专利汇可以提供一种热电材料塞贝克系数测试装置及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种热电材料 塞贝克系数 测试装置及方法,属于 半导体 测试技术领域。为克服传统测试方法中操作复杂,测试 精度 低的不足,本发明将被测样品置于加热器和 散热 器之间,利用镍铬-镍 硅 差分 热电偶 直接测量样品两端的温差。将被测样品的塞贝克 电压 与镍铬-镍硅差分热电偶的塞贝克电压进行比较,通过调节电压平衡回路中的可变 电阻 的滑臂,使电位差计指示为零,利用电压平衡的原理,可求出被测样品的塞贝克系数。本发明通过巧妙的 电路 设计,实现了只需对一个测试参量进行统计,提高了效率,并且不干扰被测样品的塞贝克系数,提高了精确度。本发明可用于铠装热电偶、热流 密度 传感器 等的塞贝克系数测量,在测量大量样品时更有优势。,下面是一种热电材料塞贝克系数测试装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种热电材料塞贝克系数测试装置,其特征在于,包括:基体(1)、支架(2)、散热器(4)、升降机构(5)、加热器(7)、压板(8)、自动压紧装置(9)、铜导线Ⅰ(10)、差分热电偶(11)、高温端电阻(12)、可变电阻(13)、电位差计(14)、低温端电阻(15)、逆向开关(16);
所述基体(1)的一侧与支架(2)的底部一侧连接,压板(8)的一侧与支架(2)的顶部一侧连接;所述压板(8)的下方安装若干自动压紧装置(9),自动压紧装置(9)的下方安装加热器(7);所述基体(1)的上方安装散热器(4);
所述加热器(7)和散热器(4)之间连接有铜导线Ⅰ(10),铜导线Ⅰ(10)从上到下依次设有高温端电阻(12)、可变电阻(13)、低温端电阻(15);所述可变电阻(13)的滑臂与电位差计(14)的一端连接,所述电位差计(14)的另一端有铜导线Ⅱ(17)和铜导线Ⅲ(18)引出,所述低温端电阻(15)的下端有铜导线Ⅳ(19)引出;
所述差分热电偶(11)一侧的两个接触点分别与加热器(7)和散热器(4)热接触,同时又保持电绝缘,另一侧的两个接触点与逆向开关(16)连接;
所述逆向开关(16)一侧的两个电触点分别与所述差分热电偶(11)另一侧的两个接触点连接,逆向开关(16)另一侧的两个电触点分别与铜导线Ⅱ(17)和铜导线Ⅳ(19)连接,或与铜导线Ⅳ(19)和铜导线Ⅲ(18)连接。
2.如权利要求1所述的热电材料塞贝克系数测试装置,其特征在于,所述支架(2)的侧边设有升降机构(5),用于调节支架(2)的高度,使压板(8)压紧被测样品(6),防止滑动。
3.如权利要求1所述的热电材料塞贝克系数测试装置,其特征在于,所述基体(1)与散热器(4)之间、自动压紧装置(9)与加热器(7)之间均设有陶瓷板(3),用于绝缘保护。
4.如权利要求1所述的热电材料塞贝克系数测试装置,其特征在于,所述自动压紧装置(9)包括按压板(20)和弧形支撑板(21),所述按压板(20)一侧的两端设有相对的凹槽,所述弧形支撑板(21)的两端卡入所述凹槽中,通过调节施加压力的大小,以调节加热器(7)、被测样品(6)和散热器(4)之间的压紧程度;所述弧形支撑板(21)从中间向两侧厚度逐渐增加;所述弧形支撑板(21)沿长度方向上设置有若干开槽。
5.如权利要求1所述的热电材料塞贝克系数测试装置,其特征在于,所述差分热电偶(11)包括镍铬合金丝Ⅰ(111)、镍硅合金丝(112)和镍铬合金丝Ⅱ(113);所述镍铬合金丝Ⅰ(111)的一端和所述镍硅合金丝(112)的一端连接,且与所述加热器(7)热接触,同时又保持电绝缘,形成高温端热电偶;所述镍铬合金丝Ⅱ(113)的一端和所述镍硅合金丝(112)的另一端连接并嵌入到散热器(4)内部,且与所述散热器(4)热接触,同时又保持电绝缘,形成低温端热电偶;所述镍铬合金丝Ⅰ(111)的另一端、镍铬合金丝Ⅱ(113)的另一端分别与逆向开关(16)一侧的两个电触点连接。
6.如权利要求5所述的热电材料塞贝克系数测试装置,其特征在于,所述加热器(7)的材料为金属铜,所述散热器(4)的材料为金属铜,且温度均保持恒定。
7.如权利要求1所述的热电材料塞贝克系数测试装置,其特征在于,所述铜导线Ⅰ(10)与加热器(7)和散热器(4)之间均为电接触。
8.一种热电材料塞贝克系数测试方法,应用权利要求1~7任一权利要求所述的热电材料塞贝克系数测试装置,其特征在于,具体测试方法为:
测试时调节所述可变电阻(13)的滑臂,使所述电位差计(14)指示为零,确定出此时可变电阻(13)的滑臂所对应的部分电阻值xR2,根据xR2求出被测样品(6)相对于差分热电偶(11)的塞贝克系数,即:
式中,ɑsr为被测样品(6)的塞贝克系数,ɑ0为所述差分热电偶(11)的温差电动势率,R1为所述低温端电阻(15)的电阻值,R2为所述可变电阻(13)两固定端的总电阻值,R3为所述高温端电阻(12)的电阻值。
9.如权利要求8所述的热电材料塞贝克系数测试方法,其特征在于,通过调节逆向开关(16)的电触点位置,实现P型热电材料和N型热电材料的塞贝克系数的测试;
当所述镍铬合金丝Ⅰ(111)通过逆向开关(16)与所述电位差计(14)的引出铜导线Ⅱ(17)形成接触,所述镍铬合金丝Ⅱ(113)通过逆向开关(16)与所述低温端电阻(15)下端的引出铜导线Ⅳ(19)形成接触时,测量的为N型热电材料塞贝克系数;
当所述镍铬合金丝Ⅰ(111)通过逆向开关(16)与所述低温端电阻(15)下端的引出铜导线Ⅳ(19)形成接触,所述镍铬合金丝Ⅱ(113)通过逆向开关(16)与所述电位差计(14)的引出铜导线Ⅲ(18)形成接触时,测量的为P型热电材料塞贝克系数。
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