61487 Obraz (2552)

196

196

W większości przypadków rzeczywistych obydwa procesy przebiegają obok siebie i w zależności od częstotliwości kątowej co diagram Nyquista przybierze postać jak na rys. 14.8.

Rys. 14.8. Diagram Nyquista typowy dla reakcji kontrolowanej przeniesieniem ładunku (wysokie częstotliwości) i kontrolą dyfuzyjną (niskie częstotliwości ca). Pomiędzy nimi istnieje obszar kinetyczny reakcji ulegającej również kontroli dyfuzyjnej

Metody pomiaru impedancji faradajowskiej stosuje się zarówno dla elektrod rtęciowych, jak i elektrod z metali stałych, stopów metali, elektrod metalicznych pokrytych polimerami związków organicznych itd. Zwykle porównawczo stosuje się analizę skanningowego obrazu topografii powierzchni elektrody (z dokładnością wymiarów cząsteczki <10 nm). Ponadto współczesne programy symulacji komputerowej pozwalają na określenie modeli i obliczenie parametrów złożonych zastępczych obwodów elektrycznych dla ogólnie opisanego układu elektroda | roztwór elektrolitu.

15. PODSTAWY DZIAŁANIA ANALOGOWYCH SYSTEMÓW POMIAROWYCH STOSOWANYCH W ELEKTROCHEMII

15.1. Ogólna charakterystyka elektrochemicznych systemów pomiarowych

W wielu układach pomiarowych, również i w elektrochemii, występują sygnały wymagające specyficznej obróbki. Sygnały te można podzielić z różnych punktów widzenia, m. in. na napięciowe i prądowe oraz analogowe i cyfrowe. Rozwiązania techniczne preferują sygnały napięciowe, tak że w większości zastosowań następuje przetworzenie (konwersja) natężenia prądu na napięcie, a dopiero później obróbka i dalsze przetwarzanie uzyskanych sygnałów napięciowych.

Przez sygnał analogowy rozumie się sygnał, który w funkcji czasu uzyskuje wartości z pewnego zakresu mające ciągły charakter. Do sygnałów analogowych zaliczyć można dla przykładu napięcie użyteczne generowane przez obciążane prądem ogniwo, zmianę SEM ogniwa wywołaną zmianą temperatury itp.

Przez sygnał cyfrowy rozumie się sygnał, który w funkcji czasu uzyskuje skończony zbiór wartości, będących wielokrotnością najmniejszej jednostki (kwantu) wielkości mierzonej. Przykładem niech będzie sygnał generowany na wyjściu przetwornika cyfrowo-analogowego, gdzie wyjściowe napięcie zmieniać się może, w skrajnym przypadku, o założony kwant napięcia.

Jednym ze stosowanych standardów sygnałów cyfrowych jest standard TTL, w którym odpowiednim sygnałom napięciowym przypisywane są logiczne wartości „0" (Iow) i „1” (high). Wartość „0" odpowiada zakresowi napięć wyjściowych układów TTL z przedziału 0 -r 0,4 V, wartość „1" - odpowiednio z przedziału 2,4 -r 5,0 V. Tym samym dowolnie złożony układ opisywany jest relatywnie prostą arytmetyką Boole’a, zaś realizacja techniczna polega na wytworzeniu napięć ze stosunkowo dużych zakresów wartości. Zaznaczyć należy, że standard TTL jest jednym z najstarszych standardów, niemniej systemy analizy logicznej z nim związane stosowane są z powodzeniem do dnia dzisiejszego.

Pomiar wielkości elektrochemicznej wyrażonej poprzez sygnał elektryczny związany jest w wielu przypadkach z wykonaniem złożonej sekwencji czynności. Przeanalizujmy jako przykład jeden z najprostszych pomiarów, pomiar pH roztworu. Pomiar ten wymaga: