Способ измерения коэффициента добротности термоэлектрических материалов и приборов

 

<» 554576 союз советских < 0 П И С А Н И Е

Социалистичвских

Республик

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. c=-пд-ву— (22) Заявлено 08.05.75 (21) 2131681 25 (51) Ч.Кл.е К 01 L 35/34 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 15.04.77. Бюллстень № 14

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий! (53) УДК 621.362.2 (088.8)

Дата опубликования описания 13.07 77 (72) Авторы изобретения

В. П. Дмитриев, В. В. Марычев, Э. И. Коман, H. А. Чижиков и Э. В. Осип ов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦHEHTA ДОБРОТНОСТИ

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И ПРИБОРОВ

Изобретение относится к обл,асти прямого преобразова<ния энер<гии и предназначено для экопрессной оценки коэффициента добротности термоэлектрических материалов, элементов и батарей, хара<ктеризующего энергет?ическую эффективность термоэлектрического устройства.

Известные Опособы измерения коэффициента добротности, основанные на исп<ользовапии вольтамперн<о и характеристики термоэлементов (хметод Хар<мана) и сводящиеся iK выделению значений <падения напряжения на омнческом Оопроти<вле11ии термоэлемента и величины термо э.д.с., включают в себя целый ряд операций по измерению, записи результатов и последующовм расчет,ам (1, 2).

3ToT,недостаток ча<стично устранен в измерениях, проводимых <при питании образца постоянным током,,раэны<м действующему значению переменного тока.

Известен спасо<б .измерения <коэффициента добротности термоэлектр<ических материалов .и приборов,путем сра?внения значений падения напряжения <на образце <при его питании, равными по величине переменным и постоянным токами 13).

Недостатком известного способа я?вляет<ся необходимость проведения промежуточных расчетов, что не позволяет использовать его

?дЛ я Э.хсонр t С С НОГО КОНТ РОЛЯ ТЕ рМ ОЭЛЕКтр ИЧЕских .материалов и приборав.

Для ускорения, процесса <измерения коэффициента добротности по:предлагае<мому способу при питании постоянным током измеряют величину результирующею напряжения при включенном последовательно с образцом навстречу основному .напряжению на образце источнике э.д.с. смещения, равной падению

I0 Напрыкения на активном сопротивлении образца.

На фиг. 1 приведена схема электрической изме зительной цепи; на фиг. 2 — примеры градуировки шкал: а — шкала измерителя

I5 напряжения, б — <шкала измерителя величины =-Т, где z — коэффициент добротности, Т вЂ” температура; в — шкала измерителя добротности z, г — ыкала измерителя <добротности без перегр<адуиро<вки.

20 В измерительной схеме (фиг. 1) через образец 1 (термоэлемент или модуль) от универсального <источника питания 2 <по<дается 0K, измеряемый универсальпым ам<перметром

3. Напряжение на образ<це измеряют у<нивер25 сальным вольтметром 4, в цепь которого ?последовательно с нам и образцом включен псточник 5 .постоянной экд.с. смешения, на<правленной нав<стречу основному напряжению на образце. В схеме целесообразно ис<пользовать

Зо универсальные источник питания и измери3 тельные .приборы, т. е. такие, которые могут создавать (IHJIH измерять) как постояно!ый, так и перемеиный ток. Во!зыожна также использование вместо .каждото из универсальных уст ройств двух специализированных — на постоянный и переменный ток с соответствующей си-! стемой коммутации. ,Перед проведением основных измерений источником 5 устанавливают и роизвольную величину э.д.с. смещения U â пределах шкалы вольтметра 4, за(меря!ют вольтметром 4 значение U» при отсутствии тока через образец 1 и,записывают это значение. Затем lllpoизводят,две установочные без зап1!си,результатов операции. Сначала пра!пускают от источника 2 переменный:ток через образец 1 и регулируют |величину этого тока до такого значения I, чтобы !падение напряжения на образце U, измеряемое вольтметром 4 при закороченном источнике 5,,равнялось уста!новлен-! ной ранее величине э.д.с. смещения U,„. Затем пропускают чере!з образец 1 от источника 2,постоянный ток.и регулируют его Ilo значения I, равного установленной ранее велнчине переменного тока I. При сравнении в=личин постоянных и переменных напряжений н токов сравнивают абсолютные (по модулю) зачения,постоянных и !действующие (эффективные) значения, переМенных напряжений и токов. Результатом этих двух установочных операций является равенство падения напряжения на активно!и colIlpoTH âëåíHH образ ца при пропускании через него заданного постояннога така 1 величине э.д.с. смещения, установленной ранее, в предположении, что со противление образ!ца не зависи ат характера тока, П = U„, После второй уста новочной опера пни включают источник 5 IB иэмевигельную цепь так, чтобы э.д.с. смещения была направлена навстречу основ ному на!пряжению на обра зпе пои пропуакании, через нето постоянного тока I, и измеряют вольтметром 4,и записывают величину,результирующего напряжения, которое оказываемся равным

U = U,— U„,= zT U,„, содержащим только линейный lllo zT член.

Определение коэффициента добротности исследуемого образца, исходя из записи результатов измерения UÄÄ H U с учетом заме:ра температуры Т, проводят вычислением

1: .7

- см

Если !при измерениях по описываемому способу э.д.с. смещения выбирать в пределах

IIIKBJIbI измерителя напряжения не !произвольной, а некоторой постоянной для всех измерений !величины, например U,„= сопМ, то прямым отсчетом по,шкале измерителя напряжения, отградуи ро ванной заранее IIIo закону гТ = Ulcollst, определяют величину zT.

Если,при измерениях по описанному:спо5 сооу э.д,.с. смещения выбирать в пределах шкалы измерителя напряжения IHe (IlpoHi3вольнай величины, а определенной законом U„ =

= с(Т, где С вЂ” постоянный для всех измерений коэффициент, то выч|ислительная опера10 ция по определению добротности свс!дится при любых результатах измерений к делению величины результирующего,на!пряжения на одну и ту же величину С и может быть заменена ирямым отсчетом добротности z,ïî шка15 ле измерителя напряжения, отградуированной заранее по закону z = U/C.

Если при измерениях по описанному способу. э;д.с. смещения выбирать в пределах шкалы измерителя !н апряжения не произволь20 ной величины, а определенной законом U,,„=

10Р|Т, где p — целое число или нуль, постоянное для всех измерений, то вычислительная операция по определению, добротности сводится при любых результатах измерений,к уменьшению на р ïîðÿäêîâ (!в десятичной системе исчисления) величины результирующего напряжения U, оточитанной,по шкале измерителя напряжения без ее предварительной градуировки.

30 Предлагаемый способ измерения коэффициента добротности термоэлектрических материалов и приборов (позволяет в несколько раз, .íå иенее чем вдвое) ускорить процесс определения коэффипиента;добротности за счет

З5 отказа .от:промежуточных опера!ций измерений, за.ниси,результатов измерений и пОследующих вычислений, так как измеряемые параметры исследуемых о бразцов считываются прямо,по паскале измер ительнсто прибора.

40 Особенно эффектИвно иапольэование,предлагаемого способа на участках оборки термоэлектрических устройс.пв при паточном !контроле и разбракс!вке термоэлементов и модулей.

Формула изобретен ия

С!поаоб и змерения коэффициента !добротности термоэлектрических материалов и !приборов путем сравнения значений падения напряжения на обрааце при его питании равными Ilo величине переменным и по стоянным токами, отлачающийся тем, что, с целью уакорения л!роцесса измерений, при питании !постоян ным током IHGMepHIoT величину .результирующего напряжения !при включеннном последовательно с образцом навстречу основному н|апряжению источнике э.д.с. смещения, равной

60 падению напряжения на активном сапротивлении образца.

Источники информации,,принятые во !внимание при экспертизе:

1. Halman Т. С., J Арр! Phys 1958 № 29, бь № 10,р. 1373, 374.

Z, ма

t,ï

z /О, д у 5ЫЮ

7ld + ò

j,7 у

Составитель В. Вавер

Текред А. Камышникова

Редактор И. Шубина

Корректор А. Степанова

Заказ 3781 Изд, № 353 Тираж 992 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

МОТ, Загорский филиал

5 2. Мариман М. А., Марычева Г. П., Симановский Л. М. За водская лаборатория, 1970, -т..36, № 12, 1с. 1523.

3. Отчет В сеаокхзного |научно-исследовательского ин1ститута холодильной 1прамышленности,;ретястр. ¹ 7 1045396,Ì., 1970, с.20 — 21.