本发明涉及seebeck系数测量技术领域,具体为新型多电极seebeck系数测量方法。
背景技术:
塞贝克效应(seebeckeffect)指的是由物体温度差引起的电势差的现象。seebeck系数作为材料的本征特性之一,其不受材料尺寸形状影响,仅与温度相关。目前主要热电势测量方法按原理来分有两种:倒相法和微分法,但目前不管哪种方法均需要电极与待测样品接触良好且均采用两个电极。与电阻测量过程中容易遇到的问题类似,因为存在着电极与待测样品之间的接触电阻,当待测样品本身电阻值较小或与接触电阻量级相当时,不能用普通的二电极法来测量,必须使用四电极法来排除接触电阻的影响。同样在热电势的测量中,电极与样品的接触往往也会产生接触电阻,该部分接触电阻容易产生额外的接触热电势,对于通常的功能热电材料,因为其热电势系数较大,其接触热电势相对较小,因此接触热电势的影响往往被人们所忽略。但当待测材料为金属或合金时,其热电势往往比较小,为μv/k级别,此时接触热电势的影响不能完全忽略。
简单来说,传统热电势的测量均是采用两电极法进行测量,但对于金属类材料因为其本征热电势较小,传统两电极法测量过程中接触电阻带来的寄生热电势的影响较大,导致测量不准确。因此需要一种避免接触热电势对小seebeck系数材料测量的影响的测量方法。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供新型多电极seebeck系数测量方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:新型多电极seebeck系数测量方法,包括电极一、电极二、电极三、电极四和待测样品,所述待测样品上方分别设置有电极一、电极二、电极三和电极四,所述电极一、电极二、电极三和电极四的接触热电势分别为v1、v2、v3和v4。
优选的,所述电极一、电极二、电极三和电极四的测试测得的物理量温度分别为t1、t2、t3和t4。
优选的,所述电极一和电极二之间电势差为v12,所述电极一和电极三之间电势差为v13,所述电极一和电极四之间电势差为v14。
优选的,所述电极二和电极三之间电势差为v23,所述电极二和电极四之间电势差为v24。
优选的,所述电极三和电极四之间电势差为v34。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:该新型多电极seebeck系数测量方法通过增加测试时电极的数目,增加可测得物理量,从而消去了接触热电势对seebeck系数测量的影响,一次测量即可快速准确的得到材料的seebeck系数及其误差值,同时因为消去了接触热电势的影响,测量过程中不需要对样品的尺寸和表面平整度有特别要求,特别适合需要快速测试以及样品seebeck系数较小的材料。
附图说明
图1为本发明测量方法示意图。
图中:1、电极一,2、电极二,3、电极三,4、电极四,5、待测样品。
本发明中的零件均可通过市场购买和私人定制获得。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本发明提供的新型多电极seebeck系数测量方法实施例:新型多电极seebeck系数测量方法,包括电极一1、电极二2、电极三3、电极四4和待测样品5,所述待测样品5上方分别设置有电极一1、电极二2、电极三3和电极四4,所述电极一1、电极二2、电极三3和电极四4的接触热电势分别为v1、v2、v3和v4;
所述电极一1、电极二2、电极三3和电极四4的测试测得的物理量温度分别为t1、t2、t3和t4;
所述电极一1和电极二2之间电势差为v12,所述电极一1和电极三3之间电势差为v13,所述电极一1和电极四4之间电势差为v14;
所述电极二2和电极三3之间电势差为v23,所述电极二2和电极四4之间电势差为v24;
所述电极三3和电极四4之间电势差为v34;
seebeck系数为材料温差两端的电势差与温差的比值,则有公式:
v12=s(t1-t2) v1 v2(1)
v13=s(t1-t3) v1 v3(2)
v14=s(t1-t4) v1 v4(3)
v23=s(t2-t3) v2 v3(4)
v24=s(t2-t4) v2 v4(5)
v34=s(t3-t4) v3 v4(6)
其中,t1,t2,t3,t4和v12,v13,v14,v23,v24,v34均为可测量,即已知量。v1,v2,v3,v4和样品的seebeck系数s为未知量,共6个公式而只有5个未知量,易解方程组得到样品的实际seebeck系数s为:
s=(v12 v34-v13-v24)/2(t3-t2)
或
s=(v12 v34-v23-v14)/2(t3-t2)等等。
从公式可以看出,该模型通过多个电极间热电势测量的联立,剔除了接触热电势的影响,且本征seebeck系数可以通过多种方式计算得出,一方面可以通过求其平均值得到更为准确的seebeck系数,另一方面其解出的多个s值的方差可以反映被测材料的均一性;
综上所述,本发明方案的目的主要有以下三个方面:
1.避免接触热电势对seebeck系数测量带来的影响;
2.适合表面不平整样品进行快速测量;
3.一次测试即可求解多个测量值,便于得到样品seebeck系数的平均值或快速判断样品的均质性。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
1.新型多电极seebeck系数测量方法,包括电极一(1)、电极二(2)、电极三(3)、电极四(4)和待测样品(5),其特征在于:所述待测样品(5)上方分别设置有电极一(1)、电极二(2)、电极三(3)和电极四(4),所述电极一(1)、电极二(2)、电极三(3)和电极四(4)的接触热电势分别为v1、v2、v3和v4。
2.根据权利要求1所述的新型多电极seebeck系数测量方法,其特征在于:所述电极一(1)、电极二(2)、电极三(3)和电极四(4)的测试测得的物理量温度分别为t1、t2、t3和t4。
3.根据权利要求1所述的新型多电极seebeck系数测量方法,其特征在于:所述电极一(1)和电极二(2)之间电势差为v12,所述电极一(1)和电极三(3)之间电势差为v13,所述电极一(1)和电极四(4)之间电势差为v14。
4.根据权利要求1所述的新型多电极seebeck系数测量方法,其特征在于:所述电极二(2)和电极三(3)之间电势差为v23,所述电极二(2)和电极四(4)之间电势差为v24。
5.根据权利要求1所述的新型多电极seebeck系数测量方法,其特征在于:所述电极三(3)和电极四(4)之间电势差为v34。
技术总结