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Com a plataforma Linseis LSR (LSR L32), os materiais termoeléctricos sob a forma de materiais a granel e películas finas podem ser caracterizados de forma fácil e conveniente. Na versão básica – LSR-1 – tanto o coeficiente Seebeck como a resistência eléctrica podem ser medidos de forma totalmente automática e simultânea de -160°C a 200°C.
A versão básica do LSR-1 (LSR L32) (RT a 200°C) pode ser combinada com várias opções para alargar a gama de aplicações. Por exemplo, a
O sistema LSR-1 permite a caraterização de amostras metálicas e semicondutoras utilizando as conhecidas técnicas de medição de Van der Pauw (resistência), corrente contínua estática e coeficiente Seebeck de inclinação.
O design compacto de mesa permite um funcionamento totalmente automático e controlado por software. O software abrangente baseado em Windows oferece uma interface de utilizador fácil de utilizar, incluindo assistentes para a criação de um perfil de medição, feedback sobre a fiabilidade dos dados de medição e avaliação e armazenamento integrados dos dados de medição. A câmara de medição estanque ao vácuo, em combinação com uma escolha de sistemas de dosagem de gás, assegura que todas as áreas de aplicação podem ser cobertas.
Princípio de medição do coeficiente de Seebeck
- A temperatura da amostra e o gradiente de temperatura são controlados por um aquecedor incorporado no suporte da amostra.
- A temperatura da amostra pode ser arrefecida até aprox. -160°C. Isto significa que a resistência específica pode ser medida até uma temperatura mínima de -160°C.
- A medição do coeficiente Seebeck é possível até uma temperatura média da amostra de + 180°C.
- Maior precisão na medição da temperatura: Os fios TC individuais entram em contacto com a superfície da amostra ortogonalmente à direção do gradiente de temperatura. Ambos os pontos de contacto têm a mesma temperatura. Este método mede a temperatura da superfície da amostra e não a temperatura de uma esfera de TC pressionada sobre a superfície da amostra. Desta forma, também é irrelevante se a temperatura da superfície da amostra é influenciada pelos fios TC que transferem calor para/da amostra.
- Medição de tensão termoeléctrica de precisão melhorada: A tensão Seebeck é medida entre os dois fios TC negativos, o que permite a correlação espacial mais precisa entre a temperatura e a medição da tensão termoeléctrica. Isto significa que a tensão Seebeck ocorre exatamente nos pontos onde a temperatura também é medida.
- A tensão de Seebeck é registada juntamente com o gradiente de temperatura, enquanto a potência do aquecedor de gradiente é aumentada linearmente. A duração de uma única medição é de aproximadamente 30 a 90 segundos, incluindo a taxa de amostragem de alta velocidade. Os valores são amostrados uma vez por segundo.
- O gradiente da tensão termoeléctrica sobre delta T é ajustado com uma regressão polinomial linear. Graças a este método de avaliação dinâmica, quaisquer desvios que ocorram durante a medição do gradiente de temperatura podem ser negligenciados e a precisão da medição é aumentada. Devido à curta duração da medição real, os desvios de offset têm muito pouca influência no resultado.
Princípio da medição da resistência
A técnica de medição de Van der Pauw é utilizada para determinar a resistência eléctrica específica (ou condutividade eléctrica) da amostra. Isto permite analisar amostras de qualquer forma, suprimir influências interferentes como a resistência de contacto ou do fio e aumentar significativamente a precisão da medição.
Para a medição de Van der Pauw, a amostra deve ser ligada a quatro eléctrodos diretamente no bordo. Na primeira etapa do percurso, faz-se fluir uma corrente em dois contactos de um dos bordos da amostra e mede-se a tensão nos outros dois contactos do bordo oposto. A partir destes dois valores, pode ser determinada uma resistência, utilizando a lei de Ohm. Na segunda etapa, os contactos são comutados ciclicamente e a medição é repetida. A resistência da folha da amostra pode então ser facilmente calculada substituindo as duas resistências medidas (horizontal e vertical) na fórmula de Van der Pauw e resolvendo.
Com base nos dados medidos e no espaçamento entre termopares “t”, a resistência específica e a condutividade eléctrica podem ser calculadas utilizando as seguintes fórmulas:
Caraterísticas únicas
Design de sistema modular,
pode ser atualizado com sistema de purga de gás, iluminação
e opção criogénica.
Câmara de medição estanque ao vácuo para
medições em
atmosferas definidas.
Suportes de amostras intercambiáveis com
aquecimento primário e secundário integrados
e mecanismo de contacto simples.
Medição simultânea do coeficiente de Seebeck e da
resistência eléctrica (resistividade).
Medições totalmente automáticas e controladas por software
com opções de exportação para os dados brutos
em vários formatos.
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Especificações
Preto sobre branco
Caraterísticas especiais
- Design modular do sistema. Pode ser atualizado com sistema de purga de gás, iluminação e opção criogénica.
- Câmara de medição estanque ao vácuo para medições em atmosferas definidas.
- Suportes de amostras fáceis de utilizar e intercambiáveis com aquecimento primário e secundário integrados.
- Tecnologia de medição integrada de última geração para obter os resultados mais exactos com amostras exigentes.
- A unidade pode ser utilizada para a medição simultânea do coeficiente de Seebeck e da resistência eléctrica (resistividade).
- O suporte de amostras utiliza um mecanismo de contacto especial para facilitar a preparação da amostra e permite medições com elevada reprodutibilidade.
- A medição da caraterística V-I pode ser realizada para determinar se o sensor tem um bom contacto com a amostra.
- O sistema permite medições totalmente automáticas, controladas por software, com perfis de temperatura e medição predefinidos.
- Os dados brutos medidos são guardados no disco rígido e podem ser exportados em vários formatos de dados para processamento posterior no Microsoft Excel ou Origin.
- O sistema é fornecido com a referência Constantan, incluindo tabelas e certificado.
MODEL | LSR-1 (LSR L32) |
|---|---|
| Temperature range: | Basic unit: RT to 200°C Cryo option: -160°C to +200°C |
| Principles of measurement: | Seebeck coefficient measuring range: 0 to 2.5 mV/K - temperature gradient up to 10K Seebeck voltage measurement: range +-8 mV |
| Atmospheres: | Inert, reducing, oxidising, vacuum Helium gas with low pressure, recommended |
| Sample holder: | Integrated PCB board with primary and secondary heater |
| Sample size (Seebeck): | L: 8 mm to 25 mm; W: 2 mm to 25 mm; D: Thin film up to 2 mm |
| Sample size (resistance): | L: 18 mm to 25 mm; W: 18 mm to 25 mm; D: thin film up to 2 mm |
| Vacuum pump: | optional |
| Heating rate: | 0.01 – 100 K/min |
| Temperature accuracy: | ±1,5 °C oder 0,0040 ∙ | t | |
| Electrical resistance: | 10 nOhm |
| Thermal voltage: | 0.5 nV/K (nV = 10-9 V) |
Folha de dados
Software
Tornar os valores visíveis e comparáveis
O poderoso software de análise térmica LINSEIS, que se baseia no Microsoft® Windows®, desempenha a função mais importante na preparação, execução e avaliação de experiências termoanalíticas, juntamente com o hardware utilizado. Com este pacote de software, a Linseis oferece uma solução abrangente para a programação de todas as definições específicas do dispositivo e funções de controlo, bem como para o armazenamento e avaliação de dados. O pacote foi desenvolvido pelos nossos especialistas internos em software e peritos em aplicações e tem dado provas ao longo de muitos anos.
Propriedades gerais
- Avaliação automática do coeficiente Seebeck e da condutividade eléctrica
- Controlo automático do contacto com a amostra
- Criação de programas de medição automáticos
- Criação de perfis de temperatura e gradientes de temperatura para a medição Seebeck
- Reprodução de cores em tempo real
- Escala automática e manual
- Representação livremente selecionável dos eixos (por exemplo, temperatura (eixo x) versus delta L (eixo y))
- Cálculos matemáticos (por exemplo, primeira e segunda derivadas)
- Base de dados para arquivar todas as medições e análises
- Multitarefa (permite a utilização simultânea de diferentes programas)
- Opção multiutilizador (contas de utilizador)
- Opções de zoom para secções de curvas
- Podes carregar qualquer número de curvas umas sobre as outras para comparação
- Ajuda online do menu
- Rotulagem livre de curvas
- Funções de exportação simplificadas (CTRL C)
- Exportação de dados de medição em EXCEL® e ASCII
- Análise da tendência estatística (curva do valor médio com intervalo de confiança)
- Representação tabular dos dados
Aplicações
Exemplo de aplicação: Analisar dados adquiridos utilizando regressão linear
Gradiente de tensão/temperatura de Seebeck (azul), medido durante a varredura da potência de aquecimento por gradiente, juntamente com a regressão linear (vermelho). O coeficiente de Seebeck é determinado pelo declive da regressão linear.
Exemplo de aplicação: Análise de dados
Neste método, o coeficiente Seebeck é medido em relação ao Alumel. Para calcular o coeficiente Seebeck absoluto, a platina é medida em relação ao fio de Alumel através da temperatura.
Exemplo de aplicação: Coeficiente Seebeck comparado com a temperatura
Exemplo para a medição do coeficiente Seebeck de constantan.
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