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（www.zahner.de）：

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）

IntegratedEPC42

yes

Thalesboxincluded

yes

Specifications

IM6

ZENNIUM

General

Overallbandwith

DC-8MHz

DC-5MHz

ADCresolution

18Bit

Harmonicreject

>60dB@0.5fullscale

Potentiostatmodes

potentiostatic,

galvanostatic,

pseudo-galvanostatic,

restpotential,

off

potentiostatic,

galvanostatic,

pseudo-galvanostatic,

restpotential,

off

Cellconnection

2-,3-,4-terminalKelvin

Shell

ground

Extensionslots

9（incl.1EPC42）

PCinterface

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

Ambienttemperature

+10°Cto+30°C

Humidity

<60%withoutderating

Frequency

Generator&

Analyzer

Frequencyrange

10μHzto8MHz

10μHzto4MHz

Accuracy

<0.0025%

Resolution

0.0025%,10.000steps/decade

Output

Potentiostatic

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

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

Phaseshift

10deg@200kHz

10deg@250kHz

Output

Galvanostatic

Controlledcurrent

±3A

±2.5A

Currentrange

pot ±100nAto±3Ain8steps

HiZprobe ±1nAto±0.5Ain10steps

pot ±100nAto±2.5Ain8steps

HiZprobe ±1nAto±0.5Ain10steps

Min.resolution

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

Offsetvoltage

<100μV

Offsettemperaturestability

<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

该文件发送到Zahner公司support@zahner.de或环球分析测试仪器有限公司维修工程师。

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：

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：

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

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