Устройство для измерения термоэлектрической эффективности термоэлементов

 

Изобретение может быть использовано для измерения термоэлектрической эффективности полупроводниковых материалов. Цель изобретения - повышение точности измерения термоэлектрической эффективности термоэлемента SI путем учета теплоотдачи с его боковой поверхности. Теплопроводящий блок 22 устанавливается в положение, когда он не имеет контакта с пластиной 3, Переключатели 13,12 и 11 соответственно соединяют термоэлемент 1 с токовым выводом резистора 15, выход источника переменного тока с резисторами 14 и 17, вывод термопары 8 и общую точку резисторов 14 и 17 с входом индикатора нуля переменного тока. Затем переключатель 12 соединяет выход источника 18 постоянного тока с резисторами 14 и 17, и после установления стационарного режима переключатель 11 последовательно соединяют с входом прибора 21, Koropbtfi измеряет разность потенциалов и температуры. В этом же положении переключателей измерения повтг ряются при обратном направлении токп. Термоэлектрическая эффективность рлгсчитывается по приведенной формуле, 1 э,п. ф-лы, 1 ил. (Л со со СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 R 31/26

J 1

4

t !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3935923/24-10 (22) 24.07.85 (46) 07.03.88. Бюп. 9 9 (71) Черновицкий государственный университет (72) К.К. Семенюк (53) 621.362(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 186538, кл, С 01 R 31/26, 1965, Вайнер А.Л., Лукишкер Э.М.,Сомкни М.Н. Измерение термоэлектрической эффективности полупроводниковых материалов ° — Измерительная техника, 1972, 11 4, с.51-52; (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕРМОЭЛЕМЕ НТ О В (57) Изобретение может быть использовано для измерения термоэлектрической эффективности полупроводниковых материалов, Цель изобретения — повышение точности измерения термоэлектрической эффективности термоэлемента

„„SU„„1379752 A 1 путем учета теплоотдачи с его боковой поверхности. Теплопроводящий блок 22 устанавливается в положение, когда он не имеет контакта с пластиной 3, Переключатели 13,12 и 11 соответственно соединяют термоэлемент

1 с токовым выводом резистора 15, выход источника переменного тока с резисторами 14 и 17, вывод термопары

8 и общую точку резисторов 14 и 17 с входом индикатора нуля переменного тока, Затем переключатель 12 соединяет выход источника 18 постоянного тока с резисторами 14 и 17, и после установления стационарного режима переключатель 11 последовательно соединяют с входом прибора 21, котпрьй измеряет разность потенциалов и температуры. В этом же положении переключателей измерения повторяются при обратном направлении тока. Термоэлектрическая эффективность рассчитывается по приведенной формуле.

1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1379752

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использонано для измерения термоэлектрической эффективности полупро5 водниковых материалов.

Цель изобретения — повышение точности измерения термоэлектрической эффективности термоэлементон путем учета тепловых потерь с боковой поверхности термоэлемента.

На чертеже показана электрическая схема предлагаемого устройства

Устройство содержит термоэлемент

1, дополнительный термоэлемент 2, 15 первую 3, вторую 4, третью 5 и четвертую 6 металлические пластины, первую 7, вторую 8, третью 9 и четвертую

10 термопары, первый 11, второй 12 и третий 13 переключатели, переменный 20

14, образцовый 15, первый дополнительный 16 и второй дополнительный

17 резисторы, источники постоянного

18 и переменного 19 тока, индикатор

20 нуля переменного тока, измеритель- 25 ный прибор 2 1 постоянного тока, теплопроводящий блок 22 и теплоизоляционное основание 23.

Измерение термоэлектрической эффективности Z термоэлемента осущест- 30 вляется следующим образом.

Сначала теплопроводящий блок 22 устанавливается в положение, когда он не имеет контакта с пластиной 3.

Переключатели 13, 12 и 11 соответственно соединяют термоэлемент 1 с токовым выводом резистора 15, выход источника переменного тока с резисторами 14 и 17, медный вывод термопары 8 и общую точку резисторов 14 и 17 40 с входом индикатора нуля переменного тока. Сопротивление переменного резистора 14 устанавливается такое, при котором сигнал на нходе прибора

20 равен нулю. Затем переключатель 4

12 соединяет выход источника 18 постоянного тока с резисторами 14 и 17, и после установления стационарного режима переключатель 11 последовательно соединяет с входом прибора 21 медный вывод термопары 8 и общий вывод резисторов 14 и 17, медный вывод термопары 7 и общий вывод резисторов

14 и 17, потенциальные выводы резистора 15 и выводы термопар 8 и 7. При этом прибор 21 соответственно измеряет разности потенциалон U,1, U„;, 1 и температуры Т„, Т, . В этом же положении переключателей измереХ 11Х1 -1

1 Uqg

7, 0„

Х „(Х „+Х, -2) 1 1

Т11 + Ти

2 где Т, ! "Ы., 2

Х„

Х,2

Хз

Sh(Arch у ) «Vg»

Arch у, Х 1О

I II

U i + U1

U1, (II

U ad» + U2a

2

Т2 + Т12

О

2 а"

Т, ния повторяются при обратном направлении тока (величина постоянного тока остается прежней), при этом прибор 21 соответственно измеряет U

II tf tf .,2, 1

U 1 > ь U <2 1 T 11 1 T 1 °

Далее теплопроводящий блок 22 соединяется с пластиной 3 и указанные измерения повторяются, при этом приор 2 1 измеряет температуры Т „, Т,д (при прямом направлении тока) и Т ", 1Ч

11

Т „(при обратном направлении тока) .

После этого нсе такие же измерительные операции, включая и установку нуля на выходе прибора 20, производят для второго термоэлемента 2, который подключается переключателем 13. При этом н измерительную цепь с помощью переключателя 11 вместо термопар 7 и 8 включаются термопары 9 и 10.

Прибор 21 н этом случае фиксирует по аналогии с первым термоэлементом в отсутствии теплоотвода разности потенциалон U2 UI u Ug и температуры

Т2, и Т2, для прямого направления ..11 11 тока, разности потен! иалов и22, 0 и U, и температуры Т 1 и Т для обратного направления тока и в контакте с теплопронодящим блоком 22 температуры Т, и Т 2 для прямого направления тока и температуры Т " ч

21 и Т „для обратного направления тока.

Термоэлектрическая эффективность расс чи тын ает ся по формуле

1379752 (((((((-,, (((1 "к(OI ()

S(R

М

2d„0,„U„, I u

6((( (v

Tkl (((Т ((г ((я I (( кг ((г (Рг (н г г

rped ий (P u P

2 длины; периметры поперечного сечения, площади поперечного сечения термоэлементов.

S u S

40 (Составитель В. Голубев

Техред М.Дидк(к Корректор C. щекмар

Редактор А. Козориз

Заказ 978/48 Тираж 772 Подпис ное

ВНЙИПИ Государственного комитета ГССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

d — длина термоэлементов;

S площадь поперечного сечения термоэлементов;

R — сопротивление образцового резистора 15, k=1 для первого термоэлемента, k 2 для дополнительного термоэлемента.

Расчетные формулы приведены для случая, когда произведение длины на корень квадратный из отношения периметра сечения к площади сечения первого термоэлемента в два раза больше этой величины дополнительного термоэлемента, Формула и з обретения

1. Устройство для измерения термоэлектрической эффективности термоэлементов, содержащее контролируемый термоэлемент с токовыми контактами, размещенными на его торцах, первый, второй и третий переключатели, две термопары, рабочие спаи которых установлены у торцов термоэлемента, а их свободные концы соединены через первый переключатель с измерительным прибором постоянного тока, источник питания постоянного тока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем учета тепловых потерь с боковой поверхности термоэлемента, в него введены дополнительный термоэлемент, выполненный из материала контролируемого термоэлемента и отличающийся от него своими размерами, две дополнительные термопары, источник переменного тока, нуль-индикатор переменного тока, четырехплечий резистивный измерительный мост и теплопроводящий блок установленный с возможностью

15 перемещения относительно торцов термоэлементов, при этом оба термоэлемента своими токовыми контактами включены порознь через третий переключатель в одно из плеч резистивного измерительного моста, измерительная диагональ которого соединена через первый переключатель с нуль-индикатором переменного тока и измерительным прибором постоянного тока, а его питающая диагональ подключена через второй переключатель раздельно к источникам переменного и постоянного тока.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оба термоэлемента выполнены цилиндрической или прямоугольной формы и их размеры связаны между собой соотношением