差电动势率的测 试装置的测试方法，该测试方法包括下述步骤：
[0037] 步骤一、将标准样品放置在样品夹持装置中的两个电极之间；
[003引单刀单掷开关K1、单刀单掷开关K7、单刀单掷开关K4、单刀单掷开关K5、双刀单 掷开关K6、双刀双掷选择开关K2、双刀双掷转向开关K3均维持断开状态；打开数字电压表 (4) 、数显恒流源（6)和检流计巧），10分钟后对数字电压表（4)、数显恒流源（6)和检流计 (5) 进行调零；调整可变电阻R1至最大阻值；
[0039] 步骤二、标定标准电压：将上电极（2)置于20°C恒温水内加热至20°C，将下电极 (7)置于40°C恒温水内加热至40°C ;闭合双刀双掷选择开关K2至测试端，闭合双刀双掷转 向开关K3接通数字电压表（4);数字电压表（4)上显示的电压标定为标准电压V。;断开双 刀双掷选择开关K2和双刀双掷转向开关K3 ;
[0040] 步骤=、获取标准测试温差；闭合双刀双掷选择开关K2至标准端；闭合双刀双掷 转向开关K3至左端，闭合单刀单掷开关K7,调节可变电阻R1的阻值使数字电压表（4)上显 示的电压值等于步骤二中的标准电压V。；
[0041] 闭合单刀单掷开关K1接通检流计巧）；闭合双刀单掷开关K6接通数显恒流源化） 为加热器（1)供电，检流计（5)发生漂移；调整数显恒流源（6)的输出电流对检流计（5)调 零；当检流计（5)为零时，此时数字电压表（4)上显示值为标准电压V。，即上电极（2)和下 电极（7)之间的温差为AT = 20°C，该温差即为标准测试温差AT ;
[0042] 步骤四、取下标准样品，将待测样品放置在样品夹持装置中的两个电极之间；闭合 双刀双掷选择开关K2至测试端，读取数字电压表（4)的数值，该数值即为正向温差电动势 Ui;闭合双刀双掷转向开关K3至右端，读取数字电压表（4)的数值，该数值即为反向温差电 动势
[0043] 步骤五、对步骤四中的正向温差电动势Ui和反向温差电动势U2均取平均值，即 根据温差电动势率a的公式得到温差电动势率。 2 Ai
[0044] 本发明所述的测试方法通过将标定的标准温差转换为标准温差电动势获得测试 样品两端的标准温差，从而消除了测试误差，测量精度高、测试过程简单。本发明所述的测 试装置取消了传统的循环水控温系统，结构简单、体积小巧、操作方便快捷、制造成本低廉。
[0045] 获取测试样品两端标准测试温差是进行测试温差电动势率的关键。依据目前通常 使用惯例，本发明将待测样品两端的标准温差取为20°C。如何准确快捷地获取标准温差一 直是温差电动势率测试的重大技术难题。本发明通过温差标定方式获得标准温差，减小测 试电极和测试导线温差电效应引入的测试误差，大幅度提高了测试精度、简化测试过程进 而提高测试效率。
【具体实施方式】 [0046] 五、本实施方式是对四所述的半导体热电材料温差电 动势率的测试方法的进一步说明，本实施方式中，步骤=中所述的调整数显恒流源6的输 出电流对检流计5调零，该调零过程为：先对数显恒流源6自身进行粗调调零，然后再进行 微调调零，该微调调零过程为：闭合触碰式开关K4或触碰式开关K5对检流计5进行调零。
[0047] 闭合触碰式开关K4时，闭合触碰式开关K4时，增大加热器1的输入电流，闭合触 碰式开关K5时，减小加热器1的输入电流，从而调节加热器1输入电流的大小，实现对检流 计5的微调调零。
[0048] 标准电压只需一次标定即可。一定的温度范围内材料的温差电动势率为定值，从 而标准温差与标准电压存在线性关系。
【主权项】
1. 半导体热电材料温差电动势率的测试装置，其特征在于，它包括样品夹持装置、数字 电压表（4)、数显恒流源（6)、直流稳压电源U、检流计（5)、可变电阻R1、标准电阻R0、电阻 R2、单刀单掷开关K1、单刀单掷开关K7、触碰式开关K4、触碰式开关K5、双刀单掷开关K6、双 刀双掷选择开关K2和双刀双掷转向开关K3 ; 样品夹持装置包括上电极（2)、下电极（7)、热电偶（3)和加热器（1);加热器⑴位于 上电极⑵的上方，热电偶⑶分别嵌固在上电极⑵的上表面和下电极（7)的下表面；上 电极⑵和下电极（7)之间用于夹持样品； 标准电阻R0包括一对上下输入端和一对上下输出端；可变电阻R1的一端连接单刀单 掷开关K7的动端；单刀单掷开关K7的静端连接直流稳压电源U的负极；直流稳压电源U的 正极连接标准电阻R0的下输入端；标准电阻R0的上输入端连接可变电阻R1的另一端； 数显恒流源（6)的输出端连接双刀单掷开关K6的静端；双刀单掷开关K6的一个动端 同时连接电阻R2的一端和单刀单掷开关K4的静端；双刀单掷开关K6的另一个动端同时连 接单刀单掷开关K5的静端和加热器（1)的一个连接端；电阻R2的另一端同时连接单刀单 掷开关K4的动端、单刀单掷开关K5的动端和加热器（2)的另一个连接端； 双刀双掷选择开关K2的左侧静端为标准端；双刀双掷选择开关K2的右侧静端为测试 端；所述标准端分为上标准端和下标准端；所述测试端分为上测试端和下测试端；双刀双 掷选择开关K2的动端分为上动端和下动端； 双刀双掷转向开关K3的左侧静端为左端；双刀双掷转向开关K3的右侧静端为右端； 上电极⑵的输出端连接双刀双掷选择开关K2的上测试端；下电极（7)的输出端连接 双刀双掷选择开关K2的下测试端；双刀双掷选择开关K2的上标准端同时标准电阻R0的上 输出端和热电偶（3)的输出端；双刀双掷选择开关K2的下标准端同时连接标准电阻R0的 下输出端和单刀单掷开关K1的动端； 双刀双掷选择开关K2的动端连接双刀双掷转向开关K3的动端；双刀双掷转向开关K3 右端连接数字电压表（4)的输入端； 单刀单掷开关K1的静端连接检流计（5)的一端，检流计（5)的另一端连接热电偶（3) 的另一个输出端。
2. 根据权利要求1所述的半导体热电材料温差电动势率的测试装置，其特征在于，所 述电极⑵为铜电极。
3. 根据权利要求1所述的半导体热电材料温差电动势率的测试装置，其特征在于，所 述加热器（1)为半导体热电器件。
4. 基于权利要求1所述的半导体热电材料温差电动势率的测试装置的测试方法，其特 征在于，该测试方法包括下述步骤： 步骤一、将标准样品放置在样品夹持装置中的两个电极之间； 单刀单掷开关K1、单刀单掷开关K7、单刀单掷开关K4、单刀单掷开关K5、双刀单掷开关K6、双刀双掷选择开关K2、双刀双掷转向开关K3均维持断开状态；打开数字电压表（4)、数 显恒流源（6)和检流计（5)，10分钟后对数字电压表（4)、数显恒流源（6)和检流计（5)进 行调零；调整可变电阻R1至最大阻值； 步骤二、标定标准电压：将上电极（2)置于20°C恒温水内加热至20°C，将下电极（7)置 于40°C恒温水内加热至40°C;闭合双刀双掷选择开关K2至测试端，闭合双刀双掷转向开关 K3接通数字电压表（4);数字电压表（4)上显示的电压标定为标准电压％;断开双刀双掷 选择开关K2和双刀双掷转向开关K3 ; 步骤三、获取标准测试温差：闭合双刀双掷选择开关K2至标准端；闭合双刀双掷转向 开关K3至左端，闭合单刀单掷开关K7,调节可变电阻R1的阻值使数字电压表（4)上显示的 电压值等于步骤二中的标准电压％; 闭合单刀单掷开关K1接通检流计（5);闭合双刀单掷开关K6接通数显恒流源（6)为加 热器⑴供电，检流计（5)发生漂移；调整数显恒流源（6)的输出电流对检流计（5)调零； 当检流计（5)为零时，此时数字电压表⑷上显示值为标准电压％，即上电极⑵和下电极 (7)之间的温差为AT= 20°C，该温差即为标准测试温差AT; 步骤四、取下标准样品，将待测样品放置在样品夹持装置中的两个电极之间；闭合双刀 双掷选择开关K2至测试端，读取数字电压表（4)的数值，该数值即为正向温差电动势U1;闭 合双刀双掷转向开关K3至右端，读取数字电压表（4)的数值，该数值即为反向温差电动势 U2; 步骤五、对步骤四中的正向温差电动势Ui和反向温差电动势u2均取平均值，即
-，根据温差电动势率a的公式
得到温差电动势率。
5.根据权利要求4所述的半导体热电材料温差电动势率的测试方法，其特征在于，步 骤三中所述的调整数显恒流源（6)的输出电流对检流计（5)调零，该调零过程为：先对数显 恒流源（6)自身进行粗调调零，然后再进行微调调零，该微调调零过程为：闭合触碰式开关 K4或触碰式开关K5对检流计（5)进行调零。
【专利摘要】半导体热电材料温差电动势率的测试装置及测试方法，属于半导体热电材料热电性能测试领域。本发明是为了解决现有的半导体热电材料的温差电动势率测试过程繁琐、测试精度不高、测试效率低及测试系统复杂的问题。本发明通过对半导体热电材料温差电动势率的测试装置的操作，实现对半导体热电材料温差电动势率的测量。本发明用于测量温差电动势率。
【IPC分类】G01R29-00
【公开号】CN104569619
【申请号】CN201510028196
【发明人】胡建民, 李理, 王月媛, 李将录, 曲秀荣
【申请人】哈尔滨师范大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月20日