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電化學(xué)阻抗譜數(shù)據(jù)圖譜介紹

來(lái)源:博卓生物科技(上海)有限公司   2023年08月24日 09:17  
EIS Data Plotting

電化學(xué)阻抗譜數(shù)據(jù)圖譜介紹

1 Nyquist Plots

由五個(gè)類型EIS數(shù)據(jù)生成的圖有兩種標(biāo)準(zhǔn)類型:Nyquist圖和Bode圖。Nyquist圖通常由-Z_iZ_r組成,這種類型的圖常用于識(shí)別數(shù)據(jù)中的模式和形狀(參見(jiàn)圖1中幾種不同電路的Nyquist圖示例)。

Nyquist圖上的虛阻抗值通常是倒置的或者相反,Z_i軸有時(shí)以相反的數(shù)字順序顯示,因?yàn)閹缀跛械?/span>Z_i值通常小于零,并且在笛卡爾圖上主要在第一象限查看形狀和圖案更方便(參見(jiàn)圖1)。

另一個(gè)傳統(tǒng)上適用于Nyquist的慣例是正交性,它指的是x軸和y軸的視覺(jué)比例為1:1。注意這并不一定意味著坐標(biāo)軸的數(shù)值刻度必須相同(例如,參見(jiàn)圖1中的繪圖)??紤]這一原則的一種簡(jiǎn)單方法是當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)正交圖上圍繞兩個(gè)軸上的相同值繪制線條時(shí),它總是會(huì)形成一個(gè)正方形(例如,連接點(diǎn)(0,0),(0,100)(100,100)(100,0),它將是一個(gè)完整正方形)。

過(guò)去標(biāo)準(zhǔn)正交只用于Nyquist圖,因?yàn)橐恍┢毡榇嬖诘男螤?/span>(例如,半圓和傾斜線)在標(biāo)準(zhǔn)正交圖上更容易識(shí)別。然而在現(xiàn)代隨著電路裝配軟件的出現(xiàn),一些繪圖的必要性已經(jīng)減少了。雖然可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)正交Nyquist上扭曲的半圓和傾斜的線角觀察到數(shù)據(jù)中的非理想性,但它們也很容易通過(guò)電路擬合算法可視化和量化。如果數(shù)據(jù)集中到某些Nyquist圖的一小部分,留下大片空白的圖形空間(例如,圖1的右上方圖),那么在某些Nyquist圖上強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)正交性有時(shí)也會(huì)很不方便。

盡管如此,對(duì)Nyquist采用正交性仍然被廣泛認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)形式,并且大多數(shù)已發(fā)表的EIS數(shù)據(jù)都使用這種慣例。因此,通常建議用戶在呈現(xiàn)EIS數(shù)據(jù)時(shí)準(zhǔn)備正交Nyquist圖。

2 Bode Plots

EIS數(shù)據(jù)使用的第二種標(biāo)準(zhǔn)類型的圖是bode圖。bode圖是一個(gè)雙軸圖,由 vs.(在主垂直軸上) vs. (在次垂直軸上)組成。頻率和阻抗幅值通常以對(duì)數(shù)標(biāo)度繪制,而相角線性顯示(2為幾種不同電路的bode圖示例)。

觀察bode圖上的相位角是了解系統(tǒng)在任何特定頻率下所經(jīng)歷的電路行為類型的快速方法。例如,相角為對(duì)應(yīng)于理想電阻,+90°對(duì)應(yīng)于理想電感,-90°對(duì)應(yīng)于理想電容器。兩者之間的值可能表示混合行為或非理想性,這取決于所研究的系統(tǒng)。

與不繪制頻率值的Nyquist圖相比,bode圖也可以很容易地確定頻率值。通常Nyquist圖上最左下角的點(diǎn)對(duì)應(yīng)于最高頻率,并沿著向右的軌跡從高頻移動(dòng)到低頻。


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