导言

四或五条线索

PalmSens的大多数仪器的电缆末端都有四个带 2 毫米香蕉接头的插头。这些插头上有标签和颜色。

• 红色插头是工作电极导线。
• 蓝色插头是参比电极导线。
• 黑色插头是反电极导线。
• 绿色插头是接地线。
• 黄色插头是 BiPot（或 2021 年之前的感应导线）。
• 白色插头是感应导线。

PalmSens3、PalmSens4 和 MultiPalmSens4 均为 双恒电位仪。双恒电位仪有两个工作电极。其电缆的第五根导线是一个黄色插头，即第二个工作电极的导线。

EmStat3+ 和 EmStat4 HR 也有第五根导线。这也是一个黄色或白色插头，如果您使用的是老式电缆，则是一个鲜红色插头。这些插头可叠加使用，用于感应导线，也称为工作感应。

大电流时的欧姆电位降

欧姆定律是众所周知的（公式 1），通常被理解为 "要增加电阻上的电流，我需要成比例地增加电势"。这是正确的，但另一个结果也是正确的："当电流流过欧姆电阻器时，会产生电位下降"。

许多电化学家都知道电位下降。在大多数实验和电池中，电位下降可以忽略不计，但如果电池中存在较大的未补偿电阻，电位下降就会非常明显。不过，在讨论红外电位下降补偿时，应该对此进行更详细的讨论。

在恒电位仪的电缆上也可以观察到欧姆电位下降的原理。电缆是一个欧姆电阻，电池电流通过电缆，导致欧姆电位下降。典型的PalmSens传感器电缆电阻为 0.2 欧姆。如果测量的电流为 1 µA，则欧姆电阻降为 0.2 µV。这可以忽略不计。100 mA 的电流会导致 20 mV 的欧姆降。其结果是，您的电极比预期电压低 20 mV。根据您的实验，这可能是一个很大的电位差。

电流自由感应领导小组的更正

电缆上的欧姆降可以用感应导线来校正。感应导线的功能与参比电极导线类似。它测量的是电位差，不应该有电流流动。理想情况下没有电流，但实际上测量电位需要很小的电流。

感应导线与工作电极相连。它在没有任何电流流动的情况下测量工作电极的电位。由于处于无电流状态，感测导线内不会出现红外下降，测量的是工作电极上的外加电位。恒电位仪可以利用这一信息来校正工作电极导线内的红外下降。

这意味着，如果工作电极上的电流乘以工作电极导线的电阻达到一个显著的电位降，就需要一个感应导线来补偿欧姆降。

这也是PalmSens设计的大多数恒电位仪没有感应导线的原因。我们的大多数恒电位仪支持高达 30 mA、20 mA 或 3 mA 的电流。这些电流会导致工作电极导线内产生 6 - 0.6 mV 的欧姆降，这对大多数设置来说并不重要。

EmStat3+ 和 EmStat4 HR 支持高达 100 mA 和 200 mA 的电流，这将导致显著的电位下降。

2、3 和 4 电极测量

PalmSens的大多数仪器只提供 2 或 3 个电极设置。EmStat4 HR 也适用于 4 电极设置。为了解 4电极测量的目的，本节将讨论每种设置（2电极、3电极和4电极）。

双电极设置

要进行双电极设置，只需将对电极和参比电极合并即可。我们电缆的对电极是可堆叠的，因此可以方便地将它们组合在一起。将工作电极（和感应）导线连接到一个电极上，然后将计数器和参比电极的组合导线连接到另一个电极上。

在双电极设置中进行测量时，电位将施加在两个电极之间，电流将在同样的两个电极之间流动（见图 2）。这意味着施加的电位包括工作电极界面上的电位降、溶液上的电位降和对电极界面上的电位降。对电极的任何变化都会影响结果。如果由于电流较小或测量持续时间较短，预计对电极在测量过程中会保持稳定，则可以使用这种几乎等同于三电极设置的设置。否则，这种设置只能用于全电池电位是一个有趣参数的应用，例如燃料电池或电池。

3 个电极设置

三电极设置是电化学测量中最常见的设置。在这种设置中，工作电极（和感测电极）将携带电流和电位，就像在双电极设置中一样。对电极仍将携带电流，但电位受控于工作电极和参比电极之间（见图 3）。

这样做的好处是，跨参比电极界面的电位降不会计入外加电位中。另一个优点是参比电极不携带任何电流，因此在测量过程中将保持稳定的电位。这意味着工作电极的电位更加精确。

4 个电极设置

在四电极设置中，工作电极分为两个电极：工作电极和感应电极。电位施加在感应导线和参比电极之间。电流在工作电极和对电极之间流动。

这样，参比电极或工作电极界面上的电位下降以及相应的反应都不会影响测量结果。只有穿过溶液和障碍物（例如感测电极和参比电极之间的薄膜）的过程才会产生影响。

这种装置通常只用于研究固态电解质、膜或液液界面。

EmStat3+ 和 EmStat4 HR 的感应导线

EmStat3+ 的感应导线

(Multi)EmStat3+是PalmSens开发的第一款包含感应导线的设备。只有在 PSTrace 中激活 EmStat3+ 的 100 mA 量程时，感应导线才会激活。否则，感应导线将保持非激活状态，无需连接任何设备。

感应导线是一种可叠加的插入式亮红色（老式电缆）或黄色。您可以方便地将工作电极插头连接到感应导线的背面。然后将工作电极和感应导线组合起来，就像放置普通工作电极插头一样。

如果在选择 100 mA 时没有连接感应导线，电位控制器将无法工作，因为它依赖于感应导线测量的电位。

如果没有连接感应导线，同时也没有选择 100 mA，测量仍然有效，但可能会产生额外的噪声。这只是系统中额外的插头和连接造成的，而这些插头和连接又是噪声的天线。

由于感应导线仅在 100 mA 激活时使用，因此不建议将 EmStat3+ 用于 4电极测量。

EmStat4 HR的感知领导力

EmStat4 HR 是 EmStat3+ 的后续产品，能够测量或施加高达 200 mA 的电流。因此，它配备了感应导线。这适用于所有基于 EmStat4 HR 的产品，例如 EmStat4S HR和 EmStat4M HR。

感应导线始终处于激活状态，需要连接到工作电极，除非您进行的是四电极测量。

如果没有连接感应导线，电位控制器将无法工作，因为它依赖于感应导线测量的电位。

感应导线的末端是一个黄色的可叠加插头，方便您连接工作电极导线的插头。然后将工作电极和感应导线组合起来，就像放置普通工作电极插头一样。EmStat4 HR 适用于 4 电极测量。