インピーダンス

インピーダンスアナライザー
(FRA Frequency Response Analysis)

電気化学インピーダンス測定

　　界面、センサーと腐食等の研究にインピーダンス測定はよく使用されています。最近、電池、燃料電池の研究が増えて、インピーダンス測定がもっと重要になっています。交流インピーダンス測定方法にはFFTアナライザーとFRA（frequency response analyzer）を用いた方法があります。FFTの特徴はFRAによる方法よりも演算が速くなります。しかしその反面、低周波数域における測定精度はFRAによる方法よりも劣るという欠点はあります。
　　AUTOLABのインピーダンス測定はFRA方法です。高速発展のコンピュータ技術を活用して、測定と演算時間が短くなっています。その他に、特徴を持つソフトより、測定パーラーメタに正弦波1、5と15個の選択ができます。正弦波1を選択すれば、普通のシングル正弦波になります。正弦波5を選択すれば、同時に5つの正弦波が発生します。その結果、シングル正弦波と比べると、測定と演算時間が1/5になります。正弦波15を選択すれば、1/15になります。低周波数のインピーダンス測定に対して、有力な手段です。

Ferri/Ferroインピーダンス

　　AUTOLABポテンショ/ガルバノスタットにFRA2 (Frequency Response Analysis)モジュールを内臓し、FRAプログラムを使うと、容易に電気化学インピーダンスを測定できます。デジタル制御の関数発生器を使うと正弦曲線や15個の正弦曲線の組み合わせをはじめとする種々の電位波形を作ることができます。測定された交流応答は増幅された後フィルターにかけられ,デジタル化されます。時間平均法より精度が向上しノイズが減少します。10μHzから1MHzの範囲で、定電位、電位スキャン、定電流、電流スキャン等のインピーダンス測定ができます。測定範囲は広くて、1mΩ～100GΩになります。測定の結果はBode、Nyquist、インピーダンス、アドミタンスのいずれかで表示されます。

FRA2測定項目
シングルDC電位の周波数スキャン-Frequency scan at a single potential
DC電位スキャンの毎電位の周波数スキャン-Potential scan with at each potential a frequency scan
ポテンショスタッティクタイムスキャン-Potentiostatic Time scan
シングルDC電流の周波数スキャン-Frequency scan at a single current
DC電流スキャンの毎電流の周波数スキャン-Current scan, with at each dc-current a frequency scan
ガルバノスタッティクタイムスキャン-Galvanostatic Time scan

液／液界面のインピーダンス

15種類のプロット表示

　　測定されたデータは、Kramers－Kroningテスト、シミュレーション、要数ごとに分解、直線回帰、円回帰のような強力なソフトによって容易に解析できます。このソフトウェアはＢ.Ａ．Boukamp博士による有名なCircuit　Description　Codeの考え方に基づいています。　　　

　右図のように測定されたデータは15種類のプロットが表示できます。

シミュレーションとフィッティング　　右図のように、インピーダンスの等価回路を作って、簡単にシミュレーションすることができます。
　　

　　測定されたデータと等価回路をフィッティングすることができます。下図のデータはFerriとFerroのインピーダンス曲線です。ポイントの曲線は実際の測定されたデータです。実線はフィッティングされた曲線です。

FRA2仕様

周波数範囲	10μHz～1MHz
周波数分解能	0.003％
交流印加電位	0.2mV～0.35V、或いは1mV～1V
測定範囲	1mΩ～100GΩ