基于LabVIEW的热电器件微区接触电阻检测系统

摘要

随着社会对清洁能源的需求愈加迫切，温差发电技术越来越受到人们的重视，热电器件应用得以不断推广，人们对于半导体材料与金属电极之间接触电阻的低阻性要求越来越高。在目前热电器件半导体材料取得突破性进展之前，可设法通过改进材料内部结构，改善生产工艺等方法以优化其性能，提高温差发电转换的效率。而目前对于接触电阻的绝大多数研究仅仅停留在电阻数值这一层面上，没有对其接触的微小区域的电阻变化趋势和变化规律进行测量研究，无法为改善生产工艺等提供理论支持，因此对于微小区域接触电阻阻值检测并分析其变化规律具有重要的意义。
　　本文对于热电器件微区接触电阻的检测进行了理论与实验性的研究。论文首先对传统接触电阻的测量方法进行了分析，在此基础上提出了系统的理论模型。针对本系统测量对象的特点，同时考虑到经济因素，设计了适用于本系统的硬件电路，完成了相应的下位机软件开发。其次，论文基于LabVIEW软件这一开发平台，设计研发了微区接触电阻的测试系统进行人机交互，该系统可以实现对三维移动平台的精确控制，带动探针在热电器件表面连续取点，从而获得接触电阻的微区分布以及变化规律，并可以根据实际测量需要调整测量步长，测量结束后对相应的历史数据进行存储的功能。同时兼顾适用范围广、可靠性高、经济成本低等诸多技术优点。通过实验验证表明：该检测系统具有较高的检测精度，最大测量误差为0.394％；可实现接触点电阻的微区测量，获得接触电阻阻值分布，最小测量步长为1μm；系统具有较高的稳定性，并可存储不同样品的测试数据，以供后续实验比较分析，可根据实际情况调整测量步长来减少测量时间。通过该测试系统的应用，可以将接触电阻变化趋势的测试提升至微米级区域。
　　综上所述，基于LabVIEW的热电器件微区接触电阻检测系统在技术分析与实际应用中具有一定的可行性，本文的研究对于金属半导体的接触电阻微区变化规律的分析有重要作用，对于热电器件制备以及寿命检测方面有很好的指导意义。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 热电器件简介

1.3 热电器件接触电阻

1.4 论文研究的主要内容

第2章 微区接触电阻检测系统方案设计

2.1 检测系统功能分析

2.2 系统的设计原则

2.3系统基本原理介绍

2.4测试系统的组成

2.5本章小结

第3章 系统硬件模块设计

3.1 硬件电路系统整体设计

3.2 电源模块设计

3.3 恒流源电路设计

3.4 信号调理电路设计

3.5 数据采集模块设计

3.6 三维移动平台硬件系统搭建

3.7 其他辅助设备选型

3.8本章小结

第4章 测试系统软件设计开发

4.1基于LabVIEW的上位机软件系统设计

4.2 系统下位机软件设计

4.3本章小结

第5章 实验与测试

5.1 系统硬件模块测试

5.2 测试系统的搭建

5.3 测试系统性能检测

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献