【儀表網(wǎng) 行業(yè)標準】根據(jù)中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會下發(fā)的中儀協(xié)[2024]2號文件，《溫差電器件致冷性能測試方法》被列入2024年中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會團體標準制定計劃項目，目前已完成該項團體標準的征求意見稿，現(xiàn)公開征求意見。請各位專家對標準內容提出建議和修改意見，于2024年3月30日前將《征求意見回執(zhí)表》(見附件)反饋中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會試驗儀器分會。郵箱：sactc122@163.com。
目前溫差電致冷器件被廣泛應用于電子元件控溫領域，例如5G通信網(wǎng)絡光模塊的精密控溫。精確確定溫差電器件的實際致冷性能，對于溫差電器件應用于具體控溫領域具有非常重要的意義。據(jù)預測在未來十年光通信網(wǎng)絡的建設內需求光模塊約9億只，對應的微型溫差電致冷器件的市場規(guī)模預計為500億元。因此，開發(fā)高性能溫差電致冷器件具有重要社會效益與經(jīng)濟價值。
本文件測試方法的提出利于精確確定器件的致冷性能，從而為設計與優(yōu)化溫差電致冷器件并進一步推廣溫差電器件的應用具有非常重要的意義。
本文件按照GB/T 1.1-2020《標準化工作導則 第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)則起草。
本文件由中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會試驗儀器分會提出。本文件由中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會歸口。本文件起草單位：哈爾濱工業(yè)大學(深圳)、浙江大學、哈爾濱工業(yè)大學、中國科學院上海硅酸鹽研究所、原子能研究院、中國電子科技集團公司第十八研究所。
本文件規(guī)定了溫差電器件致冷性能測試的術語和定義、原理、設備及儀器、條件、試樣、程序、數(shù)據(jù)處理和報告等要求。本文件適用于熱沉溫度在300 K – 350 K范圍內的致冷性能測試，其他工況測試可參照執(zhí)行。
測試原理：
基于帕爾貼(Peltier)效應，在固定熱端面溫度的情況下，其致冷性能系數(shù)等于致冷量與輸入電功率的比值，最大致冷溫差為致冷性能系數(shù)為零時對應的器件熱端面與冷端面的溫度差。
測試設備：
1.樣品室及配套真空裝置。具有氣氛可控功能，真空度小于100 Pa。
2.加熱片。加熱片為溫差電器件的測試提供熱負載，負載輸出熱功率范圍(0 – 100 W)，控制精度0.01 W。
3.直流電源系統(tǒng)。為加熱片和溫差電器件提供輸入直流電功率，輸出電源功率可調范圍為0 – 200 W，控制精度為0.01 W。
4.熱流計。熱流計應該有一段細長部分(即均勻的線性部分)以滿足一維導熱，熱流計底部端面應與溫差電器件冷端面的面積相當，熱流計的熱導率和尺寸應該與溫差電器件的致冷功率相匹配。
5.熱沉。熱沉安裝面應該大于溫差電器件熱端面的面積。
6.冷水機。精確調控熱沉溫度，其可調溫度范圍為278 K – 363 K，溫度精度為0.1 K。
7.計算機。計算機部署有控制程序，該程序包含溫度控制模塊、數(shù)據(jù)分析與處理模塊以及數(shù)據(jù)寫入與存儲模塊。
測試儀器：
1.溫度采集器。溫度采集器精度應優(yōu)于±0.5 K。
2.熱沉溫度控制器。精確控制熱沉溫度，溫度控制精度應優(yōu)于±0.2 K。
測試條件：
測試環(huán)境應清潔、整齊，無腐蝕性氣體，無強磁場和電磁波干擾。
測試報告：
應包括以下內容：
(a)試樣狀態(tài)：送樣單位，試樣名稱，試樣形狀，試樣尺寸，試樣編號等；
(b)測試數(shù)據(jù)：升溫過程中溫差電器件熱端面溫度、溫差電器件冷端面溫度、熱流計線性部分四個溫差電偶的溫度、各個熱端面溫度下電流-電壓掃描對應的致冷功率，溫差電器件輸入電功率，致冷性能系數(shù)；
(c)測試結果及分析：各熱端面溫度下致冷功率與致冷溫差的關系圖，致冷性能系數(shù)與致冷溫差的關系圖，最大致冷溫差，致冷溫差與輸入電流的關系圖，致冷性能系數(shù)與輸入電流的關系圖。
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