ZAHNER用户培训讲义2.docx
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ZAHNER用户培训讲义2
ZAHNER用户培训讲义
1、ZAHNER公司产品():
IM6,Zennium,IM6eX,IM6e,ThalesBox,XPOT,PP200(PP201),PP210(PP211),PP240(PP241)
EL101,EL300,CVB80(CVB120),Temp/U,RMUX,PWRMUX-S,PWRMUX-P,EPC40/41/42,FE42,PAD4,
DA4,HIZ_Probe,U_Buffer,fFProbe,LoZCable,Noise_Probe,PulseProbe,FRA_Probe
CIMPS,CIMPS-abs,CIMPS-pcs,CIMPS-dtr,CIMPS-emit,CIMPS-fit,Colt,KMA3,KMZ5,AMZ60
2、ZAHNER软件
Thales_2.50,Thales_3.21,Thales_4.15,Thales_Z2.27,PPInspector,Zman
软件安装:
计算机需使用WindowsXP/ServicePack3操作系统,或Vista/Windows7(32/64位)。
运行Thales软件安装光盘上Setup.exe。
连接USB信号,检查仪器面板上2个开关均处在go位置。
将IM6或Zennium仪器开机,安装USB驱动程序(AMOSUSBIFCEZ或FTDIUSB)。
安装Calibration数据文件。
3、仪器使用环境:
室内温度小于400C,室内湿度小于65%,关闭计算机电源安全模式、屏幕保护程序和杀毒软件。
仪器后面板有专用接地线的插孔。
4、Thales主要应用软件
ControlPotentiostat,EIS,CV(CVAnalysis),I/E(MultiCellI/E)(I/EAnalysis),POL,PVI,C/E,
Polarography,Noise(NoiseAnalysis),SignalAcquisition,ALEX,FRA,Pulse,TRC,CIMPS,BatteryCycling,
Colt,SCRIPT,SIM,CAD,Notepad,Calculator,EXE
5、IM6与Zennium主机的区别
MaindifferencesbetweenIM6andZENNIUM
IM6
ZENNIUM
Upperfrequencylimit
8MHz
4MHz
Currentrange
±3A
±2.5A
Risetime
100ns
250ns
Extensionslots
9(incl.1EPC)
4
IntegratedEPC42
yes
no
Thalesboxincluded
yes
no
Specifications
IM6
ZENNIUM
General
Overallbandwith
DC-8MHz
DC-5MHz
ADCresolution
18Bit
18Bit
Harmonicreject
>60dB@0.5fullscale
>60dB@0.5fullscale
Potentiostatmodes
potentiostatic, galvanostatic, pseudo-galvanostatic, restpotential, off
potentiostatic, galvanostatic, pseudo-galvanostatic, restpotential, off
Cellconnection
2-,3-,4-terminalKelvin
2-,3-,4-terminalKelvin
Shell
ground
ground
Extensionslots
9(incl.1EPC42)
4
PCinterface
USB1.1/2.0
USB1.1/2.0
Dimensions
470x160x376mm
364x160x376mm
Weight
15kg
12kg
Accessories
EPC42,ThalesBox,U-buffer,cellcableset,USB-cable,powercord,manual
U-buffer,cellcableset,USB-cable,powercord,manual
Powersupply
115/230V,50/60Hz
115/230V,50/60Hz
Ambienttemperature
+10°Cto+30°C
+10°Cto+30°C
Humidity
<60%withoutderating
<60%withoutderating
FrequencyGenerator&Analyzer
Frequencyrange
10μHzto8MHz
10μHzto4MHz
Accuracy
<0.0025%
<0.0025%
Resolution
0.0025%,10.000steps/decade
0.0025%,10.000steps/decade
OutputPotentiostatic
Controlledvoltage
pot ±4V U-buffer ±10V
pot ±4V U-buffer ±10V
Controlledvoltage
pot ±4V U-buffer ±10V
pot ±4V U-buffer ±10V
Resolution
pot 125μV U-buffer 320μV
pot 125μV U-buffer 320μV
Accuracy
pot ±250μV U-buffer ±1mV
pot ±250μV U-buffer ±1mV
Temperaturestability
<25μV/°C
<20μV/°C
Compliancevoltage
pot ±14V CVB120 ±120V
pot ±14V CVB120 ±120V
AC-amplitude
1mVto1V
1mVto1V
Bandwidth
8MHz@33Ωload
4MHz@33Ωload
IRcompensation method range resolution
autoACimpedancetechnique DCto10MΩ 0.012%ofrange
autoACimpedancetechnique DCto10MΩ 0.012%ofrange
Smallsignalrisetime
250nsto200μsin5steps automaticrangeselection
250nsto200μsin5steps automaticrangeselection
Slewrate
15MV/s
15MV/s
Phaseshift
10deg@200kHz
10deg@250kHz
OutputGalvanostatic
Controlledcurrent
±3A
±2.5A
Currentrange
pot ±100nAto±3Ain8steps HiZprobe ±1nAto±0.5Ain10steps
pot ±100nAto±2.5Ain8steps HiZprobe ±1nAto±0.5Ain10steps
Min.resolution
0.025%
0.025%
Accuracy
0.1%@>2μAto100mA 1%@<2μAor>100mA
0.1%@>2μAto100mA 1%@<2μAor>100mA
Input
Potentialranges
pot ±1V,±2V,±4V U-buffer ±10V
pot ±1V,±2V,±4V U-buffer ±10V
Potentialresolution
256.000steps/range
256.000steps/range
Offsetvoltage
<100μV
<100μV
Offsettemperaturestability
<20μV/°C
<20μV/°C
Currentrange
pot ±100nAto±3Ain24steps,automaticrangeselection HiZprobe ±1nAto±0.5Ain26steps,automaticrangeselection
pot ±100nAto±2.5Ain24steps,automaticrangeselection HiZprobe ±1nAto±0.5Ain26steps,automaticrangeselection
Accuracy
0.1%@>2μAto100mA 1%@<2μAor>100mA
0.05%@>2μAto100mA 0.5%@<2μAor>100mA
Inputbiascurrent
pot 10pA HiZprobe 12fA
pot 10pA HiZprobe 12fA
Currentresolution
pot 2.5pA HiZprobe 25fA
pot 2.5pA HiZprobe 25fA
Inputimpedance
pot 1TΩ||±5pF(typ.) 50GΩ||±5pF(min.) HiZprobe 10TΩ||±1pF(typ.) 1TΩ||±1pF(min.)
pot 1TΩ||±5pF(typ.) 50GΩ||±5pF(min.) HiZprobe 10TΩ||±1pF(typ.) 1TΩ||±1pF(min.)
Impedancerange
pot 1mΩto1GΩ/2% 100mΩto10MΩ/0.2% HiZprobe 100mΩto100GΩ/3%gal 30μΩto1GΩ/2%
pot 1mΩto1GΩ/2% 100mΩto10MΩ/0.2% HiZprobe 100mΩto100GΩ/3% gal 30μΩto1GΩ/2%
Commonmoderejection
>86dB@10μHzto100kHz >66dB@100kHzto8MHz
>86dB@10μHzto100kHz >66dB@100kHzto4MHz
Inputchannelphase- trackingaccuracy
±0.1deg@10μHzto100kHz ±0.25deg@100kHzto8MHz
±0.1deg@10μHzto100kHz ±0.25deg@100kHzto4MHz
Equiv.effectiveinputnoise
20μVrms/2pArms@1mHzto10Hz
20Vrms/2pArms@1mHzto10Hz
注:
IM6使用U_Buffer的接口与Zennium使用U_Buffer接口不同
6、Zennium主机到货清单:
U_Buffer,USBCable,Mouse,1mCellcable
(2),10cmCellCable
(2),
ThalessoftwareInstallationCD,CalibrationCD,Manual
7、Zennium硬件特性:
(1)超低噪声恒电位仪
(2)宽频率响应范围的双DDS数字频率合成器频率响应分析仪FRA
(3)高共模抑制比、高精度U/I放大器
(4)双差分模数转换器18位ADC
(5)电极引线BNC接口,可连接高阻抗和低阻抗的测量体系
(6)4个扩展插槽
(7)410MIPSColdfireV4e信号处理器(32位/266MHzCPU)。
(8)USB信号线与计算机浮地连接
(9)测量精度分布图,参见Zenniumbrochure
8、ZAHNER电化学工作站可应用的电化学测量技术
(1)开路电位测量
(2)恒电位控制
(3)恒电流控制
(4)循环伏安测量
(5)稳态极化曲线测量。
包括:
动态线性电位扫描,阶梯电位扫描稳态采样,阶梯电位扫描固定时间采样,多通道测量。
(6)线性电位扫描
(7)溶出伏安测量
(8)计时电位阶跃
(9)计时电流阶跃
(10)电流扫描
(11)电流中断法测量
(12)差分脉冲伏安法
(13)方波脉冲伏安法
(14)断续极谱法
(15)电池充放电伏安曲线测量(包括:
充放电电量变化曲线,交流阻抗系列测量)
(16)交流阻抗测量,包括:
开路电位EIS测量
恒电位控制交流电压扰动EIS测量
恒电流控制交流电流扰动EIS测量
恒电流控制交流电压扰动EIS测量
改变直流电位系列EIS测量
改变直流电流系列EIS测量
改变时间系列EIS测量
改变温度系列EIS测量
改变外设通道EIS测量
多通道同时EIS测量
单一频率条件下EIS测量(恒电位、恒电流、开路电位、时间系列)
电容对电位变化曲线
肖特基电容对电位变化曲线
(17)光电化学测量(控制光强度恒定,阶梯变化光强度,动态扰动光强度的频率系列变化)
(18)太阳能电池测量(填充因子、短路电路、最大输出功率、开路电压、伏安曲线)
(19)光电化学池吸收光谱测量
(20)发光材料发射光谱测量
(21)太阳能电池光电流量子转换效率测量(IPCE)
(22)瞬态光电响应测量
(23)调制光强度伏安法测量。
(24)瞬态伏安响应测量
(25)弛豫伏安响应测量
(26)涂层特性测量
(27)电化学噪声测量(自相关电压和电流噪声,不相关电压和电流噪声测量,恒电位下电流噪声测量,
恒电流下的电位噪声测量,开路电位噪声测量)
(28)双恒电位仪
Thales应用软件使用说明
一、ControlPotentiostat(TestSampling&PotentiostatControl)
设定恒电位仪反馈控制模式,实时测量开路电位,读取开路电位数值,设定直流电压,设定直流电流,开启或关闭恒电位仪/电流仪,设定固定频率测量交流阻抗,设定交流正弦信号扰动幅度,设定固定频率下测量交流阻抗的重复次数,设定测量交流阻抗显示参数类型,设定外设类型,设定电极引线连接方式等。
1、Calibration(标定仪器)
因仪器标定需要高精密仪表、高精度电阻和特殊软件,该工作在Zahenr公司内部进行。
仪器出厂时附带标定数据文件,存储在光盘上。
仪器使用时,需拷贝该标定文件到指定的文件目录内。
仪器冷启动后,会自动运行一次标定程序,在仪器启动过程中,可听到仪器内部继电器发出声音,
标定程序应用仪器内部的高精密电阻进行仪器标定,此时仪器内部自动断开与外部电解池的连接。
标定程序重新调整直流偏移量(Offset)和模数转换器及放大器的增益(Gain),并且伴随着硬件自检测程序。
2、手动运行Calibration程序
(1)鼠标点击Calibration,可运行简单的仪器启动标定程序。
(2)鼠标点击Calibration后,立即按键盘p键,自动进入附加的硬件检测程序并将结果存入
ZEdit文本编辑器。
(3)鼠标点击Calibration后,立即按s键,自动进入更加费时的标定(大约10分钟),它包括运行交流标定程序。
在标定程序完成后,会自动存储新的标定文件,旧的标定文件被覆盖。
(4)当软件新安装后并且没有安装仪器标定文件的情况下,第一次运行Thales软件时会自动启动
标定程序,此时需等待大约10分钟,等待标定程序结束。
3、故障诊断
(1)标定程序运行过程中发现标定参数偏差大于允许的范围后,可生成标定出错信息文件并存储在
ZEdit文本编辑器内。
(2)当出现硬件故障信息时,需查看ZEdit文本编辑器内容将其存储为ASCII格式的txt文件,并将
。
发送上述文件时,请注明仪器型号和系列号。
(3)点击exe,运行c:
\thales\examples\applications\testbox.rtm程序。
4CheckCellConnection检查电极引线连接方式
(1)IM6或Zennium主机电极引线连接:
选择MainPOT:
2electrodes,3electrodes,4electrods
当选择三电极连接方式是,提示输入ReferenceOffset参数,一般设置为0.
(2)IM6或Zennium与电压缓冲放大器连接后的电极引线连接:
选择UBuffer:
2electrodes,3electrodes,4electrodes
选择电压量程4V:
设置UBuffer上的开关到1.0。
选择电压量程10V:
设置UBuffer上的开关到0.4。
(3)IM6或Zennium与高阻抗探头连接后的电极引线连接:
选择HiZProbe:
2electrodes,3electrodes,4electrodes
选择电压量程4V:
设置UBuffer上的开关到1.0。
选择电压量程10V:
设置UBuffer上的开关到0.4。
(4)在IM6或Zennium主机关机的情况下,连接Probe_E和Probe_I信号线,仪器开机后运行CheckCellConnection,并设置相应的电极引线连接方式。
(5)用完UBuffer后,关闭Thales软件窗口后关机,拆除UBuffer。
(6)开机后使用任何一个EIS、CV、I/E、POL、PVI应用程序时,需先运行ControlPotentiostat,
检查CheckCellConnection并设置相应的电极引线连接方式。
(6)使用LoZCable时,选择MainPOT。
5、恒电位仪/恒电流仪工作模式设定
(1)POTENTIOSTAT:
恒电位仪工作模式
Voltage:
直流电压设置参数,输入“?
”时,将当前测量的开路电压值存储在Voltage中。
DCVoltage:
直流电压测量数值
(2)GALVANOSTAT:
恒电流仪工作模式
Current:
直流电流设置参数
DCCurrent:
直流电流测量数值
6、恒电位仪开启或关闭设定
(1)POTENTIOSTAT:
ON
此时恒电位仪处于开启状态,并根据Voltage参数设定DCVoltage输出电压。
(2)POTENTIOSTAT:
OFF
此时恒电位仪处于关闭状态,DCVoltage显示当前的开路电压。
此时,在Voltage中输入“?
”,可存储当前开路电压值。
7、恒电流仪开启或关闭设定
(1)GALVANOSTAT:
ON
此时恒电流仪处于开启状态,并根据current参数设定DCCurrent输出电流。
(2)GALVANOSTAT:
OFF
此时恒电流仪处于关闭状态,DCCurrent显示当前电流为0,DCVoltage显示开路电压。
8、交流正弦信号设置
(1)Frequency:
固定交流正弦信号的频率设置
(2)Amplitude:
固定交流正弦信号的幅度设置,一般5mV。
可选择的幅度值:
1mV,2mV,5mV,10mV,20mV,50mV,100mV,500mV,1000mV
当使用电压缓冲放大器10V量程时(gain=0.4),可选择的幅度值:
2.5mV,5mV,12.5mV,25mV,50mV,125mV,500mV
(3)Counter:
固定交流正弦信号的重复测量次数,数值范围1—1000,可用于C/E软件控制
固定频率的重复测量次数。
9、交流阻抗测量时显示参数
(1)|Z|,Φ:
阻抗模值和相位
(2)Z’,Z’’:
复数阻抗实部和虚部
(3)Y’,Y”:
复数导纳实部和虚部
(4)R//C:
等效电阻和电容并联,计算电阻和电容值
(5)R--C:
等效电阻和电容串联,计算电阻和电容值
(6)R–L:
等效电阻和电感串联,计算电阻和电感值
(7)L–Q:
电感和品质因数
10、ACVoltageU/Spectrum:
交流电压时域信号及频域信号
11、ACCurrentI/Spectrum:
交流电流时域信号及频域信号
12、Device:
主机或外部恒电位仪选择
Device设置为0:
表示当前仪器使用IM6或Zennium主机进行测量。
Device设置为1—4:
若只是用1个EPC42卡,
表示当前仪器使用EPC42接口卡上1#--4#的外部设备被选中。
Device设置为1—16:
若只是用1个RMUX卡,
表示当前仪器使用RMUX接口卡上的1#—16#的通道被选中。
若同时使用1个RMUX卡和1个EPC42卡时,Device=1—16,表示RMUX的1#--16#通道被选中;
Device=17—20,表示EPC42卡的1#--4#外部设备被选中。
13、Setup:
GlobalMeasuringSettings整体测量参数设置
(1)CurrentLimit:
一般用于自动控制测量中电流限制范围的参数设置。
但是在TestSampling&ControlPotentiostat窗口中的直流电流和交流电流不受该参数限制,
EIS测量过程中的交流电流信号范围也不受该参数限制。
IM6主机最大电流限制范围:
-3A/+3A。
Zennium主机最大电流限制范围:
-2.5A/+2.5A。
(2)RealTimeImpedance