Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Praktischer Potentiostat


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von soso (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich bin auf der Suche nach ein paar praktischen Schaltplänen zu 
Potentiostaten / Galvanostaten. Alles was ich finde ist meist sehr 
reduziert aufs Grundprinzip (zB in TI Appnote).
Der Strombereich der für mich interessant ist, sind ca. 10 mA.
Wichtig wäre halt eine vernünftige Stabilisierung bei gleichzeitig guter 
Frequenzantwort bis ran an die physikalischen Grenzen für niedrige 
Ströme (fA).

Danke für Eure Hilfe!

von Mani W. (e-doc)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
wo wäre Dein Plan?

soso schrieb:
> Wichtig wäre halt eine vernünftige Stabilisierung bei gleichzeitig guter
> Frequenzantwort bis ran an die physikalischen Grenzen für niedrige
> Ströme (fA).

das ist Deine Aussage!

soso schrieb:
> Der Strombereich der für mich interessant ist, sind ca. 10 mA.

Und Du hast keinen Plan, keine Vorstellung von Deinem Vorhaben?

: Bearbeitet durch User
Beitrag #5541937 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Dieter (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Meine Empfehlung wäre den Tietze, Schenk Halbleiter Schaltungstechnik zu 
konsultieren. Dann würde auch die Fragestellung klarer.

von Purzel H. (hacky)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Ein Potentiostat ist eine Stromquelle, die bezueglich einer vorgegebenen 
Spannung funktioniert. Also im Wesentlichen ein Transimpedanzversterker, 
dessen Pluseingang an einen vorgegebenen Potential anstelle GND ist. Die 
Ausgangsspannung ist dann auch bezueglich diesem Potential, muss also 
subtrahiert werden.
Viel Glueck beim Vorhaben.
Das Ganze erhaelt dann nochmals eine neue Dimension wenn klar wird, dass 
der sonst uebliche GND keine Relevanz hat, und sind alles auf eine 
Referenzelektrode bezieht, welche stromlos in der Suppe haengt und erst 
ihr Potential bekommt, wenn auf einer Gegenelektrode Strom reingelassen 
wird. Derselbe Strom, der an der Messelektrode erscheint.

Bedeutet, die Speisung muss bis auf den zu messenden Strom runter 
floating sein. Also im Femtoampere Bereich. Naja. allenfalls muss man an 
dieser Spezifikation noch etwas arbeiten.

Allenfalls waere der interessierende Frequenzbereich noch interessant. 
Bei Femtoampere ist nicht mehr allzu viel in Sachen Frequenzbereich mehr 
zu erwarten...

Been there, done that.

: Bearbeitet durch User
von my2ct (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
soso schrieb:
> Der Strombereich der für mich interessant ist, sind ca. 10 mA.
> ... bis ran an die physikalischen Grenzen für niedrige Ströme (fA).

Die Steuerspannung, die du über mehr als 10 Größenordnungen sauber 
vorgibst, möchte ich mal sehen.

von Werner H. (werner45)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Die Häme könnt ihr euch sparen...
Tatsache ist, daß man Potentiostaten teuer kaufen kann, es gibt einige 
Hersteller, ist allerdings ein Nischenprodukt. Deshalb ist es auch 
schwer, was tiefergehendes zu finden.
Eine Schaltung habe ich (leider) auch noch nicht gesehen, nur die großen 
Tischgeräte für Korrosionsforschung. Die Schaltung würde mich auch sehr 
interessieren.
Im Prinzip ist das ein Leistungsverstärker mit einer Bandbreite von etwa 
10 MHz, weil die Elektrodenreaktionen in µs ablaufen. Der erste 
Potentiostat wurde in den 60ern mit Röhren (!) gebaut und m.W. auch 
patentiert.

Gruß   -   Werner

von Purzel H. (hacky)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Steuerspannung ist in den Subvolt, Millivolt. Dh ein 10Bit Wandler 
mit 1mV Aufloesung passt schon.
Man hat verschiedene Spezies von stromgenerierenden Substanzen, 
Teilnehmern, Reaktionen. Die niedrigste kommt dann vielleicht bei 220mV, 
der Strom proprtional zur Konzentration. Und der Strom kann dann ueber 
mehrere Dekaden variieren. die 10mA sind natuerlich uebertrieben, dann 
blubbert's schon.
Normalerweise kann man zB Enzymen beim Arbeiten zuschauen. Sofern man's 
schafft sich in diesen Stromkreislauf einzuklinken. Das waere dann das 
Enzym auf eine Platinelektrode streichen, und hoffen, dass der Strom 
auch da durchgeht, ohne das Enzym zu beschaedigen. Und dann hofft man, 
dass das Enzym auch auf der Elektrode haelt..

von soso (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielen Dank für die wenigen hilfreichen Kommentare. Leute, das ist 
völliger Standard in der Elektrochemie. Die 9 Dekaden werden über 
Relaisumschalter realisiert. Da ist keinerlei Hexenwerk dabei. Hier 
redet ja niemand davon mit einer Genauigkeit von pA bei mA zu messen!
Ich habe mittlerweile dieses Paper hier gefunden:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468067217300317

Das sieht gut aus, nur leider ist die Strommessung Shuntbasiert und 
nicht zero-ohm Ammeter. Jetzt fehlt also nur noch eine praktische 
Implementation dieser Funktionalität und eine größere Bandbreite.

von Andrew T. (marsufant)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
soso schrieb:
> https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468067217300317
>

Ist halt eine der aktuelleren Standard-Veröffentlichungen zum Thema.

> Das sieht gut aus, nur leider ist die Strommessung Shuntbasiert und
> nicht zero-ohm Ammeter.
> Jetzt fehlt also nur noch eine praktische
> Implementation dieser Funktionalität

Kannst du über die Änderung an U9A leicht hinbekommen,
und wirst dann feststellen das Du die Feedback Schelife komplette neu 
anpassen mußt.


>  und eine größere Bandbreite.

Ab unter 10 Nanoampere  wird das eher LF .

von soso (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ja, genau das denke ich mir auch, und daher suche ich nach Schaltplänen, 
wo die Tricks der Hersteller zu ersehen sind, wie sie es schaffen bei 
ein paar nA immer noch 10 kHz zu schaffen...

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Geht es nur darum den Transimpedanzverstärker schnell zu bekommen? 10kHz 
für 1nA klingt nicht so spektakulär.

von soso (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ne, es alles aufeinander abzustimmen

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.