インピーダンス測定

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。

　　AUTOLABポテンショ/ガルバノスタットにFRA (Frequency Response Analysis)モジュールを内臓し、デジタル制御の関数発生器の正弦曲線で容易に電気化学インピーダンスを測定できます。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。

　シミュレーションとフィッティング　　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。下図のように、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。

主な機能
周波数範囲	10μHz～1MHz　　/10μHz～10MHｚVIONICバイオニック
周波数分解能	0.003％
交流DC電位	±10V
測定範囲	1mΩ～100GΩ
交流信号タイプ	1正弦波、5正弦波と15正弦波
交流振幅	0.2mV～0.35Vrms、2mV～3.5Vrms(オプション）
データ表示	Nyquist, Bode, Admittance,Dielectric and Mott-Schottky
データ分析	Fit and Simulation, Find circle, Element subtraction, Kramers-Kronig
対応PGSTAT	PGSTAT128N、PGSTAT302N、PGSTAT100N

汎用インピーダンス解析支援ソフトウェア（RelaxIS3）

　RHD instruments社のもう一つ商品は汎用インピーダンス解析支援ソフトウェアRelaxIS3です。RelaxIS3は、インピーダンスデータの処理、さまざまなプロット（ナイキスト、ボード）、伝達関数（多孔質材料の色素増感太陽電池、腐食研究用）、および等価回路または物理モデルへのスペクトルのフィッティング（自動フィッティング機能を含む）に広範な機能を提供しています。
RelaxISでは、フィット結果を更に評価することもできます。RelaxISは緩和時間分布（DRT）を用いたインピーダンス解析支援ソフトウェアです。フィット結果とメタデータ（温度など）のカスタムプロットを作成するか、組み込みのアレニウスおよびVFTフィットを実行します。
付属のCircuit Simulatorは、等価回路または他のモデルのシミュレーションデータを自由に定義、プロット、および変更できるため、インピーダンススペクトルの教育研究にも非常に役立ちます。東京工業大学、九州大学等に納入実績があります。