一种电热性能检测系统与检测方法技术方案

本发明专利技术提供一种电热性能检测系统与检测方法，所述系统包括信号发生器、高压放大器、变温台、热探针、原子力显微镜主控器、探针信号控制器和信号采集与处理器。所述方法包括以下步骤：通过变温台对热探针进行标定；高压放大器提供电压对待测样品进行电热激励；热探针感知待测样品的温度变化，并以电信号输出；探针信号控制器对热探针输出的电信号进行检测，并由信号采集与处理器进行采集；信号采集与处理器根据采集到的电信号和标定数据得到待测样品的温度变化情况，再结合待测样品上施加的电压，获得其电热性能参数。本发明专利技术能对材料微观和宏观电热性能进行直接测量，且准确度高，适用性广。

【技术实现步骤摘要】
一种电热性能检测系统与检测方法
本专利技术提供一种电热性能检测系统与检测方法，特别涉及一种直接测量材料电热性能的系统与方法。
技术介绍
随着微电子技术的发展，传统的压缩制冷技术已经无法满足微电子器件的散热需求，发展新型的固态制冷方法尤为重要。电热效应(electrocaloric)是电介质材料在外电场的作用下极化有序度发生改变，从而引起材料与极化相关的熵变，进而使得材料的温度发生改变，因此可以实现制冷。基于电热效应的制冷器件具有小型化，无噪音，低成本等优点，有望成为微电子设备制冷的理想方式，这就迫切需求人们研发具有高性能电热效应的材料。与之相伴，材料电热性能的检测系统和检测方法显得不可或缺。目前，对电热性能的检测方法可分为间接法和直接法两种。间接法是通过对材料极化强度的测量，得到不同电场和温度下材料的极化值，再通过拟合和数值计算得出材料的电热效应温变值，其测量准确度和适用性受到一定的质疑。直接法是通过热电偶、热敏电阻、差热分析仪或者红外成像方式直接测量材料的电热响应，分析所得测量数据获得材料的宏观电热性能，直接法得到的电热响应数据更直观本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电热性能检测系统，其特征在于，包括信号发生器、高压放大器、变温台、热探针、原子力显微镜主控器、探针信号控制器和信号采集与处理器；/n所述信号发生器用于产生电压信号；/n所述高压放大器用于对信号发生器输入的电压信号进行放大，然后施加于待测样品上，用来激励待测样品产生电热效应；/n所述变温台用于承载待测样品、调节待测样品的温度，并对热探针进行标定，获得热探针上的电信号随温度变化的曲线；/n所述热探针的针尖与待测样品接触，用于感知待测样品的温度变化，并转换为电信号；/n所述原子力显微镜主控器与热探针连接，用于对热探针进行空间定位；/n所述探针信号控制器与热探针连接，用于向热探针施加电信号，并...

【技术特征摘要】
1.一种电热性能检测系统，其特征在于，包括信号发生器、高压放大器、变温台、热探针、原子力显微镜主控器、探针信号控制器和信号采集与处理器；
所述信号发生器用于产生电压信号；
所述高压放大器用于对信号发生器输入的电压信号进行放大，然后施加于待测样品上，用来激励待测样品产生电热效应；
所述变温台用于承载待测样品、调节待测样品的温度，并对热探针进行标定，获得热探针上的电信号随温度变化的曲线；
所述热探针的针尖与待测样品接触，用于感知待测样品的温度变化，并转换为电信号；
所述原子力显微镜主控器与热探针连接，用于对热探针进行空间定位；
所述探针信号控制器与热探针连接，用于向热探针施加电信号，并检测热探针上的电信号变化；
所述信号采集与处理器与探针信号控制器连接，用于采集和处理探针信号控制器检测到的热探针上的电信号。


2.根据权利要求1所述的电热性能检测系统，其特征在于，所述热探针包括两条悬臂，两条悬臂的前端相接触，构成为热探针的针尖，针尖部分由热敏电阻构成。


3.根据权利要求1所述的电热性能检测系统，其特征在于，所述探针信号控制器包括惠斯通电桥和差分信号放大器；
所述惠斯通电桥包括第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂，所述第一桥臂上设有第一定值电阻，所述第二桥臂上设有第二定值电阻，所述第三桥臂上设有可变电阻器，所述第四桥臂上接有热探针；所述第一桥臂与第二桥臂的连接点记为第一结点，所述第二桥臂与第三桥臂的连接点记为第二结点，所述第三桥臂与第四桥臂的连接点记为第三结点，所述第四桥臂与第一桥臂的连接点记为第四结点；所述第一结点连接探针信号控制器的输入信号源，所述第二结点连接差分信号放大器的第二输入端，所述第三结点连接接地端，所述第四结点连接差分信号放大器的第一输入端；
所述差分信号放大器的输出端连接信号采集与处理器。


4.根据权利要求1所述的电热性能检测系统，其特征在于，所述原子力显微镜主控器包括信号发生模块，其输出端连接探针信号控制器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘运牙，山东良，潘锴，欧云，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43