專利名稱：一種熱電勢測量系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及熱電勢測量領域，特別是涉及一種可以測量不同變溫速率下材料 熱電勢的測量系統。
背景技術：
高效率的熱電轉換材料，即熱電材料在發電，制冷等方面有著廣泛的應用前景。熱 電勢作為熱電材料的重要參數之一，直接與費米面附近的電子態密度相關，對研究物體的 傳輸性質，如費米面形狀，能帶結構，電聲(磁)子相互作用等，有重要意義。此外，熱電勢 在各種新型材料，特別是復雜體系的物理性質的研究中受到廣泛的關注。熱電勢的產生機制為當導體兩端存在一個溫度梯度時，由于電子熱運動的不對 稱，在導體兩端就會為產生一個電勢差Δν，而比率S= Δ V/Δ T是一個僅決定于溫度和材 料性質的函數，被稱為Seebeek系數，也就是通稱的熱電勢。Seebeek系數是導體的一個基 本性質，與導體的形狀、線路具體連接方式等無關，并且具有線性可疊加性。由于熱電勢與 樣品的幾何形狀沒有關系，所以熱電勢的測量成為實驗中測量物理性質的常用方法之一。當前，熱電勢的測量方法主要采用穩態倒相系統測量熱電勢，該測量系統是將樣 品橫跨在兩個可控溫的平臺上，在樣品兩端建立起穩定的溫度梯度，用精密納伏表測量樣 品兩端的電勢。由于樣品的電極接觸點會存在較大的寄生電勢E'，因此將兩個平臺溫度倒 相，分別測量后取兩次結果的差值即得出樣品的真實熱電勢值。用公式表達即El = SAT+E'，E2 = _SAT+E'(1)則S = (E1-E2V2AT(2)其中，E1、E2是倒相前后兩次電勢的測量結果，S是材料的熱電勢值，ΔΤ是兩個平 臺的溫度差，E’是寄生熱電勢。但是穩態倒相系統測量熱電勢存在如下問題(1)穩態倒相系統測量時間比較長，測量一個數據點通常需要1600-2400S，因此 測量一條全溫區曲線(300K-13K)至少需要三天時間。(2)穩態倒相系統測量熱電勢時，降溫不是連續的，因此在研究降溫速度對材料性 質影響的時候，只能采用一定速率降溫后再升溫測量的方法。這種方法適用于大多數情況， 但是我們在測量中發現了一些具有熱滯效應的材料。熱滯效應是指當樣品所處的環境溫度 變化較快時，樣品的輸運性質參數不能立即反應真實值，而是逐漸趨近于真實值。穩態倒相 系統顯然不適合于測量不同變溫速率下這些材料的熱電勢。
實用新型內容為了克服上述缺陷，本實用新型的目的是提供一種測量時間短，可以測量材料在 不同變溫速率下的熱電勢的系統，克服了傳統的穩態倒相系統只能測量單一變溫速率下的 材料的熱電勢。為實現上述目的，本實用新型提出了一種熱電勢測量系統，該系統包括溫度測量及熱電勢測量裝置、數據處理裝置和溫度控制裝置。其中，溫度測量及熱電勢測量裝置包括，放置于內屏上的內屏溫度計和放置于樣品臺上的樣品臺溫度計；用于濾除高頻噪聲信號的第一噪聲濾除裝置，其輸入信號為內屏溫度計輸出的電信號、用于濾除高頻噪聲信號的第二噪聲濾除裝置，其輸入信號為樣品臺溫度計輸出的電信 號和用于濾除高頻噪聲信號的第三噪聲濾除裝置，其輸入信號為待測樣品兩端的電信號；第一數據測量裝置，其輸入信號為第一噪聲濾除裝置的輸出信號，該裝置用于測量測量濾波后的內屏溫度計兩端的電壓信號，第二數據測量裝置，其輸入信號為第二噪聲 濾除裝置的輸出信號，該裝置用于測量樣品臺溫度計兩端的電壓信號；納伏表，該裝置接收來自第三噪聲濾除裝置的輸出信號，用于檢測待測樣品兩端的電勢差；GPIB總線，該裝置的輸入端接收來自上述第一數據測量裝置、第二數據測量裝置和納伏表的輸出信號。此外，數據處理裝置的輸入信號為GPIB總線采集得到的信號，該裝置用于對采集的信號進行分析處理。進一步，溫度控制裝置包括，數字-模擬信號轉換卡，其輸入信號為所述數據處理 裝置的輸出信號。其中，數字-模擬信號轉換卡的兩條輸出引線分別連接到第一電壓信號 放大裝置和第二電壓信號放大裝置；第一電壓信號放大裝置的輸入信號為來自數字-模擬信號轉換卡的內屏電壓信 號，其輸出端進一步連接到第一電流放大信號裝置；第二電壓信號放大裝置的輸入信號為來自數字-模擬信號轉換卡的樣品臺電壓 信號，其輸出端進一步連接到第二電流放大信號裝置，內屏加熱器，該裝置放置于內屏上，其輸入信號為所述第一電流信號放大裝置的 輸出信號；樣品臺加熱器，該裝置放置于樣品臺上，其輸入信號為所述第二電流信號放大裝 置的輸出信號。本實用新型提供的熱電勢測量系統，相對于傳統穩態倒相測量系統具有以下特點。(1)利用本實用新型提供的熱電勢測量系統測量熱電勢，可以大幅度減少測量時 間。在同等要求下，本實用新型的測量系統的測量時間只需要傳統穩態法測量時間的1/5。(2)本實用新型提供的熱電勢測量系統的溫度變化是準連續的，可以直接測量不 同變溫速率對熱電勢的影響，可以用于測量具有熱滯效應的材料的熱電勢，從而彌補了傳 統穩態法的弱點，本實用新型的上述其他目的及其特征進一步適用的范圍，可由下列的詳細說明中 清楚得知。但是，這些詳細的說明和所提到的實施例僅供說明作用，并非構成對本實用新型 的限制，本領域中的技術人員應該可以理解其它變化形式。
圖1是根據本實用新型的熱電勢測量系統結構示意圖；[0029]圖2是根據本實用新型的熱電勢測量平臺示意圖；圖3是圖1中第一噪聲濾除裝置、第二噪聲濾除裝置、第三噪聲濾除裝置、第四噪 聲濾除裝置和第五噪聲濾除裝置的電路圖；圖4是圖1中溫度控制裝置中內屏溫度控制電路圖；圖5是根據本實用新型的熱電勢測量系統工作流程示意圖；圖6是圖1中的熱電勢測量系統測量熱電勢的理想溫度控制曲線；圖7是根據本實用新型的一個優選實施例的測量曲線；以及圖8是根據本實用新型的另一個優選實施例的測量曲線。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。為實現本實用新型的目的，本實用新型提供了一種測量時間短、并且可以測量材 料在不同變溫速率下熱電勢的系統。結合圖1和圖2所示，本實用新型涉及的熱電勢測量系統包括溫度測量及熱電勢 測量裝置100、數據處理裝置200和溫度控制裝置300。具體的說，溫度測量及熱電勢測量裝置100包括，放置于內屏401上的內屏溫度計 101和放置于樣品臺402上的樣品臺溫度計102以及放置于外屏404上的外屏溫度計104。其中，內屏401可以采用紫銅加工而成，質量較大，熱穩定性好。樣品臺402可以 采用純金加工而成，當樣品臺402溫度發生變化時，內屏401控溫基本不受影響。為了提高 樣品臺402的溫度穩定性，樣品臺402用一定體積熱容量較大的純金制成，并用兩根德銀管 403搭懸于內屏401中。在熱電勢測量平臺外加裝控溫的外屏404，外屏404可以采用不銹 鋼材料加工而成。外屏404用于向熱電勢測量平臺提供穩定的外部溫度環境，提高測量平 臺的溫度穩定性。通常，內屏401和外屏404溫差控制為10K。在內屏401的下表面貼內屏 溫度計101，以測量內屏401的溫度。在樣品臺402的上表面貼樣品臺溫度計102，以測量 樣品臺402的溫度。在外屏404的上表面貼外屏溫度計104，以測量外屏403的溫度。在本實施例中，內屏溫度計101、樣品臺溫度計102和外屏溫度計104均可采用 Cernox溫度計。并且內屏溫度計101、樣品臺溫度計102和外屏溫度計104采用串聯結構 連接。將待測樣品103橫跨在內屏401和樣品臺402之間，用低溫膠固定待測樣品103 的兩端。在本實施例中，待測樣品103的電極用低溫導電銀膠連接或者用銀錮合金焊接，電 極引線為12. 5mm銅線。電極與外界連接線在銅支架上固定以減小引線漏熱。此外，溫度測量及熱電勢測量裝置100進一步包括第一噪聲濾除裝置105a，其輸 入信號為內屏溫度計101輸出的電信號。第二噪聲濾除裝置105b，其輸入信號為樣品臺溫 度計102輸出的電信號。第三噪聲濾除裝置105c，其輸入信號為待測樣品103兩端的電信 號。第四噪聲濾除裝置105d，其輸入信號為外屏溫度計104輸出的電信號。第五噪聲濾除 裝置105e，其輸入端連接到樣品臺溫度計102，輸出端連接到外屏溫度計104。上述第一噪聲濾除裝置105a、第二噪聲濾除裝置105b、第三噪聲濾除裝置105c、第四噪聲濾除裝置105d和第五噪聲濾除裝置105e均用于濾除輸入信號中的高頻噪聲信 號。在本實施例中，第一噪聲濾除裝置105a、第二噪聲濾除裝置105b、第三噪聲濾除 裝置105c、第四噪聲濾除裝置105d和第五噪聲濾除裝置105e均采用圖3中示出的LC低通 濾波電路。如圖3所示，Pl為濾波器的輸入端，P2為濾波器的輸出端。電路中采用IOmH色 環電感和IOOpF的獨石電容，截止頻率為MHz量級，可以有效濾除輸入信號中的高頻噪聲。 但亦可實施為其他可以實現濾除高頻噪聲的裝置。溫度測量及熱電勢測量裝置100進一步包括第一數據測量裝置106a，其輸入信號 為第一噪聲濾除裝置105a的濾除高頻噪聲后的輸出信號，測量濾波后的內屏溫度計101兩 端的電壓信號。第二數據測量裝置106b，其輸入信號為第二噪聲濾除裝置105b的輸出信 號，測量樣品臺溫度計102兩端的電壓信號。第三數據測量裝置106c，其輸入信號為第四噪 聲濾除裝置105d的輸出信號，測量外屏溫度計104兩端的電壓信號。在本實施例中，上述第一數據測量裝置106a、第二數據測量裝置106b和第三數據 測量裝置106c均采用采用Keithley2000多功能萬用表。但亦可實施為其他具有數據讀取 功能的裝置。內屏溫度計101、樣品臺溫度計102和外屏溫度計103兩端的電壓測量過程具體如 下所述內屏溫度計101兩端的電壓信號通過第一噪聲濾除裝置105a的濾波電路濾波后， 由第一數據測量裝置106a讀出；樣品臺溫度計102兩端的電壓信號通過第二噪聲濾除裝置 105b的濾波電路濾波后，由第二數據測量裝置106b讀出；外屏溫度計104兩端的電壓信號 通過第四噪聲濾除裝置105d的濾波電路濾波后，由第三數據測量裝置106c讀出。此外，溫度測量及熱電勢測量裝置100進一步包括恒流源107和納伏表108和 GPIB總線109。恒流源107的兩端與第五噪聲濾除裝置105e相連接。恒流源107輸出ImA 的電流通過第五噪聲濾除裝置105e的濾波電路濾波以后，給三個串聯的溫度計，即，內屏 溫度機計101、樣品臺溫度計102和外屏溫度計104提供穩定的測量電流。納伏表108接收來自第三噪聲濾除裝置105c的輸出信號，檢測待測樣品103兩端 的電勢差。即，待測樣品103兩端的電壓信號通過第三噪聲濾除裝置105c的濾波電路濾波 后，由納伏表108讀出。GPIB總線109，其輸入端接收來自第一數據測量裝置106a、第二數據測量裝置 106b、第三數據測量裝置106c和納伏表108的輸出信號。恒流源107向GPIB總線109提 供穩定的測量電流。另一方面，數據處理裝置200的輸入信號來自GPIB總線109采集得到的信號，對 采集的信號進行分析處理，另外，溫度控制裝置300包括，數字-模擬信號轉換卡301，即DA卡，其輸入信號為 數據處理裝置200的輸出信號。DA卡301總線由四路構成，輸出四路信號，分別為外屏電壓 信號、內屏電壓信號，樣品臺電壓信號以及上述三路輸入信號的公共地。DA卡301總線的一路輸出內屏電壓信號到第一電壓信號放大裝置302a，第一電壓 信號放大裝置302a將輸入的電壓信號放大后，輸出到第一電流信號放大裝置303a放大電 流，最后輸出放大電壓和電流后的信號驅動放置于內屏404上的內屏加熱器304。DA卡301總線的另一路輸出樣品臺電壓信號到第二電壓信號放大裝置302b，第二電壓信號放大裝置 302b將輸入的電壓信號放大后，輸出到第二電流信號放大裝置303b放大電流，最后輸出放 大電壓和電流后的信號驅動放置于樣品臺402上的樣品臺加熱器305。DA卡301總線的又 一路輸出外屏電壓信號到第三電壓信號放大裝置302c，第三電壓信號放大裝置302c將輸 入的電壓信號放大后，輸出到第三電流信號放大裝置303c放大電流，最后輸出放大電壓和 電流后的信號驅動放置于外屏404上的外屏加熱器306。其中，內屏加熱器304采用一定長度的康銅絲做加熱電阻繞在內屏401的底座 上，加熱絲與外部加熱電路相連接，通過控制加熱電流來控制內屏401的溫度，控溫精度為 0.002K。樣品臺加熱器305采用100歐姆的片狀電阻貼在樣品臺402的下表面，加熱電阻 與外部加熱電路相連接，通過控制加熱電流來控制樣品臺402的溫度，控溫精度為0. 002K。圖4示出了電壓信號放大裝置、電流信號放大裝置和加熱器的電路圖。在本實施 例中，第一電壓信號放大裝置302a、第二電壓信號放大裝置302b和第三電壓信號放大裝置 302c均采用高增益運算放大器。第一電流信號放大裝置303a、第二電流信號放大裝置303b 和第三電流信號放大裝置303c均采用射極跟隨器。以溫度控制裝置300中的內屏溫度控制電路為例，如圖4所示，Pl為運算放大器 的輸入端，輸入端后是LC濾波電路，可以濾除輸入信號的高頻噪聲。運算放大器采用UA741 通用型高增益運算放大器，共模抑制比為90dB。運算放大器uA741組成一個正向電壓運算 放大電路，實現電壓放大倍數約為2。運算放大器后接三極管電流放大電路，即射級跟隨器， 集電極接+25V提供功率，發射極輸出的電流是基極輸入的電流的10倍。發射極外接加熱 器，加熱器電路中串聯保護電阻限制加熱電流。結合圖1所示，電壓信號放大裝置和電流信號放大裝置通過直流穩壓電源307供 電。直流穩壓電源307的地線與電壓信號放大裝置中的運算放大器信號地、DA卡公共地以 及內屏加熱器304、樣品臺加熱器305和外屏加熱器306的一端相連接。此外，溫度控制裝置300中的樣品臺溫度控制電路和外屏溫度控制電路結構同理 于內屏加熱電路。圖5示出了熱電勢測量系統工作流程示意圖。在本實施例提供的熱電勢測量系 統在測量熱電勢之前，先用真空機組對熱電勢測量平臺和制冷機抽高真空。當系統的真空 度達到ICT2Pa量級的時候，開啟制冷機冷卻熱電勢測量平臺，熱電勢測量平臺的溫度變化 范圍在300 13K。外屏404下用德銀管連通制冷機的冷頭作為冷源。數據處理裝置200 通過溫度信號采集，并通過Labview程序的計算，利用PID算法來控制內屏加熱器304、樣 品臺加熱器305和外屏加熱器306的功率，對內屏401、樣品臺402和外屏404的溫度進行 準確的控制。當內屏401、樣品臺402和外屏404的溫度精度達到程序設定的閥值的時候， Labview程序通過納伏表108采集待測樣品103的熱電勢信號，最后計算出待測樣品103熱 電勢值。圖6示出了該熱電勢測量系統測量材料熱電勢的理想溫度控制曲線。由于寄生電 勢是由電極連接材料和溫度決定的，當我們測量一個數據點溫度變化不大時，寄生電勢基 本為常數。因此待測樣品兩端電勢差E與溫差ΔΤ呈為線性關系，根據公式(1)，即<formula>formula see original document page 8</formula>[0064]用最小二乘法得出線性關系式的斜率即是待測樣品103熱電勢值。根據這一性質，本實施例提供的熱電勢測量系統在測量材料的熱電勢時，其理想的溫度控制曲線如圖6 中所示。其中，橫軸為時間，縱軸為溫度。圖中的兩條曲線，上方曲線為樣品臺溫度變化曲 線，下方曲線為內屏變化曲線。如圖中所示，在整個測量溫區內，內屏401的溫度是按照數 據處理裝置200的設定以一定速率線性變化的。樣品臺402分兩部分控制，第一階段是控 溫段，數據處理裝置200利用PID溫度控制將樣品臺402的溫度控制到比內屏401高ΔΤ 的初始溫度；第二階段是測量段，當內屏401和樣品臺402的溫度達到數據處理裝置200設 定的精度后，樣品臺402的溫度利用程序控制，線性下降0. 5ΔΤ，此時內屏402的溫度利用 PID控制使其溫度保持不變，同時數據處理裝置200采集待測樣品103電勢E與溫差ΔΤ的 數據。根據上述采集完成后的數據，數據處理裝置200用最小二乘法得出該測量點的熱電 勢。此后數據點的測量重復以上測量過程。 待測樣品103電勢E和溫差Δ T之間表現線性關系Ε = S* Δ Τ+Ε'，用最小二乘 法擬合出線性系數即得到材料的熱電勢S，擬合公式為
<formula>formula see original document page 9</formula> (3)
/=1 /=1z=l/'=1/=1 =1由于寄生熱電勢E'只出現在常數項中，因此用本實施例提供的熱電勢測量系統 在測量時無需溫度倒相。本實用新型提供的熱電勢測量系統除了如上述無需溫度倒相以外，測量精度高， 符合測量要求。以本實用新型的熱電勢測量系統和穩態倒相測量系統在相同變溫速率下測 量熱電勢為例，如圖7中所示。其中，橫軸為溫度，縱軸為熱電勢，實心曲線為穩態倒相系統 測量的數值，空心曲線為本實施例的測量系統測量的曲線。在本實施例中，二者均是在變溫 速率6. 75K/S下測量高溫超導體Ndu4Ceai6CuO4單晶樣品在150 — 250Κ溫區的熱電勢。從 圖中可以看出，這兩種系統的測量曲線基本上吻合。在這個變溫速率下本實施例的熱電勢 測量系統的測量精度達到了 0. 1 μ V/K，基本達到了納伏表的極限，測量精度符合大多數測 量的要求。此外，本實施例的熱電勢測量系統測量一個數據點的時間約為300S，而且是準連 續測量，采集前的控溫時間遠低于穩態倒相系統的測量時間，大大提高了測量速度，同等要 求下只需要穩態倒相系統的測量時間的1/5。圖8示出了在275 300Κ的溫區不同變溫速率對系統的測量精度的影響。其中， 橫軸為溫度，縱軸為熱電勢。本實施例提供了變溫速率為6. 25K/hr、12. 5K/hr、16. 5K/hr、 25K/hr和50K/hr的測量曲線。從測量曲線中可以看出，本實施例的熱電勢測量系統的測量 結果穩定性很好，除了變溫速率為50K/hr的測量曲線外，其他變溫速率曲線基本重合。圖 8插圖中給出T = 296K時，本實施例的熱電勢測量系統與穩態倒相系統的比率隨變溫速率 的變化。在變溫速率較低時，比率大約為1，而且隨變溫速率的增大，比率基本不變。由此 可見，本實施例的熱電勢測量系統的測量結果穩定度很好。但是在變溫速率較大時，測量曲 線誤差變大，且絕對值也有較大偏差。出現這種情況有兩種可能的原因一方面，變溫速率 已經超過了待測樣品的熱弛豫速度，待測樣品的測量溫度與其實際溫度之間已經有了不可 忽略的差別。另一方面，測量一個數據點的過程中溫度變化較大，寄生電勢的變化已不能忽 略。綜上，可以發現本實用新型提供的熱電勢測量系統在變溫速率在30K/hr以下時鋸齒波法的測量結果穩定，測量精度高。并且大幅度減小了測量時間，同等要求下只需要傳 統穩態倒相測量系統測量時間的1/5。在同時，在較低的變溫速率(< 30K/hr)下，其測量 精度達到了 0. 1 μ V/K，不低于傳統的穩態倒相測量系統的測量精度。 以上所披露的僅為本實用新型的優選實施例，當然不能以此來限定本實用新型的權利保護范圍。可以理解，根據本實用新型所附權利要求書中限定的實質和范圍所作的等同變化，仍屬于本實用新型所涵蓋的范圍。
權利要求一種熱電勢測量系統，其特征在于，該系統包括溫度測量及熱電勢測量裝置、數據處理裝置和溫度控制裝置，所述溫度測量及熱電勢測量裝置包括，放置于內屏上的內屏溫度計和放置于樣品臺上的樣品臺溫度計，用于濾除高頻噪聲信號的第一噪聲濾除裝置，其輸入信號為內屏溫度計輸出的電信號，用于濾除高頻噪聲信號的第二噪聲濾除裝置，其輸入信號為樣品臺溫度計輸出的電信號和用于濾除高頻噪聲信號的第三噪聲濾除裝置，其輸入信號為待測樣品兩端的電信號，第一數據測量裝置，其輸入信號為第一噪聲濾除裝置的輸出信號，該裝置用于測量測量濾波后的內屏溫度計兩端的電壓信號，第二數據測量裝置，其輸入信號為第二噪聲濾除裝置的輸出信號，該裝置用于測量樣品臺溫度計兩端的電壓信號，納伏表，該裝置接收來自第三噪聲濾除裝置的輸出信號，用于檢測待測樣品兩端的電勢差，GPIB總線，該裝置的輸入端接收來自上述第一數據測量裝置、第二數據測量裝置、和納伏表的輸出信號，所述數據處理裝置的輸入信號為GPIB總線采集得到的信號，該裝置用于對采集的信號進行分析處理，所述溫度控制裝置包括，數字-模擬信號轉換卡，其輸入信號為所述數據處理裝置的輸出信號，所述數字-模擬信號轉換卡的兩條輸出引線分別連接到第一電壓信號放大裝置和第二電壓信號放大裝置，所述第一電壓信號放大裝置的輸入信號為來自數字-模擬信號轉換卡的內屏電壓信號，其輸出端進一步連接到第一電流放大信號裝置，所述第二電壓信號放大裝置的輸入信號為來自數字-模擬信號轉換卡的樣品臺電壓信號，其輸出端進一步連接到第二電流放大信號裝置，內屏加熱器，該裝置放置于內屏上，其輸入信號為所述第一電流信號放大裝置的輸出信號，樣品臺加熱器，該裝置放置于樣品臺上，其輸入信號為所述第二電流信號放大裝置的輸出信號。
2.如權利要求1所述的熱電勢測量系統，其特征在于，所述溫度測量及熱電勢測量裝 置進一步包括外屏溫度計，該裝置放置于外屏上，其輸出端連接到第四噪聲濾除裝置的輸 入端，所述第四噪聲濾除裝置的輸出端進一步連接到第三數據測量裝置。
3.如權利要求1或2所述的熱電勢測量系統，其特征在于，所述內屏溫度計、樣品臺溫 度計和外屏溫度計采用串聯結構連接。
4.如權利要求1所述的熱電勢測量系統，其特征在于，所述溫度測量及熱電勢測量裝 置進一步包括第五噪聲濾除裝置，該裝置連接到恒流源，所述第五噪聲濾除裝置的輸出端 進一步連接到外屏溫度計，輸入端進一步連接到樣品臺溫度計。
5.如權利要求1或2或4所述的熱電勢測量系統，其特征在于，所述第一噪聲濾除裝 置、第二噪聲濾除裝置、第三噪聲濾除裝置、第四噪聲濾除裝置和第五噪聲濾除裝置均為LC 低通濾波器。
6.如權利要求2或4所述的熱電勢測量系統，其特征在于，所述第三數據測量裝置和恒流源的輸出端連接到GPIB總線的輸入端。
7.如權利要求1所述的熱電勢測量系統，其特征在于，所述溫度控制裝置進一步包括第三電壓信號放大裝置，該裝置的輸入信號為數字-模擬信號轉換卡輸出的外屏電壓信 號，其輸出端連接到第三電流信號放大裝置，所述第三電流信號放大裝置的輸出端進一步 連接到放置于外屏上的外屏加熱器。
8.如權利要求1所述的熱電勢測量系統，其特征在于，所述溫度控制裝置進一步包括 直流穩壓電源。
9.如權利要求1或7所述的熱電勢測量系統，其特征在于，所述第一電壓信號放大裝 置、第二電壓信號放大裝置和第三電壓信號放大裝置均為高增益運算放大器，所述第一電 流信號放大裝置、第二電流信號放大裝置和第三電流信號放大裝置均為射極跟隨器。
10.如權利要求1或7所述的熱電勢測量系統，其特征在于，所述內屏加熱器、樣品臺加 熱器和外屏加熱器的加熱電路中串聯保護電阻。
11.如權利要求1所述的熱電勢測量系統，其特征在于，所述樣品臺采用純金加工，所 述內屏采用紫銅加工。
12.如權利要求1所述的熱電勢測量系統，其特征在于，所述內屏上搭懸兩根德銀管。
13.如權利要求1所述的熱電勢測量系統，其特征在于，待測樣品橫跨在樣品臺和內屏 之間，待測樣品兩端以低溫膠固定。
14.如權利要求13所述的熱電勢測量系統，其特征在于，待測樣品的電極可以采用低 溫導電銀膠連接或者采用銀錮合金焊接，所述電極與外界連線固定在銅支架上。
15.如權利要求1所述的熱電勢測量系統，其特征在于，所述數據處理裝置進一步包括 數據采集卡，其輸入端連接到GPIB總線的輸出端。
專利摘要本實用新型公開了一種熱電勢測量系統，該系統包括溫度測量及熱電勢測量裝置、數據處理裝置和溫度控制裝置。其中，溫度測量及熱電勢測量裝置進一步包括噪聲濾除裝置、溫度計等，該裝置通過GPIB總線與數據處理裝置相連接，數據處理裝置通過數字-模擬信號轉換卡連接到溫度控制裝置，溫度控制裝置進一步包括加熱器、電壓信號放大裝置和電流信號放大裝置等。本實用新型提供的熱電勢測量系統測量時間更短，并且其溫度變化是準連續的，可以直接測量不同變溫速率對材料的熱電勢的影響。
文檔編號G01R19/00GK201555884SQ20092026990
公開日2010年8月18日 申請日期2009年10月30日 優先權日2009年10月30日
發明者劉承玉, 孫成海, 楊宏順, 柴一晟, 許祥益, 高秋英 申請人:中國科學技術大學