Wie man sich leicht anpasst
Manchmal scheint die Anpassungssoftware einfach nicht richtig zu funktionieren, und die Anpassungswerte stimmen nicht einmal annähernd mit den gemessenen Werten überein. Dies kann auf schlechte Ausgangswerte für die Anpassung zurückzuführen sein. In diesem Abschnitt werden einige Richtlinien zum Finden guter Startwerte für die Anpassung gegeben.
Die richtige Passform finden
Oft ist eine Anpassung schon bei der ersten Iteration ziemlich gut. Manchmal liefert eine Anpassung aber auch einfach keine Kurve, die sich mit der Messung überschneidet. Das liegt an der Art und Weise, wie eine Anpassung berechnet wird. Der Computer versucht, Werte für die Variablen zu finden, die eine Kurve mit der geringsten Differenz zur Messung ergeben (Least-Square-Anpassung).
Ein Nachteil des Anpassungsalgorithmus Complex Non-linear Least Squares besteht darin, dass er bei Anfangswerten für Parameter, die zu weit vom absoluten Minimum entfernt sind, in einem lokalen Minimum stecken bleiben kann und eine suboptimale Anpassung liefert.
Leider sind die voreingestellten Anfangswerte für die Widerstände und Kondensatoren für einige Systeme zu weit von den optimalen Werten entfernt. Die Standardwerte wurden so gewählt, dass sie für die gebräuchlichsten Arten von elektrochemischen Zellen optimal sind.
Um eine korrekte Anpassung bei der Modellierung von Beschichtungen/Korrosion mit Ersatzschaltbildern zu erhalten, werden die folgenden Schritte empfohlen, wenn ein klares RC-System sichtbar ist (Halbkreis im Nyquist-Plot).
Im Anpassungsfenster schalten Sie die Ansicht auf die absolute Impedanz über der Frequenz um.
Der Lösungswiderstand Rsol kann auf der rechten Seite des Diagramms (Hochfrequenz) abgelesen werden. Geben Sie diesen Wert in die Anpassungsparameter ein. Die Darstellung wird direkt nach der Eingabe eines Wertes aktualisiert. Sie können diesen Wert natürlich auch aus der Nyquist-Darstellung (Beginn des Halbkreises) ablesen.
Zur Abschätzung des Ladungsübergangswiderstands Rct verwenden Sie den Wert der Impedanz auf der linken Seite des Diagramms (niedrige Frequenzen), wo die Steigung der Kurve plötzlich abnimmt. Geben Sie diesen Wert in die Anpassungsparameter ein. Die Darstellung wird direkt nach der Bearbeitung eines Wertes aktualisiert. Sie können diesen Wert natürlich auch aus der Nyquist-Darstellung (Ende des Halbkreises) ablesen.
Die Kapazität des Konstantphasen-Elements oder des Kondensators kann dann gesenkt werden, z. B. 0,001 µT/µF ist ein guter Wert. Ob die Änderung des Kondensatorwerts gut war, wird deutlich, wenn die Grafik aktualisiert wird.
Drücken Sie anschließend auf Anpassen, um die Anpassung mit den korrekt angepassten Werten der Widerstände und des Konstantphasen-Elements zu erhalten.
Manchmal ist es notwendig, die bekannten Werte vor der ersten Anpassung zu fixieren, sie dann freizugeben und erneut anzupassen. Die erste Anpassung bringt die nicht bekannten Werte in die Nähe des Optimums und die zweite optimiert alle Parameter.
Obwohl diese Schritte sehr spezifisch für RC-Systeme waren, können sie analog für andere Schaltungen verwendet werden. Zunächst werden die Werte aus der Messung geschätzt und anschließend wird eine Anpassung mit diesen festen Parametern durchgeführt, um die Werte der anderen Parameter zu bestimmen. Danach wird ein Fit ohne feste Parameter durchgeführt.