Descripción
Al grano
Con la plataforma LSR de Linseis se pueden caracterizar fácil y cómodamente materiales termoeléctricos en forma de materiales a granel y láminas delgadas.
En la versión básica – LSR-1 – se pueden medir tanto el coeficiente Seebeck como la resistencia eléctrica de forma totalmente automática y simultánea desde -160°C hasta 200°C.
La versión básica del LSR-1 (RT a 200 °C) puede combinarse con varias opciones para ampliar el campo de aplicación. Por ejemplo, la opción de baja temperatura permite realizar mediciones totalmente automáticas con refrigeración por LN2 hasta -160°C y refrigeración por enfriamiento hasta 80 K (sólo resistencia). Una sonda opcional de alta temperatura permite realizar mediciones de resistencia hasta 600 °C. Con la opción de iluminación, es posible realizar mediciones termoeléctricas en condiciones de luz definidas utilizando una fuente de luz LED de 3 longitudes de onda.
El sistema LSR-1 permite caracterizar muestras metálicas y semiconductoras mediante las conocidas técnicas de medición de Van der Pauw (resistencia), corriente continua estática y coeficiente Seebeck de pendiente.
El diseño compacto de sobremesa permite un funcionamiento totalmente automático y controlado por software.
El completo software basado en Windows ofrece una interfaz de usuario fácil de usar, que incluye asistentes para crear un perfil de medición, información sobre la fiabilidad de los datos de medición y evaluación y almacenamiento integrados de los datos de medición.
La cámara de medición estanca al vacío, combinada con una selección de sistemas de dosificación de gas, permite cubrir todas las áreas de aplicación.
Principio de medida del coeficiente Seebeck
- La temperatura de la muestra y el gradiente de temperatura se controlan mediante un calentador integrado en el portamuestras.
- La temperatura de la muestra puede enfriarse hasta aproximadamente -160°C. Esto significa que la resistencia específica puede medirse hasta una temperatura mínima de -160 °C.
- La medición del coeficiente Seebeck es posible hasta una temperatura media de la muestra de + 180 °C.
- Mayor precisión en la medición de la temperatura: los hilos individuales de TC entran en contacto con la superficie de la muestra ortogonalmente a la dirección del gradiente de temperatura. Ambos puntos de contacto tienen la misma temperatura. Este método mide la temperatura de la superficie de la muestra y no la temperatura de una perla de TC presionada sobre la superficie de la muestra. De este modo, también es irrelevante si la temperatura de la superficie de la muestra está influida por los hilos TC que transfieren calor de/a la muestra.
- Mayor precisión en la medición de la tensión termoeléctrica: La tensión Seebeck se mide entre los dos hilos TC negativos, lo que permite la correlación espacial más precisa entre la temperatura y la medición de la tensión termoeléctrica.
Esto significa que la tensión Seebeck se produce exactamente en los puntos donde también se mide la temperatura. - La tensión Seebeck se registra junto con el gradiente de temperatura mientras se aumenta linealmente la potencia del calentador de gradiente.
La duración de una sola medición es de aproximadamente 30 a 90 segundos, incluyendo la velocidad de muestreo de alta velocidad.
Los valores se muestrean una vez por segundo. - El gradiente de la tensión termoeléctrica sobre delta T se ajusta con una regresión polinómica lineal.
Gracias a este método de evaluación dinámica, las desviaciones que se producen durante la medición del gradiente de temperatura se pueden despreciar y aumenta la precisión de la medición.
Debido a la corta duración de la medición real, las desviaciones tienen muy poca influencia en el resultado.
Principio de medición de la resistencia
La técnica de medición de Van der Pauw se utiliza para determinar la resistencia eléctrica específica (o conductividad eléctrica) de la muestra.
Esto permite analizar muestras de cualquier forma, se suprimen las influencias parásitas, como la resistencia de contacto o de los cables, y se puede aumentar considerablemente la precisión de la medición.
Para la medición de Van der Pauw, la muestra debe conectarse a cuatro electrodos directamente en el borde.
En el primer paso del recorrido, se hace fluir una corriente en dos contactos de un borde de la muestra y se mide la tensión en los otros dos contactos del borde opuesto.
A partir de estos dos valores se puede determinar una resistencia mediante la ley de Ohm.
En el segundo paso, se conmutan cíclicamente los contactos y se repite la medición.
La resistencia de la lámina de la muestra puede calcularse fácilmente sustituyendo las dos resistencias medidas (horizontal y vertical) en la fórmula de Van der Pauw y resolviendo.
A partir de los datos medidos y de la distancia «t» entre termopares, la resistencia específica y la conductividad eléctrica pueden calcularse mediante las fórmulas siguientes:
Características únicas
Diseño de sistema modular, se puede ampliar con sistema de purga de gas, iluminación y opción criogénica.
Cámara de medición estanca al vacío para mediciones en atmósferas definidas.
Portamuestras intercambiables con calentamiento primario y secundario integrado y mecanismo de contacto sencillo.
Medición simultánea del coeficiente Seebeck y de la resistencia eléctrica (resistividad).
Mediciones totalmente automáticas, controladas por software, con opciones de exportación de los datos brutos en varios formatos.
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Nuestro servicio está disponible de lunes a jueves de 8 a 16 h y los viernes de 8 a 12 h.
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Especificaciones
Negro sobre blanco
Características especiales
- Diseño de sistema modular. Se puede ampliar con sistema de purga de gas, iluminación y opción criogénica.
- Cámara de medición estanca al vacío para mediciones en atmósferas definidas.
- Portamuestras fáciles de usar e intercambiables, con calentamiento primario y secundario integrados.
- Tecnología de medición integrada de última generación para obtener los resultados más precisos con muestras exigentes.
- La unidad puede utilizarse para medir simultáneamente el coeficiente Seebeck y la resistencia eléctrica (resistividad).
- El portamuestras utiliza un mecanismo de contacto especial que facilita la preparación de la muestra y permite realizar mediciones con gran reproducibilidad.
- Se puede realizar una medición de la característica V-I para determinar si el sensor tiene un buen contacto con la muestra.
- El sistema permite realizar mediciones totalmente automáticas, controladas por software, con perfiles de temperatura y medición predefinidos.
- Los datos brutos medidos se guardan en el disco duro y se pueden exportar en varios formatos de datos para su posterior procesamiento en Microsoft Excel u Origin.
- El sistema se suministra con la referencia Constantan, que incluye tablas y certificado.
MODEL | LSR-1 |
|---|---|
| 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) |
Ficha técnica
Software
Hacer visibles y comparables los valores
El potente software de análisis térmico LINSEIS, basado en Microsoft® Windows®, desempeña la función más importante en la preparación, ejecución y evaluación de experimentos termoanalíticos junto con el hardware utilizado.
Con este paquete de software, Linseis ofrece una solución completa para programar todos los ajustes específicos del aparato y las funciones de control, así como para almacenar y evaluar los datos.
El paquete ha sido desarrollado por nuestros propios especialistas en software y expertos en aplicaciones, y ha demostrado su eficacia a lo largo de muchos años.
Propiedades generales
- Evaluación automática del coeficiente Seebeck y de la conductividad eléctrica
- Control automático del contacto de la muestra
- Creación de programas automáticos de medición
- Creación de perfiles de temperatura y gradientes de temperatura para la medición Seebeck
- Reproducción del color en tiempo real
- Escalado automático y manual
- Representación libremente seleccionable de los ejes (por ejemplo, temperatura (eje x) frente a delta L (eje y))
- Cálculos matemáticos (por ejemplo, primera y segunda derivadas)
- Base de datos para archivar todas las mediciones y análisis
- Multitarea (se pueden utilizar diferentes programas simultáneamente)
- Opción multiusuario (cuentas de usuario)
- Opciones de zoom para las secciones de las curvas
- Se puede cargar cualquier número de curvas una encima de otra para compararlas
- Menú de ayuda en línea
- Etiquetado libre de curvas
- Funciones de exportación simplificadas (CTRL C)
- Exportación EXCEL® y ASCII de los datos de medición
- Análisis estadístico de tendencias (curva de valores medios con intervalo de confianza)
- Representación tabular de los datos
Aplicaciones
Ejemplo de aplicación: Análisis de datos adquiridos mediante regresión lineal
Gradiente Seebeck de tensión/temperatura (azul), medido durante el barrido de la potencia de calentamiento por gradiente junto con la regresión lineal (rojo).
El coeficiente Seebeck se determina por la pendiente de la regresión lineal.
Ejemplo de aplicación: Análisis de datos
En este método, el coeficiente Seebeck se mide en relación con el Alumel. Para calcular el coeficiente Seebeck absoluto, el platino se mide en relación con el hilo de Alumel a través de la temperatura.
Ejemplo de aplicación: coeficiente Seebeck comparado con la temperatura
Ejemplo de medición del coeficiente Seebeck del constantan.
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