Parameter und Spezifikationen des Potentiostaten erklärt

Bits

Ganz grundsätzlich können Computer nur zwischen zwei Zuständen unterscheiden: Spannung und keine Spannung. Aus diesem Grund verwenden Computer das Binärsystem, bei dem die beiden Zustände durch 0 oder 1 dargestellt werden. Ich werde das Binärsystem hier nicht im Detail erklären, da es für das Verständnis von Bits und ihrer Bedeutung für einen Potentiostaten nicht notwendig ist. Kurz und bündig: Im Binärsystem steht jede Ziffer für 2 Zustände, während im allgemein verwendeten Dezimalsystem jede Ziffer für 10 Zustände steht.

Jede Ziffer, die eine 0 oder 1 sein kann, wird als Bit bezeichnet. Hier noch ein kleiner Hinweis: 8 Bits werden als Byte bezeichnet. Ein Bit kann zwei Zustände haben, aber wenn ich 2 Bits kombiniere, kann ich bereits 4 Zustände haben: 00, 01, 10, 11. Jedes Mal, wenn ich eine Ziffer hinzufüge, verdoppelt sich die Anzahl der möglichen Zustände. Mit 12 Bits kann ich bereits 4096 Zustände haben. Die Anzahl der Zustände, die durch N Bits dargestellt werden können, kann mit der folgenden Formel berechnet werden.

Die gleichen Grundsätze gelten für digitale Potentiostaten. Ein Potentiostat muss reale Messwerte in ein binäres Format umwandeln, um sie verwenden zu können. Die Anzahl der Bits, in die die reale Messung umgewandelt wird, ist einer der entscheidenden Faktoren für die Auflösung eines Potentiostaten.

Auflösung

Die Auflösung ist die geringste beobachtbare Differenz zwischen zwei Werten, die ein Messgerät unterscheiden kann. Beträgt die Auflösung eines Potentiostaten beispielsweise 100 mV, so kann er zwischen 200 mV und 300 mV unterscheiden, aber 280 mV würden als 300 mV angezeigt werden.

Um zu verstehen, wie die Auflösung eines Geräts durch die Bits definiert wird und warum der Strombereich ebenfalls einen Einfluss darauf hat, wird im folgenden Absatz ein Beispiel verwendet.

Einige von Ihnen erinnern sich vielleicht noch an analoge Plotter oder Schreiber. Diese Geräte bewegten einen Stift auf einem Stück Papier in Abhängigkeit von einer angelegten Spannung. Wenn Sie die Spannung mit einem analogen Voltmeter über die Zeit messen und einen analogen Plotter verwenden möchten, stellen Sie die horizontale Bewegung des Papiers auf eine bestimmte Geschwindigkeit ein und beginnen, die Spannung an das Voltmeter anzulegen. Der Schreiber bewegt sich vertikal über das Papier und zeichnet eine Linie in Abhängigkeit von der angelegten Spannung. Das Kontinuum der Potenzialwerte wird in ein Kontinuum von Stiftpositionen übersetzt. Das gesamte Spektrum der Stiftbewegung wird durch den oberen und unteren Rand des Papiers begrenzt, aber dazwischen sind alle Werte möglich. Die Auflösung wird durch die Dicke der gezeichneten Linie und Ihre Fähigkeit, die Linie zu lesen, begrenzt.

Wenn dieses System digitalisiert wird, hat man kein Kontinuum von Werten mehr, sondern diskrete Werte. Dies ist auf die begrenzten Zustände zurückzuführen, die durch die Bits bereitgestellt werden. In diesem Beispiel sind die Schreibergrenzen willkürlich definiert als 0 V und 100 V. Dies sind die Extremwerte. Jedem möglichen Zustand wird eine Zahl zwischen diesen Extremwerten zugeordnet. Normalerweise werden äquidistante Werte gewählt. Hätten wir in diesem Beispiel nur 2 Bits und damit 4 Zustände, so hätten die Zustände die Werte 0, 33, 66 und 100.

Das würde die Auflösung ziemlich schlecht machen. Das Voltmeter könnte den Unterschied zwischen 70 und 90 V nicht erkennen. Wenn wir 12 Bits und damit 4096 Zustände haben, könnten die Werte 0, 0,0244, 0,0488, 0,0733, usw. sein. Plötzlich kann das Voltmeter den Unterschied zwischen 0,1 V und 0,2 V ohne Probleme messen.

Wie im vorherigen Beispiel definieren die Bits und Extremwerte die Auflösung eines Potentiostaten. Die Extremwerte, z. B. minimaler und maximaler messbarer Strom bei der Voltammetrie, geben den Bereich an, der abgedeckt werden muss, und die Bits die Anzahl der Schritte, in die der Bereich aufgeteilt werden kann. Der Bereich der Extremwerte wird durch die Hardware definiert. Damit ein Potentiostat einen breiten Strombereich, auch über mehrere Größenordnungen, messen kann, werden verschiedene Schaltungen zur Einstellung der Extremwerte verwendet. Diese verschiedenen Schaltungen definieren also den Strombereich, in dem Sie messen können. Wenn Sie einen Strombereich für einen niedrigen Strom wählen und einen hohen Strom messen, kommt es zu einer Überlastung. Der Strom wird auf den Höchstwert für diesen Strombereich begrenzt. Wenn Sie einen Strombereich wählen, der viel höher ist als der gemessene Strom, ist die Auflösung, wie oben erläutert, schlecht.

Auflösung in unseren Spezifikationen

Alle unsere Gerätespezifikationen, die Sie in den entsprechenden Broschüren oder in den Abschnitten mit den Spezifikationen auf den Webseiten finden, enthalten die Auflösung für verschiedene Parameter. Sie finden die Auflösung für das angelegte Potential und den gemessenen Strom für die potentiostatischen Techniken und den angelegten Strom und das gemessene Potential für die galvanostatischen Techniken. Beispiele hierfür sind der PalmSens4, der Sensit Smart oder der EmStat4S.

Die Werte werden als absolute Werte oder als Prozentsätze des aktuellen Bereichs, abgekürzt als CR, angegeben.

Zum Beispiel hat der EmStat4S eine Auflösung von 0,009 % des gemessenen CR-Stroms. Wenn ein EmStat4S im Strombereich von 1 µA misst, beträgt die Auflösung und damit die kleinste Stromdifferenz, die aufgelöst werden kann, 90 pA. Sollten Sie in dieser Situation Stufen von 90 pA in Ihrer Kurve sehen, sind Sie an der Grenze der Auflösung angelangt, und diese Stufen wären in einem niedrigeren Strombereich, der die Potenzialänderung richtig auflösen kann, wahrscheinlich kleiner.

Aktueller Bereich

Der Strombereich legt den minimalen und maximalen Strom fest, den ein Potentiostat messen kann, d.h. er bestimmt auch die Auflösung, denn die Anzahl der Bits bzw. Zustände ist fest, während der Strombereich variabel ist. Dies wird in den Artikeln über Bits und Auflösung behandelt.

Der maximale und minimale Strom des PalmSens4 beträgt beispielsweise das 6,25-fache und -6,25-fache des gewählten Strombereichs. Wenn der 1 µA-Bereich gewählt wird, beträgt der maximale Strom 6,25 µA und der minimale Strom -6,25 µA. Der PalmSens4 verwendet 18 Bit für Konvertierungen, was zu 262 144 Zuständen führt. Die Differenz zwischen den einzelnen Schritten ist der gesamte Strombereich geteilt durch die Anzahl der Zustände:

Das bedeutet, dass die Differenz zwischen den einzelnen Zuständen (im Idealfall) 0,000048 µA = 48 pA beträgt. Wenn Sie die Spezifikationen des PalmSens4 für die Auflösung des gemessenen Stroms lesen, werden Sie feststellen, dass die Auflösung 0,005 % des Strombereichs beträgt. Dies stimmt mit der auf den Bits basierenden Berechnung überein, denn 48 pA geteilt durch 1 µA sind 0,0048 %.

Das Verständnis dieser Konzepte hilft bei der Wahl des richtigen Strombereichs. Ein Strombereich sollte so hoch wie nötig, aber so niedrig wie möglich gewählt werden. Wenn Sie einen Strombereich wählen, der zu niedrig ist, führt dies zu einer Überlastung des Strombereichs. Das bedeutet, dass der Strom, den Sie messen möchten, höher ist als der maximale Strom für den gewählten Strombereich. Wenn der Strombereich höher als erforderlich ist, sind Auflösung und Genauigkeit nicht optimal. In extremen Fällen, d.h. mehr als 3 Größenordnungen höher (mA-Bereich, wenn µA gemessen werden), können die Messwerte eine erhebliche Abweichung vom wahren Wert aufweisen.

Strombereiche in unseren Spezifikationen und Software

Unsere Geräte haben normalerweise Strombereiche, die ein Vielfaches von 10 sind. Das heißt, ein Gerät mit 8 Strombereichen von 1 nA bis 10 mA hat die Strombereiche 1 nA, 10 nA, 100 nA, 1 µA, 10 µA, 100 µA, 1 mA und 10 mA.
Eine Ausnahme hiervon bilden die Sensit-Serie und das EmStat Pico. Die Strombereiche für diese Geräte sind 100 nA, 1 µA, 6 µA, 13 µA, 25 µA, 50 µA, 100 µA, 200 µA, 1 mA und 5 mA.
Beachten Sie, dass der Strombereich den maximal messbaren Strom und die Auflösung, d. h. die geringste erkennbare Signaldifferenz, definiert, diese Werte jedoch nicht mit dem Strombereich identisch sind. Zum Beispiel hat der PalmSens4 im Strombereich von 1 µA einen maximalen Strom von ±6,25 µA und eine Auflösung von 48 pA.

Auto-Ranging

Ein Vorteil digitaler Potentiostaten ist, dass sie per Software gesteuert werden können. In der Vergangenheit musste ein physischer Schalter umgelegt werden, um den Strombereich zu ändern. Bei digitalen Potentiostaten kann der Strombereich softwaregesteuert geändert werden. Dadurch kann der Potentiostat den Strombereich während der Messung umschalten. Die Software des Potentiostaten kann sogar erkennen, ob ein Strombereich zu niedrig oder zu hoch ist, und den Strombereich entsprechend anpassen. Dies wird als Auto-Ranging bezeichnet. In der Regel werden einige wenige Strombereiche ausgewählt, die der Potentiostat verwenden darf. Die Software schaltet zwischen diesen Strombereichen um, wenn es erforderlich ist.

Wenn ein PalmSens einen Strom misst, der nahe am Maximalstrom des Strombereichs liegt, schaltet er auf den nächsthöheren Strombereich um, sofern ein aktiver höherer Strombereich verfügbar ist. Ein einziger hoher Wert reicht aus, um diese Umschaltung auszulösen, da Überlastungen eine ansonsten gute Messung unbrauchbar machen können.

Wird ein Wert gemessen, der für diesen Strombereich als niedrig angesehen wird und daher in einem niedrigeren Strombereich besser aufgelöst werden könnte, erklärt die Software ihn zur Unterlast. Je nach Gerät lösen 3 bis 5 aufeinanderfolgende Unterlasten das Umschalten in einen niedrigeren Strombereich aus, sofern ein solcher vorhanden ist.

Der Grund dafür, dass für einen Trigger mehrere Unterlasten erforderlich sind, aber nur eine Überlast, liegt darin, dass eine Überlast die Messung verderben kann, während eine Unterlast in den meisten Fällen nur suboptimal ist. Außerdem verhindern die unterschiedlichen Schwellenwerte, dass der Potentiostat zwischen zwei Strombereichen hin und her springt, wenn der gemessene Strom am Rande des Strombereichs liegt.

Auto-Ranking in PSTrace

In fast jeder Messung mit PSTrace finden Sie die Felder zum Einstellen der aktuellen Bereiche und zum Starten des aktuellen Bereichs für die automatische Bereichsberechnung.

Durch Klicken auf die grauen und blauen Felder, die die Strombereiche darstellen, können Sie diese ein- und ausschalten. Ein grauer Strombereich ist ausgeschaltet und wird vom Potentiostat nicht verwendet. Alle blauen Strombereiche können vom Potentiostaten für die automatische Regelung verwendet werden.

Das blaue Dreieck über einem Strombereich zeigt den Anfangsstrombereich an. Wählen Sie einen Strombereich, der nahe am erwarteten Strom liegt, oder verwenden Sie einige Sekunden für die Äquilibrierung, damit der Potentiostat vor der Aufzeichnung mit der automatischen Strommessung beginnen kann.

Genauigkeit

In dem Abschnitt über Bits, Strom, Strombereich und natürlich die Auflösung wurde die Auflösung ausführlich besprochen. Ein Parameter, der oft mit der Auflösung verwechselt wird, ist die Genauigkeit.

Während die Auflösung beschreibt, wann zwei Messwerte so nahe beieinander liegen, dass sie als derselbe Wert gemessen werden oder anders ausgedrückt: nicht mehr aufgelöst werden können, beschreibt die Genauigkeit, wie nahe Ihre Messung an den tatsächlichen Werten ist. Die Genauigkeit beschreibt nur systematische Messfehler, nicht aber Messungen, die scheinbar "verrauscht" sind.

Mit einer Auflösung von 5 fA können Sie den Unterschied zwischen 1,000 nA und 1,005 nA sehen, allerdings könnte es in Ihrem System aufgrund von Leckstrom eine Abweichung von 0,5 nA geben. Da diese Abweichung immer vorhanden ist, wird sie durch die Genauigkeit beschrieben. Wenn die Genauigkeit 0,5 nA beträgt und Ihr Messwert 1 nA ist, wissen Sie, dass Ihr wahrer Wert irgendwo zwischen 0,5 nA und 1,5 nA liegt. In einer solchen Situation ist eine Auflösung von 5 fA mehr als ausreichend.

Wenn Sie den Abschnitt über die Auflösung lesen, werden Sie feststellen, dass es einfach ist, die Auflösung zu verbessern. Erhöhen Sie einfach die Anzahl der Bits. Wird dadurch die Qualität Ihrer Messung verbessert?

Sie wird Ihre Messung nur dann verbessern, wenn die Abweichung vom tatsächlichen Wert kleiner ist (gute Genauigkeit und Präzision) als die Auflösung. Oft ist dies nicht der Fall, und die Auflösung ist bereits besser als die Genauigkeit oder Präzision. Eine weitere Verringerung der Auflösung auf aA bringt keine Verbesserung der Messung, wenn die geringe Genauigkeit zu einer nA-Abweichung führt.

Die Genauigkeit Ihrer Messung hängt nicht nur von der Genauigkeit des Geräts ab. Die Herstellung von Lösungen, das Messen von Volumina, das Anbringen von Elektroden, die Vorbereitung der Elektroden usw. tragen alle zur Genauigkeit Ihres Experiments bei. Oft sind diese Fehler systematisch und führen jedes Mal zur gleichen Abweichung in dieselbe Richtung. Diese Fehler sind bei komplexen Mehrparametersystemen wie elektrochemischen Zellen fast unmöglich zu bestimmen. Glücklicherweise berücksichtigt eine Kalibrierkurve bei vielen quantitativen Messungen diese Abweichung.

Genauigkeit in unseren Spezifikationen

Die Genauigkeit hängt von mehreren Faktoren ab, die sich je nach Größe des Stroms unterschiedlich auswirken, aber hier konzentrieren wir uns nur auf den Einfluss des Instruments auf die Genauigkeit.
Es gibt bis zu drei Beiträge zur Genauigkeit. Für die Genauigkeit des gemessenen Stroms sind dies:

• Ein Basiswert von 10 pA
• Ein aktueller bereichsabhängiger Wert von 0,1 % des aktuellen Bereichs
• Ein vom gemessenen Strom abhängiger Wert von 0,2 % des gemessenen Stroms

Wenn Sie alle Werte addieren, erhalten Sie ein "Worst-Case"-Szenario für die Genauigkeit.

Präzision

Im Abschnitt über die Genauigkeit wurden systematische Fehler besprochen, aber es gibt auch zufällige Fehler. Diese werden bei einer Messung in der Regel als Rauschen erfasst. Dabei handelt es sich um zufällige Einflüsse auf die Messung, die unabhängig von der Messung sind, d. h. die Frequenz oder Intensität des Rauschens hängt nicht von der Messung ab.

Diese Zufallsereignisse tragen ebenfalls zum Fehler eines gemessenen Wertes bei, aber aufgrund ihres zufälligen Charakters können wir den wahren Wert ohne diese Zufallsfehler schätzen.

Mehrere zufällige Einflüsse während einer Messung bilden eine Gaußsche Verteilung, wenn man die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Messwertes gegen die Werte aufträgt. Der wahrscheinlichste Wert ist der Wert ohne Zufallsfehler oder Rauschen. Je größer die Abweichung vom wahren Wert ist, desto unwahrscheinlicher ist es, dass der Wert eintritt. Das Rauschen hat im Allgemeinen eine Normalverteilung.

Die Genauigkeit beschreibt, wie breit diese Verteilung ist. Je geringer die Präzision ist, desto weiter weichen die Werte vom rauschfreien Wert ab. Würde man keinen Potentiostaten, sondern eine Schrotflinte verwenden, würde die Präzision die Streuung der Geschosse beschreiben. Das heißt, die Präzision beschreibt auch die Wiederholbarkeit.

Eine schöne Eigenschaft des normalverteilten Rauschens ist, dass es symmetrisch ist und den rauschfreien Wert als Mittelpunkt hat. Wenn man dieselbe Messung mehrmals durchführt und dann den Mittelwert der gemessenen Werte bildet, sollte der Mittelwert der Messung näher am rauschfreien Wert liegen als die meisten der Einzelwerte. Die auf diese Weise erzielte Verringerung des Rauschens ist proportional zur Quadratwurzel von N, wobei N die Anzahl der erfassten Proben ist.

Potentiostaten und andere Messgeräte nutzen diese Eigenschaft, indem sie viele Werte aufzeichnen, den Mittelwert bilden und dann den Durchschnittswert als Messwert zurückgeben. Wenn Sie also einen einzelnen Punkt in Ihrer Messung sehen, handelt es sich höchstwahrscheinlich um Hunderte von Proben, die zur Bildung dieses einen Wertes gemittelt wurden. Wie viele Abtastwerte für einen Punkt Ihrer Messung verwendet wurden, hängt von den technischen Parametern und der Abtastrate des Geräts ab.

Abtastrate

Die Abtastrate beschreibt, wie schnell das Gerät Messwerte erfassen kann. Diese Stichproben werden in der Regel gemittelt, um einen Datenpunkt in Ihrer Messung zu bilden.

Die Abtastrate wird in Samples/s oder Hz angegeben, da Samples keine Dimension haben. Sie ist die theoretische Obergrenze für die Abtastung von Daten. Dies bedeutet, dass es sich um eine Begrenzung der Hardware-Komponenten handelt. Die von Ihnen durchgeführten Messungen, der Software-Overhead usw. schränken die Abtastrate ebenfalls ein. In welchem Umfang dies geschieht, hängt von der jeweiligen Messung und ihren Parametern ab. Aus diesem Grund finden Sie die Extremwerte und Begrenzungen für jede Technik in der Beschreibung der PalmSens. Glücklicherweise ist die genaue Abtastzeit oft nicht das, wonach man sucht.

Meistens wird die Abtastrate zum Vergleich von Messgeräten herangezogen. Eine höhere Abtastrate bedeutet, dass das Gerät mehr Werte pro Sekunde aufzeichnet als ein Gerät mit einer niedrigeren Abtastrate. Die Abtastrate begrenzt, wie schnell ein Gerät Werte aufzeichnen kann, was bedeutet, dass sie auch das Rauschen beeinflusst.

Wie im Artikel über die Genauigkeit beschrieben, können Sie mehrere Werte derselben Messung mitteln, um einen Wert zu erhalten, der dem gemessenen Wert ohne den Zufallsfehler, auch bekannt als Rauschen, nahe kommt. Die Verringerung des Rauschens, die auf diese Weise erreicht werden kann, ist proportional zur Quadratwurzel von N, d. h. der Anzahl der gemittelten Stichproben. N hängt von der Zeit ab, die für die Aufzeichnung der Proben zur Verfügung steht, und davon, wie schnell die Proben gesammelt werden, d. h. von der Abtastrate. Wenn zwei Geräte die gleiche Messung mit den gleichen Parametern und unterschiedlichen Abtastraten durchführen, scheint das Gerät mit der höheren Abtastrate weniger Rauschen zu messen, da sein N höher ist.

Bei all dem oben Gesagten wird davon ausgegangen, dass das Rauschen normal verteilt ist. Wenn ein bestimmtes Rauschen sehr dominant ist, z. B. Netzfrequenzrauschen von 50 oder 60 Hz, oder die Frequenz des Rauschens niedriger als das Messintervall ist, wird es durch Mittelwertbildung nicht reduziert.

Denken Sie daran, dass es besser ist, weniger Rauschen in der Messung zu haben, als das Rauschen durch Mittelwertbildung zu reduzieren.

Wenn Sie N anpassen möchten, müssen Sie die Zeit für die Probenahme anpassen, da die Abtastrate eine Eigenschaft des Geräts ist und nicht geändert werden kann.

Das Zeitintervall für die Probenahme, die Abtastzeit oder das Abtastfenster, kann durch Änderung der Parameter Ihrer Messung verlängert werden. Längere t-Intervalle, die Zeit zwischen zwei Punkten, langsamere Abtastraten, höhere Stufenpotentiale oder niedrigere Frequenzen können die Abtastzeit in Abhängigkeit von Ihrer Technik erhöhen.

Bandbreite

In mehreren Artikeln haben wir bereits über Rauschen gesprochen, d. h. über unerwünschte Einflüsse, die unser Messsignal in zufälliger und idealerweise normalverteilter Weise verändern. Eine Möglichkeit, das Rauschen zu reduzieren, ist die Verwendung eines Filters, der alle Einflüsse mit einer deutlich höheren Frequenz als unser Messsignal ausschließt.

Solche Filter werden absichtlich eingebaut, und sie setzen einer messbaren Signaländerung eine Frequenzgrenze. Zum Beispiel kann der PalmSens4 ein Impedanzspektrum bis zu 1 MHz messen, daher entfernt der Filter des PalmSens4 alles, was über 2,5 MHz liegt. Dieser Grenzwert ist 2,5 mal höher als die höchste erwartete Frequenz einer Messung. Daher sollte dieser Filter die Messung Ihres Signals nicht beeinflussen.

Ein idealer Filter würde 100 % des Signals unterhalb der Grenzfrequenz durchlassen und alles oberhalb der Grenzfrequenz auf 0 % abschwächen. Ein echter Filter hat einen Bereich um die Grenzfrequenz, in dem er beginnt, die Signale zu dämpfen, bis er die volle Dämpfung erreicht. Um das Verhalten eines Filters zu beschreiben, wird die Bandbreite verwendet.
Die Bandbreite ist die Frequenz, bei der 70,8 % des Signals abgeschwächt werden.

Leider können sich auch im Inneren des Geräts unbeabsichtigt Filter bilden. Streukapazität und vielleicht ein gewisser Leckstrom können wie ein RC-Filter wirken. Streukapazität und Leckstrom sind beide unerwünscht und können daher von der Person, die die Messung durchführt, nicht kontrolliert werden. Dieser Effekt ist in der Komponente des Potentiostaten, die die Rohdaten von Spannung in gemessenen Strom umwandelt, besonders stark. Insbesondere für kleine Strombereiche, z.B. 10 nA, sind hohe Widerstände erforderlich. Jede Streukapazität bildet Filter mit einer Bandbreite, die niedrige Frequenzen wie 100 kHz beeinflusst. Aus diesem Grund reagieren niedrigere Strombereiche langsamer auf Änderungen des Signals.

Wenn bei der Impedanzspektroskopie hohe Frequenzen verwendet werden, wird PSTrace verlangen, dass die Hochstrombereiche zu aktiven Strombereichen werden. Die langsame Reaktion der Filter bzw. die geringe Bandbreite in den niedrigen Strombereichen ist der Grund dafür.

Anstiegszeit

Die Filterung des gemessenen Signals zur Rauschunterdrückung hat den Nebeneffekt, dass die Signaländerungen durch den Filter verlangsamt werden. Die Übergänge werden mit abnehmender Bandbreite des Filters unschärfer und weniger scharf. Dies gilt nicht nur für Signale, sondern auch für die Anregung, d. h. das angelegte Potential oder den Strom.

Bei der Anwendung eines Potenzial- oder Stromschritts wird oft angenommen, dass es sich um einen perfekten Schritt von 0 auf 100 % innerhalb einer vernachlässigbaren Zeitspanne handelt. Leider ist dies das ideale Verhalten und nicht die Realität. In der Regel benötigt ein Potentiostat eine beträchtliche Zeitspanne, um eine Änderung vorzunehmen. Wie lang diese Zeit ist, hängt von mehreren Faktoren ab, aber der wichtigste hardwarebedingte Einfluss sind die verwendeten Filter und die unerwünschten Filter, die durch Streukapazität oder Leckstrom entstehen.

Wenn Sie wissen wollen, ob der Potentiostat die schnelle Änderung, an der Sie interessiert sind, noch durchführen kann, sollten Sie sich die Anstiegszeit ansehen. Die Anstiegszeit ist die Zeit, die das System benötigt, um sich nach einem Eingangssprung auf einen neuen Wert einzustellen. Übliche Anstiegszeiten sind die Anstiegszeit von 10 % Änderung auf 90 % oder 99 % der eingestellten Änderung.

Unter der Annahme, dass die Anstiegszeit nur von der Bandbreite des Geräts abhängt, kann die Anstiegszeit aus der Bandbreite berechnet werden. Die ausführliche Herleitung der Formel ist auf Wikipedia zu finden, aber kurz gesagt, die Anstiegszeit (RT) von 10 % Änderung auf 90 % hängt mit der Bandbreite (BW) zusammen und kann ungefähr wie folgt berechnet werden:

Und die Anstiegszeit von 10 % auf 90 % kann wie folgt abgeschätzt werden:

Geräteparameter vergleichen

Die auf dieser Seite erläuterten Parameter werden in den Spezifikationen der PalmSens verwendet. Suchen Sie ein Gerät, das Ihren Anforderungen entspricht?