一种用于测量热电块体元件电阻的系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于测量热电块体元件电阻的系统，包括样品测试架、电源输出装置、电压测量装置及控制装置；所述热电块体元件放置于样品测试架上；所述电源输出装置通过所述样品测试架的两个导流电极与所述热电块体元件的两端面面接触；所述电压测量装置通过所述样品测试架的两个电压测量探针与所述热电块体元件的两端面点接触；所述控制装置控制所述电源输出装置使输出的电流通过所述两个导流电极均匀地流过所述热电块体元件，且控制所述电压测量装置通过所述两个电压测量探针测量所述热电块体元件的两端面的电压，并基于所述电流和所述电压计算所述热电块体元件的阻值。由此有利于提高器件制备的成品率并对规模化热电器件制备提供可靠保证。

【技术实现步骤摘要】

本技术设及一种用于测量热电块体元件电阻的系统。更具体的，设及一种能 够快速准确测量热电块体元件在室溫条件下的电阻的系统。
技术介绍
热电元件是半导体溫差电转换中的核屯、元件，通常是由热电材料、阻挡层、过渡层 及电极等组成的=明治结构，在工艺上，为了便于热电器件的制备通常采用在材料烧结过 程中预先烧结阻挡层、过渡层及电极等方式。优异的热电元件不仅要求具有性能好的热电 材料，还要具有良好的界面接触性能。然而，在烧结过程中由于各层之间的材料特性如不能 理想匹配，就有可能在材料或者界面出现微裂纹，由此反映出来的现象是元件电阻比理论 值增大很多。因此，为了研制合格的热电器件，必须对块体热电材料、热电元件的质量进行 控制，通过准确地测量热电块体元件的阻值并与理论计算值进行比较来判断元件性能的优 良，运是一种简单可靠的方法。 热电块体材料及其元器件的电阻很低，基本上都在毫欧级，进行电阻测量时应该 把电压引线尽可能地连接到被测样品。 热电材料自身具有赛贝克和巧尔贴效应，对溫度尤其敏感，而且测试电流会在材 料的两端产生吸热或放热现象，在样品两端建立溫差，由于溫度变化产生的热电动势容易 对测量结果造成误差。 基于W上的分析，显然，采用普通的二线法不能准确测量热电块体元件的电阻，并 且通常所说的四探针法是用于测量非常薄的样品的电阻率，同样不适用于测量块体元件的 电阻。 商用的ZEM系列和LINSEIS系列的赛贝克系数和电阻率测量装置适用于测量均质 材料的电阻率，而对于热电块体元件的电阻测量而言，目前并无可行的商用技术方案。
技术实现思路
鉴于W上存在的问题，本技术所要解决的技术问题在于提供一种用于快速、 准确、可靠地测量热电块体元件电阻的系统。 为解决上述技术问题，本技术提供一种用于测量热电块体元件电阻的系统， 该系统包括样品测试架、电源输出装置、电压测量装置及控制装置；所述热电块体元件放置 于样品测试架上；所述电源输出装置通过所述样品测试架的两个导流电极与所述热电块体 元件的两端面面接触；所述电压测量装置通过所述样品测试架的两个电压测量探针与所 述热电块体元件的两端面点接触；所述控制装置控制所述电源输出装置使输出的电流通过 所述两个导流电极均匀地流过所述热电块体元件，且控制所述电压测量装置通过所述两个 电压测量探针测量所述热电块体元件的两端面的电压，并基于所述电流和所述电压计算所 述热电块体元件的阻值。 本技术基于改进的四端子测量电阻方法提供了一种用于测量热电块体元件 电阻的系统，具体而言，控制装置用于控制电源输出装置输出正反向电流，同时触发电压测 量装置采集相应正反向电压，经数据处理计算出样品的电阻值。之后可根据判定条件（例 如将所测量的阻值与理论计算值进行比较）评价热电块体元件性能的优劣，借此能够快速 选择出符合要求的元件用于制备热电器件。 优选地，所述样品测试架可包括电极支架、第一电极、第二电极；所述第一电极与 第二电极位于所述电极支架的导向杆上，且所述第一电极与所述第二电极的中屯、在同一轴 线上。 优选地，所述样品测试架还可具备样品支撑台，所述样品支撑台位于所述电极支 架的基板上且位于所述第一电极与所述第二电极之间。所述样品支撑台可用于放置待测样 品。更优选地，所述样品支撑台能根据样品的形状、尺寸更换。 优选地，所述电极支架为前后对称结构，可包括基板、第一侧板、第二侧板、导向杆 及压缩弹黃；所述第一侧板和所述第二侧板垂直于所述基板，且相对设置在所述基板的两 侦h所述导向杆横跨在所述第一侧板与所述第二侧板之间，所述压缩弹黃位于所述导向杆 上。 优选地，所述第一电极可移动地位于所述电极支架上；所述第二电极固定在电极 支架上。所述第一电极能够在电极支架上移动。由此，所述第一电极与所述第一侧板之间 形成手动操作空间，W方便拉开并放入或取出样品；所述第二电极则可固定在电极支架上 不动。 在本专利技术中，也可W是所述导向杆包括第一导向杆及第二导向杆，所述第一导向 杆与所述第二导向杆平行且中屯、轴线在同一水平面上；所述压缩弹黃包括第一压缩弹黃和 第二压缩弹黃，所述第一压缩弹黃、第二压缩弹黃分别位于所述第一导向杆及第二导向杆 上。 优选地，所述第一电极和第二电极各自具备：导流电极、绝缘套、电压测量探针、电 压测量探针过渡接头、电极座、电压测量引线端子、导流电极引线端子；所述导流电极各自 的中屯、轴上有通孔，所述电压测量探针分别穿过所述通孔；所述绝缘套分别位于所述导流 电极与各自侧的电压测量探针之间；所述电压测量探针过渡接头分别将各自侧的所述电压 测量探针与各自侧的电压测量引线端子连接起来，同时将各自侧的所述电压测量探针分 别固定在各自侧的电极座上；所述导流电极引线端子分别将各自侧的所述导流电极固定在 各自侧的所述电极座上。 优选地，所述导流电极的材料的电阻率比所述热电块体元件的电阻率小1~2个 数量级。 优选地，所述电压测量探针为弹黃探针。[001引优选地，所述绝缘套、所述电极座为电绝缘材料；所述电压测量探针过渡接头、所 述电压测量引线端子和所述导流电极引线端子为金属导电材料。 例如在本专利技术中，可W是所述第一电极包括第一导流电极、第一绝缘套、第一电压 测量探针、第一电压测量探针过渡接头、第一电极座、第一电压测量引线端子、第一导流电 极引线端子；所述第一导流电极中屯、轴上有一通孔，刚好能够穿过第一电压测量探针；所 述第一绝缘套位于所述第一导流电极与第一电压测量探针之间；所述第一电压测量探针过 渡接头将所述第一电压测量探针与所述第一电压测量引线端子连接起来，同时将第一电压 测量探针固定在第一电极座上；所述第一导流电极引线端子将第一导流电极固定在第一电 极座上。优选地，所述第一电极座与所述第一侧板之间具有手动操作空间。所述第二电极 包括第二导流电极、第二绝缘套、第二电压测量探针、第二电压测量探针过渡接头、第二电 极座、第二电压测量引线端子、第二导流电极引线端子；所述第二导流电极中屯、轴上有一通 孔，刚好能够穿过第二电压测量探针；所述第二绝缘套位于所述第二导流电极与第二电压 测量探针之间；所述第二电压测量探针过渡接头将所述第二电压测量探针与所述第二电压 测量引线端子连接起来，同时将第二电压测量探针固定在第二电极座上；所述第二导流电 极引线端子将第二导流电极固定在第二电极座上。优选地，所述第二电极座固定在所述电 极支架的第二侧板上不动。 优选地，所述第一导流电极与所述第二导流电极的材料的电阻率应小于热电块体 元件的电阻率1~2个数量级。 优选地，所述第一电压测量探针和所述第二电压测量探针为弹黃探针。 优选地，所述第一绝缘套和所述第二绝缘套为电绝缘材料。 优选地，所述第一电极座和所述第二电极座为电绝缘材料。 优选地，所述第一电压测量探针过渡接头和所述第二电压测量探针过当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量热电块体元件电阻的系统，其特征在于，该系统包括样品测试架、电源输出装置、电压测量装置及控制装置；所述热电块体元件放置于样品测试架上；所述电源输出装置通过所述样品测试架的两个导流电极与所述热电块体元件的两端面面接触；所述电压测量装置通过所述样品测试架的两个电压测量探针与所述热电块体元件的两端面点接触；所述控制装置控制所述电源输出装置使输出的电流通过所述两个导流电极均匀地流过所述热电块体元件，且控制所述电压测量装置通过所述两个电压测量探针测量所述热电块体元件的两端面的电压，并基于所述电流和所述电压计算所述热电块体元件的阻值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖锦城，唐云山，夏绪贵，吴汀，柏胜强，陈立东，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31