測(cè)不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)中誤差的研究

1、測(cè)不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)中誤差的爭(zhēng)辯 一、試驗(yàn)描述 穩(wěn)態(tài)法測(cè)不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)的試驗(yàn)是依據(jù)傅立葉傳導(dǎo)方程 求出樣品的導(dǎo)熱系數(shù)。 把被測(cè)樣品放在上下兩個(gè)銅盤(pán)之間加熱兩個(gè)銅盤(pán)側(cè)面各鉆一個(gè)深孔分別插有兩對(duì)熱電偶的熱端熱電偶的冷端則浸入在保溫瓶的冰水混合物中由于銅是熱的良導(dǎo)體孔內(nèi)熱電偶測(cè)出的溫度可分別代表與其緊密貼合的樣品上下表面的溫度。發(fā)熱體直接將熱量通過(guò)樣品的上表面?zhèn)魅霕悠吠瑫r(shí)散熱盤(pán)下面距約20cm的儀器底座上有一儀表風(fēng)扇開(kāi)啟使盤(pán)穩(wěn)定地向外界散熱使傳入樣品的熱量不斷經(jīng)樣品的下表面散發(fā)出去。當(dāng)傳入樣品的熱量等于散出的熱量時(shí)樣品處于穩(wěn)定的導(dǎo)熱狀態(tài)通過(guò)散熱盤(pán)在穩(wěn)定溫度時(shí)散熱速率求出熱流量。 二、理論分析 側(cè)面散

2、熱使樣品從上到下通過(guò)的熱量削減樣品側(cè)面散熱使導(dǎo)熱率測(cè)量值減小當(dāng)樣品的厚度越大時(shí)測(cè)量結(jié)果誤差就越大1因此應(yīng)適當(dāng)減小樣品厚度或在側(cè)面包上絕緣膠帶來(lái)減小誤差。 三、操作分析 一)樣品不能達(dá)到確定穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生誤差 樣品達(dá)到穩(wěn)態(tài)首先要求試驗(yàn)的環(huán)境溫度保持不變不能有外界熱源的干擾而實(shí)際的試驗(yàn)環(huán)境很難保證恒溫。 二)樣品上下接觸面間的空氣間隙產(chǎn)生誤差 樣品要放在加熱盤(pán)和散熱盤(pán)之間加熱這樣上下接觸面處就會(huì)有空氣隙而空氣層將產(chǎn)生熱阻會(huì)使導(dǎo)熱率的測(cè)量值總是小于實(shí)際值所以在待測(cè)樣品的上下表面滴上導(dǎo)熱系數(shù)較大的油可以減小試驗(yàn)誤差。 三)儀表風(fēng)扇是否開(kāi)啟 對(duì)于冷卻規(guī)律的相關(guān)爭(zhēng)辯2表明當(dāng)發(fā)熱體以對(duì)流方式為主傳遞熱量時(shí)強(qiáng)迫對(duì)流

3、和自然對(duì)流其熱流量梯度是不一樣的。加熱前后是否開(kāi)啟儀表風(fēng)扇要全都散熱盤(pán)向外界傳遞的熱流量速率是不一樣試驗(yàn)是依據(jù)物體散熱速率求傳熱速率由于兩次操作的散熱條件不一樣引起散熱速率不一樣而無(wú)法精確測(cè)量其導(dǎo)熱系數(shù)。由爭(zhēng)辯結(jié)果3可知 試驗(yàn)過(guò)程中開(kāi)啟儀表風(fēng)扇所得結(jié)果誤差較小。 四)熱電偶冷端是否是零度 為了讓熱電偶的冷端要保持零度試驗(yàn)時(shí)把其浸入保溫瓶的冰水混合物中這就要求混合物中的冰肯定要做成較小的冰塊并且整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中要確保冷端處在冰水混合物中。 四、數(shù)據(jù)處理分析 我們要通過(guò)繪制冷卻曲線(xiàn)來(lái)求得冷卻速率而手工作圖會(huì)造成很大誤差所以用Origin軟件處理物理試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)擬和做出曲線(xiàn)求出冷卻速率可以減小誤差。 五、總結(jié) 影響不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量精度的因素較多這里主要