Descrizione del
Al punto
Con la piattaforma LSR di Linseis (LSR L32), i materiali termoelettrici sotto forma di materiali sfusi e film sottili possono essere caratterizzati in modo semplice e pratico. Nella versione base – LSR-1 – è possibile misurare in modo completamente automatico e simultaneo sia il coefficiente di Seebeck che la resistenza elettrica da -160°C a 200°C.
La versione base dell’LSR-1 (LSR L32) (RT a 200°C) può essere combinata con diverse opzioni per estendere il campo di applicazione. Ad esempio, l’opzione per le basse temperature consente di effettuare misurazioni completamente automatiche con raffreddamento a LN2 fino a -160°C e raffreddamento per quench fino a 80 K (solo per la resistenza). Una sonda opzionale per alte temperature permette di misurare la resistenza fino a 600°C.
Il sistema LSR-1 permette di caratterizzare campioni metallici e semiconduttori utilizzando le note tecniche di misurazione del coefficiente di Van der Pauw (resistenza), della corrente diretta statica e del coefficiente di Seebeck in pendenza.
Il design compatto da tavolo consente un funzionamento completamente automatico e controllato dal software. Il software completo basato su Windows offre un’interfaccia utente facile da usare, che include procedure guidate per la creazione di un profilo di misurazione, feedback sull’affidabilità dei dati di misurazione e valutazione e archiviazione integrata dei dati di misurazione. La camera di misura a tenuta di vuoto, in combinazione con una scelta di sistemi di dosaggio del gas, garantisce la copertura di tutte le aree di applicazione.
Principio di misurazione del coefficiente di Seebeck
- La temperatura del campione e il gradiente di temperatura sono controllati da un riscaldatore incorporato nel supporto del campione.
- La temperatura del campione può essere raffreddata fino a circa -160°C. Questo significa che la resistenza specifica può essere misurata fino alla temperatura minima di -160°C.
- La misurazione del coefficiente di Seebeck è possibile fino a una temperatura media del campione di + 180°C.
- Maggiore precisione nella misurazione della temperatura: i singoli fili TC entrano in contatto con la superficie del campione ortogonalmente alla direzione del gradiente di temperatura. Entrambi i punti di contatto hanno la stessa temperatura. Questo metodo misura la temperatura superficiale del campione e non la temperatura di una perlina TC premuta sulla superficie del campione. In questo modo, è anche irrilevante che la temperatura della superficie del campione sia influenzata dai fili TC che trasferiscono il calore al/dal campione.
- Migliore precisione nella misurazione della tensione termoelettrica: la tensione di Seebeck viene misurata tra i due fili negativi del TC, il che consente di ottenere la correlazione spaziale più accurata tra la misurazione della temperatura e della tensione termoelettrica. Ciò significa che la tensione di Seebeck si verifica esattamente nei punti in cui viene misurata anche la temperatura.
- La tensione di Seebeck viene registrata insieme al gradiente di temperatura mentre la potenza del riscaldatore a gradiente viene aumentata linearmente. La durata di una singola misurazione è di circa 30-90 secondi, compresa la frequenza di campionamento ad alta velocità. I valori vengono campionati una volta al secondo.
- Il gradiente della tensione termoelettrica su delta T viene regolato con una regressione polinomiale lineare. Grazie a questo metodo di valutazione dinamica, è possibile trascurare gli offset che si verificano durante la misurazione del gradiente di temperatura e aumentare l’accuratezza della misurazione. Data la breve durata della misurazione, le derive di offset hanno un’influenza minima sul risultato.
Principio della misurazione della resistenza
La tecnica di misurazione Van der Pauw viene utilizzata per determinare la resistenza elettrica specifica (o conduttività elettrica) del campione. In questo modo è possibile analizzare campioni di qualsiasi forma, sopprimere le influenze di disturbo come la resistenza dei contatti o dei fili e aumentare in modo significativo l’accuratezza della misurazione.
Per la misurazione di Van der Pauw, il campione deve essere collegato a quattro elettrodi direttamente sul bordo. Nella prima fase di instradamento, si fa fluire una corrente in due contatti su un bordo del campione e si misura la tensione negli altri due contatti sul bordo opposto. La resistenza può essere determinata da questi due valori utilizzando la legge di Ohm. Nella seconda fase, i contatti vengono commutati ciclicamente e la misurazione viene ripetuta. La resistenza del foglio del campione può essere facilmente calcolata sostituendo le due resistenze misurate (orizzontale e verticale) nella formula di Van der Pauw e risolvendo.
In base ai dati misurati e alla distanza “t” tra le termocoppie, la resistenza specifica e la conducibilità elettrica possono essere calcolate utilizzando le seguenti formule:
Caratteristiche uniche
Grazie al design modulare del sistema,
può essere aggiornato con il sistema di spurgo dei gas, l'illuminazione
e l'opzione criogenica.
Camera di misura a tenuta di vuoto per misurare
in atmosfere definite da
.
Portacampioni intercambiabili con
riscaldamento primario e secondario integrato
e semplice meccanismo di contatto.
Misurazione simultanea del coefficiente di Seebeck e della resistenza elettrica
(resistività).
Misurazioni completamente automatiche e controllate dal software
con opzioni di esportazione dei dati grezzi
in vari formati.
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giovedì dalle 8.00 alle 16.00
e venerdì dalle 8.00 alle 12.00.
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Specifiche
Nero su bianco
Caratteristiche speciali
- Design modulare del sistema. Può essere aggiornato con un sistema di spurgo del gas, illuminazione e opzione criogenica.
- Camera di misura a tenuta di vuoto per misurazioni in atmosfere definite.
- Portacampioni intercambiabili e facili da usare con riscaldamento primario e secondario integrato.
- Tecnologia di misurazione all’avanguardia integrata per ottenere i risultati più accurati con i campioni più difficili.
- L’unità può essere utilizzata per la misurazione simultanea del coefficiente di Seebeck e della resistenza elettrica (resistività).
- Il portacampioni utilizza uno speciale meccanismo di contatto per facilitare la preparazione del campione e consente di effettuare misurazioni con un’elevata riproducibilità.
- La misurazione della caratteristica V-I può essere eseguita per determinare se il sensore ha un buon contatto con il campione.
- Il sistema consente di effettuare misurazioni completamente automatiche e controllate da software con profili di temperatura e misurazione predefiniti.
- I dati grezzi misurati vengono salvati sul disco rigido e possono essere esportati in diversi formati di dati per un’ulteriore elaborazione in Microsoft Excel o Origin.
- Il sistema viene fornito con i riferimenti di Constantan, comprese le tabelle e il certificato.
MODELL | LSR-1 (LSR 32) |
|---|---|
| Temperaturbereich: | Grundeinheit: RT bis 200°C Option Kryo: -160°C bis +200°C |
| Grundsätze der Messung: | Seebeck-Koeffizient Messbereich: 0 bis 2,5 mV/K – Temperaturgradient bis zu 10K Seebeck-Spannungsmessung: Bereich +-8 mV |
| Atmosphären: | Inert, reduzierend, oxidierend, Vakuum Heliumgas mit niedrigem Druck, empfohlen |
| Probenhalter: | Integrierte PCB-Platine mit Primär- und Sekundär-Heizung |
| Probenumfang (Seebeck): | L: 8 mm bis 25 mm; B: 2 mm bis 25 mm; T: Dünnfilm bis 2 mm |
| Probengröße (Widerstandsfähigkeit): | L: 18 mm bis 25 mm; B: 18 mm bis 25 mm; T: dünne Folie bis 2 mm |
| Vakuumpumpe: | optional |
| Heizrate: | 0.01 – 100 K/min |
| Temperaturgenauigkeit: | ±1,5 °C oder 0,0040 ∙ | t | |
| Elektrischer Widerstand: | 10 nOhm |
| Thermospannung: | 0.5 nV/K (nV = 10-9 V) |
Scheda tecnica
Software
Rendere i valori visibili e comparabili
Il potente software di analisi termica LINSEIS, basato su Microsoft® Windows®, svolge la funzione più importante nella preparazione, esecuzione e valutazione degli esperimenti termoanalitici insieme all’hardware utilizzato. Con questo pacchetto software, Linseis offre una soluzione completa per la programmazione di tutte le impostazioni specifiche del dispositivo e delle funzioni di controllo, nonché per l’archiviazione e la valutazione dei dati. Il pacchetto è stato sviluppato dai nostri specialisti software interni e dagli esperti di applicazioni e ha dato prova di sé nel corso degli anni.
Proprietà generali
- Valutazione automatica del coefficiente Seebeck e della conduttività elettrica
- Controllo automatico del contatto con il campione
- Creazione di programmi di misurazione automatici
- Creazione di profili di temperatura e gradienti di temperatura per la misurazione di Seebeck
- Riproduzione del colore in tempo reale
- Scala automatica e manuale
- Rappresentazione degli assi liberamente selezionabile (ad es. temperatura (asse x) contro delta L (asse y))
- Calcoli matematici (es. derivate prime e seconde)
- Database per l’archiviazione di tutte le misure e le analisi
- Multitasking (si possono usare diversi programmi contemporaneamente)
- Opzione multiutente (account utente)
- Opzioni di zoom per le sezioni delle curve
- È possibile caricare un numero qualsiasi di curve una sopra l’altra per confrontarle.
- Guida in linea del menu
- Etichettatura libera delle curve
- Funzioni di esportazione semplificate (CTRL C)
- Esportazione dei dati di misura in EXCEL® e ASCII
- Analisi del trend statistico (curva dei valori medi con intervallo di confidenza)
- Rappresentazione tabellare dei dati
Applicazioni
Esempio di applicazione: analizzare i dati acquisiti utilizzando la regressione lineare
Tensione di Seebeck/gradiente di temperatura (blu), misurata durante lo sweep della potenza di riscaldamento a gradiente insieme alla regressione lineare (rosso). Il coefficiente di Seebeck è determinato dalla pendenza della regressione lineare.
Esempio di applicazione: Analisi dei dati
In questo metodo, il coefficiente di Seebeck viene misurato rispetto all’Alumel. Per calcolare il coefficiente di Seebeck assoluto, il platino viene misurato rispetto al filo di Alumel attraverso la temperatura.
Esempio di applicazione: coefficiente di Seebeck rispetto alla temperatura
Esempio di misurazione del coefficiente di Seebeck della costantana.
Video
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