impedansmåling

Impedansmåling är en mätmetod som används för att bestämma ett systems elektriska impedans som funktion av frekvens. Impedans är den komplexa resistansen som beskriver hur ett inte-idealt växelströmsdrivet system motstår och fasförskjuter strömmen. Den representeras vanligtvis som Z(ω) = R + jX, där R är realdel och X är reaktivdel, X = ωL − 1/(ωC) i ett enkelt seriekretsförhållande. Magnituden av impedansen är |Z| och fasvinkeln är φ = arctan(X/R).

Metoder: impedans mäts vanligtvis med växelströmsstimulering över ett brett frekvensområde. Avkänningen sker oftast i tvåterminaler, men för att minska kontaktmotståndets påverkan används fyra-terminal (Kelvin) kopplingar. Vanliga instrument är impedansanalysatorer, LCR-mätare och impedansbroar; nätverksenheter används för komplexa nätverk. Mätresultatet presenteras ofta i Nyquist- eller Bode-diagram samt som parametrisering via ekvivalent kretsmodellning.

Applikationer: impedansmåling används inom materialvetenskap, elektrokemi och batteriforskning för att studera ledningsförmåga, överpotential och diffusionsfenomen (Warburgimpedans). Den är central i korrosionsstudier, bränsleceller, elektroder och biosensorer. Inom biomedicin används bioimpedans och ibland elektroimpedans-tomografi för bildgivning.

Analys: data kan tolkas genom att passa en lämplig ekvivalentkretsmodell (resistorer, kapacitorer, induktorer) och att extrahera komponentvärden. Avvikelser som konstantfas-element (CPE) används för att beskriva icke-ideala beteenden. Kontinuerlig kalibrering mot standarder krävs.