Способ определения термоэлектрической добротности малоинерционных термобатарей

 

l Г

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

771770

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 30.01.79 {21) 2721011/18.25 (51)M. Кл.

Н 01 1 35/34 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.80. Бюллетень № 38 оо ленам нзооретеиий н открытий (53) УДК 621.362; .2 (088.8) Дата опубликования описания 15.10.80

С. И. Баранов, М. И. Копыт, В, М. Ржевский и А. Г. Чебан (72) Авторы изобретения

{7I) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ДОБРОТНОСТИ МАЛОИНЕРЦИОННЫХ ТЕРМОБАТАРЕЙ

Изобретение относится к области прямого преобразования тепловой энергии в электрическую и может быть использовано для определения термоэлектрической добротности малоинерционных термоэлементов и термобатарей.

Известны методы определения термоэлектрттческой эффективности термоэлементов и термобатарей без измерения перепада температур на их спаях (1). Величину добротности вычисляют по формуле

2Т=Ч /V где Т вЂ” термодинамическая температура образца;

V - безынерционная составляющая напря15 жения на клеммах, определяемая омическим сопротивлением термоэлемента;

Ч вЂ” инерционная составляющая, вызванная эффектом Пельтье-Зеебека за счет установления перепада температур и соответствующих ему.значений термоЭДС.

Известный способ определения термоэлектриюской добротности полупроводниковых материалов и термобатарей заключается в следующем (2). Включают через образец постоянный ток на время с, необходимое для установления термо-ЭДС V переключают скачком направление тока и измеряют напряжение 2Ч на образце в момент переключения; по истечении промежутка времени С после переключения определяют установившуюся термо-ЭДС 2 Ча, а затем вычисляют термоэлектрическую добротность по формуле

2T = 2.ч,/2ЧР (1)

Составляющие напряжения Ча и ЧР опре» деляют графически путем обработки диаграмм напряжения, записанных на быстродействующем самописце.

Недостатком метода являются большие погрешности при разделении составляющих напряжения, записанных на диаграмме в виде непрерывной линии. Точку разделения ойератор определяет ориентировочно в динамическом режиме. В момент переключения полярности тока через образец происходит резкий скачок температуры на его спаях, который регистриру77!

770

Составитель В. Кручинкина.

Техред M. 1!етко

Корректор Н. Стец

Редактор E. Абрамова

Заказ 6709/бб Тираж 844

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4 ется самописцем в том же направлении, в ко. тором происходит изменение электрического тока. Это затрудняет точное определение точки раздела составляющих напряжения образца, Погрешность измерения увеличивается с уменьшением инерционности измеряемого образца.

Например, при измерении добротности термобатареи, ветви которой имеют поперечные размеры 0,2 мм и ниже, погрешность превышает 30%.

Целью настоящего изобретения является увеличение точности измерения термоэлектрической эффективности малоинерционных термббатарей, для исследования которых невозможно ,применять другие методы, например, путем измерения максимального перепада температур.

Указанная цель достигается тем, что выравнивают температуру спаев, после чего измеряют омическую составляющую напряжения до переключения полярности электрического тока и после переключения, а затем инерционную составляющую по установившимся значениям до выравнивания температур спаев и после при разных полярностях тока.

Установление равенства температур спаев в .режиме обдува легко проверить равенством абсолютных значений напряжения при перемене полярности электрического тока образца.

Измерение предлагаемым способом осуществляется в следующем порядке. Включают постоянный электрический ток через образец, после установления термо-ЭДС Ча включают обдув спаев потоком газа и управлением интенсивности потока добиваются установления минимального значения напряжения, равного величине V, переключают направление тока и измеряют установившееся напряжение 2V (после

P протекания переходных процессов измерительной аппаратуры), выключают обдув спаев и через интервал времени установления перепада температур измеряют установившееся значение напряжения 2Vg вычисляют термоэлектрическую добротность по формуле (1).

Ошибка в измерении напряжения V в предлагаемом способе определяется ошибкой измерительного прибора и зависимостью термоэлектрических параметров полупроводникового материала ветвей от температуры в области, 4 определяемой перси щом температур на спаях образца.

Момент переключения электрического тока фиксируется на диаграммной ленте в виде безынерционного процесса, так как инерционная составляющая напряжения равна нулю.

Это является существенным отличием способа и позволяет более точно измерять напряжение Ч

1р Кроме того, способ позволяет производить комплекс измерений (например, температурных зависимостей добротности), не зависящих от оператора с записью на диаграммной ленте с последующей ее обработкой без ущерба в точности показаний.

В известном же способе при подобных измерениях требуется участие оператора в фиксации точки разделения составляющих напряжения в момент переключения полярности электрического тока. Это вносит дополнительную погрешность в определение термоэлектрической добротности.

Погрешность измерения добротности предлагаемым способом зависит от мощности батарей, но не превышает 10%.

Формула изобретения

Способ определения термоэлектрической добротности малоинерци ОНИ гях терм обатаре и пу3д тем пропускания через образец постоянного тока и измерения омической термоэлектрической составляющей напряжения на образце при двух противоположных направляющих тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения выравнивиот температуру спаев, после чего измеряют Омическую составляющую напряжения до переключения полярности электрического тока и после переключения, а затем инерционную составляющую

4О по установившимся значениям до выравнивания температур спаев и после при разных полярностях тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4g 1. Иоффе A. Ф. Полупроводниковые термоэлементы. М вЂ” Л., 1960, с, 63.

2. Авторское свидетельство СССР У 319019, кл. G 01 R 31/00, 1971.