告“使用Gamry EIS软件建立等效电路模型”。但是，什么构成了用为拟合模型的正确的电子元器件组成的电路？本应用报告讨论了模型中使用过多或不足的组件时的EIS拟合结果。[详细]
2020-03-25 09:38
操作手册
EIS拟合中如何自定义电路元件 IntroductionWithGamry’sEchemAnalystandModelEditoryoucancreateallsortsofEISmodelsprovidedtheyaremadeupofseriesandparallelcombinationsof8differentbasiccircuitcomponents.We’veincludednormalelectronicelementslikeresistors,capacitors,inductors,andothercomponentsthatrepresentelectrochemicalprocesses,e.g.ConstantPhaseElementandWarburg(diffusional)Impedance.Someusersfindthatthe8componentsarenotadequateformode领theirimpedancedata.Tohandlenovelcircuitelements,we’vecomeupwithawayforyoutocreateyourowncircuitelements.Thisisdonebycreatingadynamiclinklibrary(DLL)thatcontainsalltheinformationnecessarytodescribeyournewcomponent,evenincludingthebitmaptodrawonthebuttonorcomponentintheModelEditor.[详细]
2018-08-30 10:00
产品样册
SPRM阻抗的基本原理 电化学阻抗谱（EIS）技术包括通过电极的交流电压将扰动引入样品并检测其电流响应。该技术通常用于材料科学中的腐蚀研究，但其在生物应用中的应用迅速增长，该技术现在用于监测细胞粘附，生长，分化和死亡。尽管EIS具有强大的功能，但它缺乏提供对研究细胞结构至关重要的空间信息。SPR 显微镜 （SPRm） 阻抗是一种通过 SPR 成像提供高空间分辨率的技术，同时还测量 EIS。[详细]
2024-09-21 14:06
应用文章
核磁-线性拟合 核磁-线性拟合[详细]
2024-09-13 05:07
操作手册
锂离子电池EIS拟合分析 锂离子电池EIS拟合分析,在锂离子电池充电过程中，锂离子在嵌合物电极中的脱出和嵌入过程包括
以下五个步骤.[详细]
2024-09-11 17:48
实验操作
颗粒测试无约束拟合技术的实用价值 颗粒测试无约束拟合技术的实用价值[详细]
2024-09-11 17:47
选购指南
国产TDR阻抗测试在线路板行业中的应用 国产TDR阻抗测试在线路板行业中的应用[详细]
2014-08-15 00:00
其它
多谱线光谱拟合技术 将基线和干扰元素校正（IEC）技术与电感耦合等离子体光学发射光谱法结合使用，以校正分析信号中来自等离子体、基质或分析物以外元素的贡献。如果没有对来自这些成分的贡献进行准确校正，则会导致分析结果错误。但是，这两种校正技术均依赖于内插或外推的校正因子。本文介绍了珀金埃尔默公司开发的多谱线光谱拟合（MSF）技术。[详细]
2020-05-20 16:01
应用文章
涂层金属材料的电化学阻抗谱 纯电容性涂层的阻抗行为在我们EIS系列白皮书的第三部分已经讨论了。大多数涂料会随着时间降解，引起更加复杂的表现。经过一定的时间，水会穿透涂层并在涂层下形成一个新的液体/金属界面。腐蚀现象
会在这个新界面处发生。涂层金属的阻抗得到了广泛的研究。失效涂层阻抗数据的解释是非常复杂的，所以本文仅讨论图22所示的简单等效电路。即便是这个简单模型在文献中也有一些争议。研究人员对发生在电解池中的物理过程的阻抗分配没有达成一致。因此，下文中的讨论只是这个模型众多解释中的一种。
Gamry的科学家们在JCT CoatingsTech（www.coatingstech.org）发表了三篇关于有机涂层EIS评估的文章：
• Fundamentals of Electrochemical Impedance Spectroscopy, August 2004.
• Application of EIS to Coatings, October 2004.
• Protocols for Testing Coatings with EIS, February 2005.[详细]
2020-03-25 09:43
期刊论文
有机涂层的电化学阻抗谱 我的所有阻抗图谱看上去都一样！
这样的抱怨非常普遍。
“我是一个经验丰富的高分子化学家。我尝SY电化学阻抗法来预测涂层的耐腐蚀性能。我记录许多阻抗数据。尽管我在涂层配方中做了改变，几乎所有的图谱都一样。显然，我不能用这些结果去评价我的涂层行为。这是怎么回事？”
对于这样的抱怨，有两种常见的原因：
涂层质量很好，EIS数据重现性非常好
你试图做的测试超出了电化学工作站阻抗系统的能力范围
第二种原因可能性更大。实际你在测试仪器的性能，而不是涂层的性能。
这篇应用报告将会探讨电化学工作站对涂层阻抗测试的影响。所有例子都是用Gamry电化学仪器，但是容适用任何电化学工作站的阻抗系统。
本报告Z后提出一些具体建议，解析难以测试的涂层体系的阻抗图谱。[详细]
2024-09-18 14:38
应用文章
接触角测量仪的Zxin拟合方法-晟鼎精密 接触角测量仪的Zxin拟合方法-晟鼎精密[详细]
2016-07-29 00:00
安装说明
以电池为例交流阻抗拟合方法的 以电池为例交流阻抗拟合方法的[详细]
2024-09-14 10:31
应用文章
两维浅水池模型中设置麦仙翁栖息地模型：应用于浅水湾 两维浅水池模型中设置麦仙翁栖息地模型：应用于浅水湾[详细]
2024-09-16 07:20
产品样册
cz-150型系列晶体阻抗计通用版使用说明书 1．概述CZ150型系列晶体阻抗计是用于测量石英晶体串联谐振电阻Rr、串联谐振频率fs、负载谐振频率fL和负载谐振电阻RL（目前CZ-150C、P型），机内带可调负载电容12.5pF～50pF（目前CZ-150C、P型），且等效电阻和谐振频率直接读数，激励功率可调（CZ-150A、C、P型）。测量插座适合晶体引线宽度3.75~14.50mm。（注：CZ-150P为分体型，由CZ-150型主机和CB-3371频率计组合而成。）2．技术参数CZ-150A，C，P型CZ-150H型CZ-150L型2．1频率范围：1~60MHz40~100MHz20~1200kHz频段划分：11~2.2MHz40~50MHz20~30kHz22.2~5MHz50~60MHz30~60kHz35~10MHz60~70MHz60~120kHz410~20MHz70~80MHz120~300kHz520~40MHz80~90MHz300~600kHz640~60MHz90~100MHz600~1200kHz2．2测量网络的终端电阻：源端24Ω；负载端27Ω。1．2．3起振电阻范围：1~10MHz起振电阻范围为0~500Ω；10~60MHz起振电阻范围为0~100Ω。2．4阻值读数范围：0~1999.9Ω误差±（10+频率MHz为单位时/10）%。2．5激励功率范围：1.5~1200μW误差±25%（CZ-150A、C、P型）。2．6负载电容范围：12.5~50pF（CZ-150C、P型，超出此范围可订作）。2．7频率计测量准确度：5PPM。2．8频率计数字显示：8位。2．9时基稳定性：短期：1×107/秒长期：2×105/月。[可选配高稳定度的恒温晶振（1~5）×108／日]。2．10使用环境：温度（15~35）℃；相对湿度（45~75）%；大气压力（86~106）kPa；使用场所无强电磁干扰及明显的振动、冲击。2．11安全组别：属GB4793《电子测量仪器安全要求》中Ⅱ类安全仪器。2．12使用电源：220V±2%，50Hz±1%。2．13连续工作时间：8小时。2．14消耗功率：小于25W。2．15外形尺寸：380mm（宽）X150mm（高）X290mm（深）。2．16重量：约7kg。3．工作原理3．1晶体简介：3．1．1晶体的等效电路：晶体是应用水晶片的压电效应的工作原理进行工作的，在其机械谐振状态附近，它可以用以下等效电路表示。Co称为静态电容，L1称为等效电感，C1称为等效电容，R1称为等效电阻。Co与水晶片的尺寸、电极布置方式以及支架分布电容有关，可以用Q表或小电容测量仪在远低于其谐振频率的频率上直接测得。串联支路上的L1、C1谐振时决定的频率就是串联谐振频率fS，在频率较低时，Co的容抗远大于等效电阻R1、对测量的影响可以忽略。所以在串联谐振时，晶体两端呈现为纯电阻，即等效电阻R1，其值可以用晶体阻抗计测得。等效电容C1和等效电感L1，可以根据晶体阻抗计测出来的有关数据按下列公式计算：f：晶体标称频率Δf：是晶体负载谐振频率fL与串联谐振频率fS之差Co：静态电容CL：负载电容单位为Hz单位为Hz单位为法拉F单位为法拉F3．1．2负载电容：在振荡电路中，与晶体共同决定工作频率的有效外接电容。在串接有负载电容的情况下，晶体工作在负载谐振频率fL点上；这时晶体等效为电感，它和负载电容谐振时，它们的复合阻抗也呈现为一纯电阻，即为负载谐振电阻RL。且：3．1．3激励电平：晶体的激励电平是指谐振状态时晶体消耗的有功功率，按以下公式计算：P：晶体的激励电平V：谐振状态时，晶体两脚间的高频电位差R：晶体的等效电阻Rr或负载谐振电阻RL单位为瓦特W单位为伏特V单位为欧姆Ω注：根据情况激励电平可用晶体元件上的电流、电压或消耗功率表示。3．2工作原理：本仪器采用以π型网络作为反馈回路的振荡电路，以晶体（或晶体与负载电容串联、或标准电阻）插接在π型网络的串联臂中。通过一组电路，直接把等效电阻显示出来。当反馈回路中插接晶体时，晶体工作在串联谐振点上，它呈现为一个纯电阻，其值可以通过运算直接显示，显示值即为该晶体的等效电阻Rr。当反馈回路中插接晶体与负载电容串联时，晶体呈现为一个电感，它与负载电容谐振时，它们的复合阻抗呈现为一个纯电阻，其值也可以通过运算直接显示，显示值即为该晶体与负载电容串联时的等效负载谐振电阻RL。本仪器由振荡器、输出放大器、激励电平指示、阻值显示、电源及频率计等部分组成。4．结构特征4．1外形图见图2、图3。图2图34．2调节控制机件的作用：（1）电源开关：按下按钮电源打开，仪器进入工作状态，再按一下则关闭整机电源。（2）校准旋钮：用来校准阻值显示表。（3）激励功率旋钮（CZ-150C）：用来调节测量晶体时的激励功率。一般测量时多选择在500μW左右。（4）显示功能切换（CZ-150C）：用来切换晶体的阻值与激励功率的显示。（5）闸门时间：频率显示闸门时间有0.1s和1s两档。（6）电平调节旋钮：用来调节激励电平表的指示大小。（7）测试功能切换（CZ-150C）：用来切换测量晶体的串联谐振电阻Rr、负载谐振频率fL（负载谐振电阻RL），及电容计（可显示负载电容CL）。（8）负载电容（CZ-150C）：用来调节串联负载电容的大小。（9）晶体插座：这是插接待测晶体、负载电容附加器和标准电阻的插座。（10）频率范围：用来选择要测量晶体的频率范围。（11）频率调谐：调节它使得仪器在各频率范围内调谐。（12）频率显示：用来显示振荡频率（CZ-150P型机为外接频率计）。（13）激励电平表的机械调零。（14）激励电平表：用来指示激励电平大小，晶体在谐振时，激励电平指示Zda。（15）5位数字表：用来显示晶体的等效阻值及激励功率。（单位Ω/uw）（16）外接频率计插座。（17）电源插座（内有保险丝座（18））：交流电源输入（AC220V±10%），保险丝规格为0./220V。5．测试步骤5．1把电源插头插入有接地点的电源插座中，并保证接触良好。5．2按下电源开关，通电、预热15分钟。5．3将频率范围选择开关拔至被测晶体的频率范围，功能切换开关放在Rr档，激励功率旋钮（3）旋到中间位置。5．4阻值显示器⒂校准：方法1：在晶体插座上插上标准晶体，调节频率调谐旋钮⑾，使得激励电平表指示值Zda（或阻值显示器显示值Z小），然后调节校准旋钮⑵，使得阻值显示器显示与标准晶体的等效阻值相等。此时校准完毕。（标准晶体我公司不提供，需自行购买）注意：本仪器的测量准确度受标准晶体的精度影响！方法2：在晶体插座上插上标准无感电阻（其阻值应在被测晶体阻值的附近，如：10Ω、100Ω）。调节频率调谐旋钮，使得频率显示器上所显示的频率Z接近于被测晶体的频率；然后调节校准旋钮⑵，使得阻值显示器显示与标准电阻的阻值相等。此时校准完毕。5．5在晶体插座上插上被测晶体，调节频率调谐旋钮⑾，使得激励电平表指示值Zda（或阻值显示器显示值Z小）。5．6按下显示功能切换开关⑷；然后调节激励功率旋钮（3），直到数字表⑸显示的数字为接到被测晶体所需要的激励功率，单位：uw（仅CZ-150A、C、P型）。5．7直观测量：调节频率调谐旋钮，使得表头有一个Zda偏值，此时5位数字表⒂的显示值即为被测晶体的串联谐振电阻Rr（单位Ω）。频率显示器⑿所显示的频率即为被测晶体的串联谐振频率fs。5．8测量晶体负载谐振频率fL和负载谐振电阻RL的步骤（仅CZ-150C、P）。a.串联谐振等效电阻的测量方法：把拨动开关拨到Rr档，其测试等效电阻方法与5.7相同，即没有接上串联负载电容，测得的等效电阻是串联谐振电阻。b.带串联负载电容的测量方法：把拨动开关拨到CL档，用无感起子调节串联电容下孔内的可变电容，此时激励电平表内指针的指示值即为串联负载电容的电容值（每一小格为1pF），设定电容值后拨动开关，拨到FL档，插上被测晶体，调整频率调谐，使激励电平表指示Zda时所对应的频率，即是带串联负载电容时的谐振频率fL，阻值显示器的显示值即为负载谐振电阻RL。c.晶体串联负载电容的测量方法：把拨动开关拨到FL档插上晶体，调频率，使激励电平表指示Zda值后，调串联电容下孔内的可变电容使频率显示为晶体的标称频率，然后拨动开关拨到CL档，此时激励电平表指针读数即为该频率的串联负载电容值。注：此串联负载电容值是等效值，仅供参考！5．9快速筛选测试：根据激励电平表指示值可以用比对法测出被测晶体等效电阻的原理来进行大批量的快速筛选。因为在生产线上大批量测试时，并不需要知道每只晶体等效电阻的具体值，只要知道它小于某一阻值即可。调节频率调谐旋钮，将频率调到Z接近于步骤5.7中的f值，调节电平表的电平调节旋钮，使得指针指示在中间或某一值，并用标准电阻进行校准，设定激励电平表指针指示值所对应的等效电阻，然后按下表列出被测晶体等效电阻的大小来进行快速筛选。电平表偏值晶体等效电阻＜步骤5.7大于标准晶体阻值＝步骤5.7等于标准晶体阻值＞步骤5.7小于标准晶体阻值注：1．用于大批量筛选时,每次测量前均要校准，以避免大批量测量时因未校准造成损失。2．标准电阻及晶体的引脚长度会影响测量，特别是在频率高时，影响更大，因此标准电阻及晶体的引脚应尽量短。6．维修说明6．1维护：6．1．1要熟悉本仪器的使用方法，操作要正确。6．1．2检查仪器连接与紧固的部位是否牢靠，面板上的旋钮是否有松动或虚位的现象。6．1．3仪器的使用环境要保持清洁，仪器内部不允许积存尘垢和腐蚀现象。6．2检测：6．2．1未接通电源前，先看激励电平表零位应正确，否则调表头的机械调零。6．2．2接通电源，按下电源开关，激励电平表指示在0；校准旋钮调节到某一值，阻值显示为“000.0”，如果显示不为“000.0”，出现小于000.5或7**.*（“*”表示不定的显示读数），这是正常现象。6．2．3在晶体插座上插上500Ω或100Ω无感电阻，分别在1~10MHz和10~60MHz频段调节频率调谐旋钮，使得频率覆盖大于各频段所标出的频率范围。同时调节灵敏度旋钮，激励电平表偏值能达到满偏。并且用100Ω无感电阻检测时，在各频段的频率范围内，阻值显示为“100.0”，当显示不是“100.0”时，可以通过调节校准旋钮加以校准。请注意：用电阻测试振荡频率时，因准确度≤±10-4，此时频率计后面有几位数字跳动，这是正常现象。如用晶体测试时，因准确度≤±5×10-6，此时频率计读数较稳定，只有Z后一位数在小范围内跳动。6.2.4在生产中每次检测不同的晶体前都要进行校准，这样可以提高测量的极ng确度。6．3修理：若仪器不能达到6.2.1---6.2.3的要求时，则说明该仪器工作不正常，应请熟悉本仪器的技术人员维修。6．4运输条件：包装好的仪器可用任何能避免雨、雪淋洒的运输工具进行运输，运输中不得剧烈振动和冲击，要小心轻放。6．5储存条件：仪器存放的仓库应清洁，有良好通风，环境条件为：a．环境温度：0~40℃；b．相对湿度：小于80%；c．室内应少尘、无酸、无碱及其他可能引起腐蚀的气体和无强烈的机械振动冲击,强烈电磁场作用。d．每周定期取出通电8小时。7．预热条件每次使用之前必须要至少预热15分钟。8．定期校对在正常生产使用中每天或每个批次都要进行校准，如果仪器在暂停使用或不定期使用时就要Z少半年校对一次。9．保修期限本仪器自制造厂发货时起十八个月内，凡用户遵守运输储存和使用规则而质量低于产品标准规定的仪器，本厂负责免费修理（磨损件除外）。10．所配附件说明书电源线备用保险丝1本1条2个10Ω无感标准电阻1个100Ω无感标准电阻1个[详细]
2018-11-17 10:00
产品样册
IM6Ex阻抗精度图 IM6Ex阻抗精度图[详细]
2004-11-09 00:00
实验操作
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