[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體制冷片參數(shù)測試裝置及多參數(shù)測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510035472.5
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104597387B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳紅巖;宋平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計(jì)量學(xué)院
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 杭州宇信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)33231
• 代理人: 張宇娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱電材料測試領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體制冷片的測試裝置及測量方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體制冷片是基于賽貝克效應(yīng)和帕爾貼效應(yīng)制造的換能器件，能夠?qū)㈦娔苤苯愚D(zhuǎn)化為熱能。它具有無污染，無噪音，壽命長等優(yōu)點(diǎn)，隨著人類環(huán)保意識的增強(qiáng)，半導(dǎo)體制冷片的應(yīng)用范圍也越來越大。優(yōu)值系數(shù)Z是衡量半導(dǎo)體制冷片制冷效率最直觀的參數(shù)。N是半導(dǎo)體制冷片內(nèi)所有溫差電偶的對數(shù)，溫差電偶的對數(shù)不足會影響制冷片的制冷效果，半導(dǎo)體制冷片在相同溫度不同壓力下的制冷效率ε是衡量半導(dǎo)體制冷片制造質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)，品質(zhì)優(yōu)良的半導(dǎo)體制冷片在安裝壓力0.002N/m²～0.0085N/m²之間時(shí)制冷效率較高，且波動(dòng)不會太大，品質(zhì)低劣的制冷片將給制冷片的安裝帶來不必要的麻煩，生產(chǎn)出的產(chǎn)品沒有一致性。準(zhǔn)確，方便的測定半導(dǎo)體制冷片的以上三個(gè)參數(shù)對提高半導(dǎo)體制冷片的產(chǎn)品質(zhì)量，以及對需要使用半導(dǎo)體制冷片的廠商方便而正確的選擇，采購半導(dǎo)體制冷片具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。如專利公開號為CN102004123 A的《熱電材料測試儀》公開的一種熱電材料測試儀，包括工作臺及設(shè)于工作臺上的箱體、電導(dǎo)率測量裝置和溫差電動(dòng)勢測量裝置，箱體的前面板上嵌裝有低阻測量表、電壓測量表和溫度顯示表，低阻測量表的電流輸出端、電壓輸入端和電導(dǎo)率測量裝置電連接，溫差電動(dòng)勢測量裝置上設(shè)有電加熱元件和溫度傳感器，電加熱元件和設(shè)于箱體內(nèi)的電源模塊電連接，溫度傳感器和溫度顯示表電連接，電壓測量表和溫差電動(dòng)勢測量裝置電連接。上述熱電材料測試儀僅測量賽貝克系數(shù)和電導(dǎo)率，并且賽貝克系數(shù)和電導(dǎo)率測試方法繁瑣，制作復(fù)雜。

綜合上述，現(xiàn)有半導(dǎo)體制冷片多參數(shù)測試裝置存在進(jìn)一步改進(jìn)的空間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是一種提供全新的測試方法，從而測得多種參數(shù)的半導(dǎo)體制冷片測試裝置。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

一種半導(dǎo)體制冷片參數(shù)測量裝置，包括散熱風(fēng)扇，銅散熱器，樣品固定夾具，固定導(dǎo)軌，滾珠絲桿，移動(dòng)滑臺，壓力鋁塊，溫度測量模塊，電壓測量模塊，其特征在于：還包括一壓力測量模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、步進(jìn)電機(jī)，所述銅散熱器與所述樣品固定夾具相連，所述散熱風(fēng)扇，樣品固定夾具安裝于固定導(dǎo)軌上，所述樣品固定夾具相對應(yīng)的另一端安裝有一移動(dòng)滑臺，所述移動(dòng)滑臺中安裝有一用于移動(dòng)滑臺的滾珠絲桿，所述步進(jìn)電機(jī)通過所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)所述滾珠絲杠，所述壓力鋁塊固定在與所述樣品固定夾具相對的移動(dòng)滑臺側(cè)面上，所述銅散熱器與所述溫度測量模塊相連接，所述壓力鋁塊與所述壓力測量模塊相連接，所述電壓測量模塊位于樣品固定夾具上。

第一，將待測半導(dǎo)體制冷片固定于所述樣品固定夾具上，通過半導(dǎo)體制冷片驅(qū)動(dòng)模塊(17)驅(qū)動(dòng)制冷片，通過所述電壓測量模塊，得到制冷器兩端的電阻電壓V_R和賽貝克電壓Vs，所述溫度測量模塊分別測量得到半導(dǎo)體制冷片冷端溫度T和熱端溫度T₀；

第二，將上述所得參數(shù)V_R、Vs和T代入到從而得到需要測量的優(yōu)值系數(shù)Z；

第三，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)滾珠絲杠，推動(dòng)壓力鋁塊，從而對待測半導(dǎo)體制冷片施加不同壓力，同時(shí)所述溫度測量模塊分別測量得到半導(dǎo)體制冷片冷端溫度T和熱端溫度T₀，將采集的T，T₀，與第二步測得的Z代入得到各個(gè)壓力下的半導(dǎo)體制冷片的制冷效率ε；

第四，測得半導(dǎo)體制冷片最大制冷效率下的冷端溫度T和熱端溫度T₀代入到計(jì)算公式從而得到單對溫差電偶的工作電壓V0，其中S為半導(dǎo)體制冷片材料的賽貝克系數(shù)；

第五，將計(jì)算所得的單對溫差電偶的工作電壓V₀和測得的總電壓V＝V_R+Vs代入到式從而獲得溫差電偶的對數(shù)N。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：這由于采用全新的測量方法以及進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而降低半導(dǎo)體裝置的成本并測量多種參數(shù)。

附圖說明

圖1為半導(dǎo)體制冷片參數(shù)測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為半導(dǎo)體制冷片測試裝置控制示意圖；

圖3為測量電壓與響應(yīng)時(shí)間關(guān)系的曲線圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。