Пристрій для вимірювання електропровідності стрижнів термоелектричних матеріалів

1. Пристрій для вимірювання електропровідності стрижнів термоелектричних матеріалів, що містить точкові струмопідводи, з'єднані з стабілі 3 Означене завдання розв'язується тим, що в пристрої для вимірювання електропровідності стрижнів термоелектричних матеріалів на основі точкових струмопідводів, вимірювальних зондів, стабілізованого джерела струму та вимірювача напруги на кожній з протилежних торцевих граней стрижня розташовано певним чином множину точкових струмопідводів; точкові струмопідводи розташовані по колах радіусу r, причому центральна вісь стрижня проходить через центри цих кіл, а точкові струмопідводи виготовлені з того ж матеріалу, що і стрижень. Відповідність критерію "новизна" запропонованому пристрою забезпечує та обставина, що заявлена сукупність ознак не міститься ні в одному з об'єктів існуючого рівня техніки. У корисній моделі запропоновано принципово нове рішення - для пристрою для вимірювання електропровідності стрижнів термоелектричних матеріалів на основі точкових струмопідводів, вимірювальних зондів, стабілізованого джерела струму та вимірювача напруги на кожній з протилежних торцевих граней стрижня розташовано певним чином множину точкових струмопідводів; точкові струмопідводи розташовані по колах радіусу г, причому центральна вісь стрижня проходить через центри цих кіл, а точкові струмопідводи виготовлені з того ж матеріалу, що і стрижень. Тому сукупність ознак, яка не зустрічається ні в одному з існуючих аналогів "на кожній з протилежних торцевих граней стрижня розташовано певним чином множину точкових струмопідводів; точкові струмопідводи розташовані по колах радіусу r, причому центральна вісь стрижня проходить через центри цих кіл, а точкові струмопідводи виготовлені з того ж матеріалу, що і стрижень", забезпечує заявленому пристрою необхідний "винахідницький рівень". Промислове використання запропонованого винаходу не вимагає спеціальних технологій і матеріалів, його реалізація можлива на існуючих підприємствах приладобудівної промисловості. На Фіг.1 представлена схематична конструкція запропонованого пристрою, а на Фіг.2 - схема розміщення точкових струмопідводів. Пристрій для вимірювання електропровідності стрижнів термоелектричних матеріалів (Фіг.1) складається з множини точкових струмопідводів 2, що містяться на кожній з протилежних торцевих граней стрижня 7, струмових провідників 6, та стабілізованого джерела струму 7. На бічній поверхні стрижня 1 на певній відстані один від одного встановлені два вимірювальні зонди 3, які за допомогою потенціальних провідників 4 з'єднано до вимірювача напруги 5. Множина струмопідводів 2 (Фіг.2), які рівномірно розміщені по колах радіуса r, центри яких розташовано на центральній вісі стрижня радіусу R. Запропонований пристрій працює наступним чином. 50340 4 При протіканні за допомогою струмових провідників 6 та струмопідводів 2 через стрижень 1 струму l від стабілізованого джерела струму 7 по його об'єму утворюється певний розподіл електричного потенціалу. Вимірювання різниці потенціалів U між вимірювальними зондами 3 за допомогою потенціальних провідників 4, які підключені до вимірювача напруги 5 дозволяє визначити, як електропровідність матеріалу на вибраній ділянці так і її розподіл вздовж довжини стрижня. Наявність стабілізованого джерела струму 7 забезпечує високу стабільність протікання струму І через об'єм стрижня. Для можливості застосування формули (1) при обчисленні електропровідності необхідною є умова однорідності розподілу густини струму l по всьому об'єму стрижня. Ця умова з високою точністю задовольняється рівномірним розташуванням точкових струмопідводів по колах однакового радіусу r на протилежних торцевих гранях стрижня. При цьому центральна вісь стрижня проходить через центри цих кіл. Те, що точкові струмопідводи виготовлені з того ж матеріалу, що і стрижень дозволяє усунути вплив ефекту Пельтьє. Ці обставини призводять до того, що точність вимірювань значно зростає. За рахунок простоти встановлення стрижня у пристрій зростає швидкодія вимірювань. Слід відмітити, що висока точність розміщення центрів цих кіл відносно центральної вісі стержня встановлюється механічною частиною пристрою. Дослідження точності вимірювань пристрою для випадку стрижня колової циліндричної форми радіусом R=12,5мм і довжиною 200мм з матеріалу на основі Ві-Те з електропровідністю =1000Ом-1см-1 разом із результатами комп'ютерних обчислень показали, що доцільним є використання 16 точкових струмопідводів на кожній з торцевих граней стрижня, які рівномірно розміщені по колу радіусом r=8мм. Відносна похибка вимірювання електропровідності при цьому, викликана нерівномірним розподілом густини струму, у всіх точках стрижня, швидко спадає при віддаленні вимірювальних зондів від торцевої грані стрижня і вже на відстані 8мм крайнього з вимірювальних зондів від торцевої грані стрижня, не перевищує 0,1%. Застосування запропонованого пристрою дозволяє підняти відсоток виходу придатної продукції при покращенні її якості. Джерела інформації: 1. Охотин А.С., Пушкарский А.С., Боровикова Р.П., Симонов В.А. Методы измерения характеристики термоэлектрических материалов и преобразователей. -М.: Наука, 1974. - 167с. 2. Воробьев Ю.В., Добровольский В.Н., Стриха В.И.. Методы исследования полупроводников. К.: Выщая школа, 1988. - 232с. 3. Разіньков В.В. Обладнання для визначення параметрів злитків термоелектричних матеріалів. Термоелектрика, №4, 2002. 5 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 50340 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601