一种半导体制冷片参数测试装置及多参数测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热电材料测试领域，具体涉及一种半导体制冷片的测试装置及测量方 法。
【背景技术】
[0002] 半导体制冷片是基于赛贝克效应和帕尔贴效应制造的换能器件，能够将电能直接 转化为热能。它具有无污染，无噪音，寿命长等优点，随着人类环保意识的增强，半导体制冷 片的应用范围也越来越大。优值系数Z是衡量半导体制冷片制冷效率最直观的参数。N是 半导体制冷片内所有温差电偶的对数，温差电偶的对数不足会影响制冷片的制冷效果，半 导体制冷片在相同温度不同压力下的制冷效率ε是衡量半导体制冷片制造质量的一个重 要参数，品质优良的半导体制冷片在安装压力〇. 〇〇2N/m2?0. 0085N/m2之间时制冷效率较 高，且波动不会太大，品质低劣的制冷片将给制冷片的安装带来不必要的麻烦，生产出的产 品没有一致性。准确，方便的测定半导体制冷片的以上三个参数对提高半导体制冷片的产 品质量，以及对需要使用半导体制冷片的厂商方便而正确的选择，采购半导体制冷片具有 非常重要的应用价值。如专利公开号为CN102004123 A的《热电材料测试仪》公开的一种 热电材料测试仪，包括工作台及设于工作台上的箱体、电导率测量装置和温差电动势测量 装置，箱体的前面板上嵌装有低阻测量表、电压测量表和温度显示表，低阻测量表的电流输 出端、电压输入端和电导率测量装置电连接，温差电动势测量装置上设有电加热元件和温 度传感器，电加热元件和设于箱体内的电源模块电连接，温度传感器和温度显示表电连接， 电压测量表和温差电动势测量装置电连接。上述热电材料测试仪仅测量赛贝克系数和电导 率，并且赛贝克系数和电导率测试方法繁琐，制作复杂。
[0003] 综合上述，现有半导体制冷片多参数测试装置存在进一步改进的空间。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是一种提供全新的测试方法，从而测得多种参数的半 导体制冷片测试装置。
[0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
[0006] 一种半导体制冷片参数测量装置，包括散热风扇，铜散热器，样品固定夹具，固定 导轨，滚珠丝杆，移动滑台，压力铝块，温度测量模块，电压测量模块，其特征在于：还包括一 压力测量模块、电机驱动模块、步进电机，所述铜散热器与所述样品固定夹具相连，所述散 热风扇，样品固定夹具安装于固定导轨上，所述样品固定夹具相对应的另一端安装有一移 动滑台，所述移动滑台中安装有一用于移动滑台的滚珠丝杆，所述步进电机通过所述电机 驱动模块驱动所述滚珠丝杠，所述压力铝块固定在与所述样品固定夹具相对的移动滑台侧 面上，所述铜散热器与所述温度测量模块相连接，所述压力铝块与所述压力测量模块相连 接，所述电压测量模块位于样品固定夹具上。
[0007] 第一，将待测半导体制冷片固定于所述样品固定夹具上，通过半导体制冷片驱动 模块（17)驱动制冷片，通过所述电压测量模块，得到制冷器两端的电阻电压Vk和赛贝克电 压Vs，所述温度测量模块分别测量得到半导体制冷度τ和热端温度Ttl;
【主权项】
1. 一种半导体制冷片参数测量装置，包括散热风扇（1)，铜散热器（2)，样品固定夹 具（3)，固定导轨（4)，滚珠丝杆巧），移动滑台化），压力侣块（7)，温度测量模块（13)，电 压测量模块（14)，其特征在于；还包括一压力测量模块（15)、电机驱动模块（16)、步进电 机（10)，所述铜散热器（2)与所述样品固定夹具（3)相连，所述散热风扇（1)，样品固定夹 具（3)安装于固定导轨（4)上，所述样品固定夹具（3)相对应的另一端安装有一移动滑台 化），所述移动滑台化）中安装有一用于移动滑台的滚珠丝杆巧），所述步进电机（10)通过 所述电机驱动模块（16)驱动所述滚珠丝杠巧），所述压力侣块（7)固定在与所述样品固定 夹具做相对的移动滑台做侧面上，所述铜散热器似与所述温度测量模块（蝴相连接， 所述压力侣块（7)与所述压力测量模块（15)相连接，所述电压测量模块（14)位于样品固 定夹具做上。
2. -种应用如权利要求1所述的半导体制冷片多参数测量方法，其特征在于： 第一，将待测半导体制冷片固定于所述样品固定夹具（3)上，通过半导体制冷片驱动 模块（17)驱动制冷片，通过所述电压测量模块（14)，得到制冷器两端的电阻电压Vc和赛贝 克电压Vs，所述温度测量模块（13)分别测量得到半导体制冷片冷端温度T和热端温度T。； 第二，将上述所得参数V。、Vs和T代入到Z = 从而得到需要测量的优值系数Z ; 巧 第=，通过电机驱动模块（16)驱动步进电机（10)，带动滚珠丝杠巧），推动压力侣 块（7)，从而对待测半导体制冷片施加不同压力，同时所述温度测量模块（13)分别测 量得到半导体制冷片冷端温度T和热端温度T。，将采集的T，T。，与第二步测得的Z代入
，得到各个压力下的半导体制冷片的制冷效率e ; 第四，测得半导体制冷片最大制冷效率下的冷端温度T和热端温度T。代入到计算公式 V〇=讀枯应从而得到单对温差电偶的工作电压V。，其中M = +T) S为半导 体制冷片材料的赛贝克系数； 第五，将计算所得的单对温差电偶的工作电压V。和测得的总电压V = V c+Vs代入到式 M V W = 从而获得温差电偶的对数N。 v〇，
【专利摘要】本发明公开了一种半导体制冷片参数测量装置，包括散热风扇，铜散热器，样品固定夹具，固定导轨，滚珠丝杆，移动滑台，压力铝块，控制盒，温度测量模块，电压测量模块，压力检测模块、电机驱动模块、步进电机，所述铜散热器与所述样品固定夹具相连，所述移动滑台中安装有一用于移动滑台的滚珠丝杆，所述步进电机通过所述电机驱动模块驱动所述滚珠丝杠，所述压力铝块固定在与所述样品固定夹具相对的移动滑台侧面上，所述铜散热器与所述温度测量模块相连接，所述压力铝块与所述压力检测量模块相连接。由于采用全新的测量方法以及进行相应的结构设计，从而降低半导体装置的成本并测量多种参数。
【IPC分类】G01R31-26
【公开号】CN104597387
【申请号】CN201510035472
【发明人】陈红岩, 宋平
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月23日