大多数寻找电位仪的人都想知道它是什么。而你可能已经过了这个阶段。你已经拥有了一套可运行的实验装置，但其中某些因素开始成为阻碍——可能是噪声底限、电流上限、周五之前能测量的电池数量，或是无法让你编写脚本以测量实际所需数据的软件。
本页面介绍在掌握基础知识后开始需要关注的规格参数，以及 PalmSens 系列中哪些仪器专为满足这一级别的应用需求而设计。
当标准电位仪无法满足需求时
这款入门级仪器能轻松胜任电化学研究中的基础应用。无论是毫米级电极上的循环伏安法、烧杯中的腐蚀样品，还是传感器的校准曲线——这些操作对硬件的要求都不高。
研究从该中心点向四个方向推进，每个方向都有其自身的极限。电流逐渐变小，直至信号淹没在仪器自身的噪声中。 电流逐渐增大，直至恒电位仪无法提供所需的电流。阻抗测量所需的频率范围比频率响应分析仪所能提供的要宽。而且，实验数量已经超出了一个通道在一周内能够完成的范围。
弄清楚自己究竟遇到了什么障碍，这才是决策的关键所在。下文将逐一分析这些问题。
飞安级测量
微电极、单体电化学以及临床相关浓度的生物传感器所产生的电流均在皮安级或以下。在这个量级上，问题已不再是仪器能否测量到该电流，而是能否将其与仪器自身的噪声区分开来。
PalmSens4、MultiPalmSens4 和 Nexus 的最低电流量程为100 pA，其测量分辨率达到量程的0.005%—— 在该最低量程下为5 fA。 电流精度规定为：小于电流值的0.2%，加上10 pA，再加上量程的0.1%。
在这个层面上，硬件只是其中的一部分。法拉第笼、短而带屏蔽层的导线，以及仪器与接触电池的任何其他部件之间的电隔离，通常对基线的影响要比再增加一个数量级的标称灵敏度更为显著。
在飞安级测量时，您的连接线也是仪器的一部分。
驱动需要安培级电流（而非毫安级）的电极
纽扣电池、电解槽、燃料电池和大面积涂层试片则提出了相反的问题。在此情况下，限制因素在于电位仪能提供多少电流，以及在提供电流的同时能施加多大的电压。
像 PalmSens4 这样的便携式研究仪器，在±10 V 的顺应电压下可提供高达±30 mA 的电流。这足以满足大量传感器和腐蚀实验的需求，但不适用于需要在 1 安培满载下进行充放电循环的电池。
Nexus 正是为此而设计的仪器：在从 100 pA 到 1 A 的 11 个电流量程范围内，最大电流为 ±1.1 A，兼容±12 V，施加电位范围为 ±10 V。它具备与低电流灵敏度相同的量程范围，并在其基础上额外增加了两个半数量级。 这是 PalmSens 公司生产的性能最强大的恒电位仪。
十个数量级频率范围内的阻抗
在电化学阻抗谱分析中，仪器的带宽对数据的影响最为直接。PalmSens4 和 MultiPalmSens4 可选配 100 kHz 或 1 MHz 频率响应分析仪，该配置可在订购仪器时作为硬件选项进行选择；而 Nexus 则标配 10 µHz 至 1 MHz 的频率响应范围。
关于这些限制条件中哪些对您的测量真正重要，以及如何选择振幅、是否采用电位恒定法或电流恒定法进行测量，这些内容在 电化学阻抗谱中都有详细说明。
多个工作电极
三电极电池是默认配置，但并非限制。旋转环盘实验、发电机-集电极实验以及扫描实验都需要一个可独立控制的第二工作电极，而双电位计模块为PalmSens4、MultiPalmSens4和Nexus增添了这一功能。
在 MultiPalmSens4 上，这一功能得到了进一步扩展。各通道可与单个电池中的电极关联并进行步进驱动，从而将多通道仪器转变为多电位仪——即一组共享同一参比电极和同一对电极的工作电极阵列。
当电极阵列规模增大时，MUX8-R2多路复用器将接管工作：一台仪器上可配备八个工作电极，切换时间仅需几毫秒；若与MultiPalmSens4结合使用，可支持多达八十个通道。
四电极测量属于同一类别：液-液界面、离子选择性膜以及需要将电流路径与电位测量分离的流动池。
单个电池内可容纳多个工作电极，各通道之间支持硬件同步。
单个电池中包含多个工作电极
从单个工作电极过渡到多个工作电极的过程，亲眼观看比阅读文字描述更直观。本操作指南将指导您搭建单电池实验装置，并在硬件层面实现各通道的同步。
一旦阵列规模扩大，后半部分的内容就变得至关重要。不同通道之间的软件计时会出现漂移，而共享的硬件触发则不会；在短时间尺度上，这种差异会直接体现在您的数据中。
并行运行实验
超过一定程度后，瓶颈就不再是灵敏度，而是时间。无论是为了统计分析而进行的重复实验、针对不同电极材料的筛选系列实验，还是持续数周的电池循环测试方案，这些都会占用仪器的时间远比实验本身具有研究价值的时间要长得多。
MultiPalmSens4 正是为此而设计，配备4 至 10 个通道，可独立运行、同时运行或同步运行。 每个通道均可单独配置：电位范围、EIS带宽、双电位仪模块、iR补偿和电隔离均可按通道单独设置，因此一台十通道仪器并不等同于十台完全相同的仪器。
MultiEmStat4 实现了相同的功能，但价格更低；若您需要多个大电流通道而非大量小电流通道，则可将 Nexus 设备进行堆叠使用。
通过您自己的代码控制仪器
高级应用通常意味着电位计是更大实验系统中的一个组成部分——该系统还包括泵、样品台、光谱仪、机器人，以及根据上一次结果决定下一个电位的脚本。
PSTrace 和 MultiTrace 支持手动和定时测量，而 SDK 则使该仪器能够与 Python、MATLAB、LabVIEW 和 .NET 进行集成。MethodSCRIPT 更进一步，直接在仪器上运行测量序列，因此测量时序不再受计算机或连接状态的影响。
这对嵌入式和现场部署至关重要，因为在这些场景中，仪器必须在未连接电脑的情况下保持其计时功能。
研究仪器的对比
该系列中有四款仪器面向研究领域，具体选择哪一款完全取决于您的实验首先会遇到哪方面的限制。
| 规格 | PalmSens4 | Nexus | MultiPalmSens4 | EmStat4X |
|---|---|---|---|---|
| 通道数 | 1 | 1，可堆叠 | 4 – 10；配合 MUX8-R2 最多可连接 80 个开关式电池 | 1 |
| 施加电位 | ±5 V 或 ±10 V | ±10 V | 每通道 ±5 V 或 ±10 V | ±3 V（LR）/ ±6 V（HR） |
| 电位分辨率 | 76.3 µV（18 位） | 76.3 µV（18 位） | 76.3 µV（18 位） | 100 µV（LR）/ 183 µV（HR） |
| 槽压 | ±10 V | ±12 V | ±10 V | ±5 V（LR） / ±8 V（HR） |
| 电流档位 | 100 pA – 10 mA (9) | 100 pA – 1 A (11) | 100 pA – 10 mA (9) | 1 nA – 10 mA（8，LR）/ 100 nA – 100 mA（7，HR） |
| 最大电流 | ±30 mA | ±1.1 A | ±30 mA | ±30 mA（低电位）/ ±200 mA（高电位） |
| EIS / FRA 测量范围 | 10 µHz – 100 kHz 或 1 MHz | 10 µHz – 1 MHz | 10 µHz – 100 kHz 或 1 MHz | 10 µHz – 200 kHz |
| 第二个工作电极 | BiPot 模块 | BiPot模块，WE2至±45 mA | BiPot模块，每通道 | 暂无货；MUX8-R2 最多可切换 8 个工作单元 |
| 内部存储 | 16 GB，约160万次测量数据 | 32 GB，超过8亿个数据点 | 每通道16 GB，约160万次测量 | 500 MB，超过1500万个数据点 |
| 尺寸和重量 | 15.7 × 9.7 × 3.5 厘米，约 500 克 | 20 × 21 × 4.5 厘米，1.8 千克 | 15 × 25 × 25 厘米，约 4 公斤 | 11.4 × 8.0 × 4.5 厘米，约 500 克 |
| 便携式 | 电池、USB 和蓝牙 | 不，需接市电 | 不，需接市电 | 电池、USB-C 或无线充电 |
规格参数以 PalmSens 产品手册及产品页面中公布的内容为准。
一台研究级电位仪的价格是多少
PalmSens 我们公布完整的规格参数，并根据具体配置提供报价，因为在多通道仪器上，配置完全由您自主决定——通道数、电位范围、EIS带宽以及模块的选择都会影响价格。
请提供您的实验概要（而非模型名称），我们将根据您实际需要测量的内容为您提供报价。
常见问题
什么样的电位仪适合用于高级研究？
实际上，有四个参数决定了它的适用性：最低可用电流范围、最大电流和顺从电压、EIS频率窗口，以及软件是否支持通过自定义代码进行控制。其他一切都由这四个参数决定。
PalmSens 恒电位仪能测量的最小电流是多少？
最低电流量程为100 pA，测量分辨率达到量程的0.005%——即5 fA。实际能否达到这一分辨率，不仅取决于仪器本身，还很大程度上取决于屏蔽措施和布线情况。
PalmSens 的哪些仪器支持1 MHz EIS？
标准配置为Nexus，PalmSens4和MultiPalmSens4则采用1 MHz FRA配置。100 kHz配置为备选方案，在MultiPalmSens4上，该配置可按通道进行选择。
我能通过 Python 或 MATLAB 控制恒电位仪吗？
是的。我们提供了适用于 Python、MATLAB、LabVIEW 和 .NET 的 SDK。此外，MethodSCRIPT 还能在仪器本身上运行测量序列，从而使计时不受计算机影响。
双电位仪和多电位仪有什么区别？
双电位仪可针对一个参电极和一个对电极，独立控制两个工作电极。多电位仪将这一原理扩展到更多工作电极——在 MultiPalmSens4 上，通过将多个通道连接到单个电池中的电极来实现。
我需要一台多通道仪器，还是几台单通道仪器？
使用独立仪器可在不同地点进行独立设置。多通道仪器则可实现同步启动、统一的软件环境，并支持多电位仪模式。如果实验属于同一项研究，通常选择多通道方案更为优越。
电池研究需要多大的电流？
这完全取决于电池规格。纽扣电池和小尺寸软包电池通常只需几十毫安，因此PalmSens4就足够了。而更大规格和更高C率的电池则会进入安培量级，这属于Nexus的适用范围。