實驗名稱：電卡制冷器件性能測試系統(tǒng)

實驗目的：搭建測試系統(tǒng)實驗裝置，對電卡制冷器件的制冷性能進行實驗研究有著重要的作用，而目前已提出的電卡制冷裝置大多仍處于理論分析和仿真模擬階段，缺乏有效的實驗結果分析。

圖1：電卡制冷器件制冷性能測試系統(tǒng)示意圖

測試設備：高壓放大器、信號發(fā)生器、數(shù)據(jù)采集儀、電腦等。

實驗過程：

圖2：性能測試系統(tǒng)實物圖

電卡制冷裝置性能測試系統(tǒng)主要包含三部分：電卡制冷器件、控制電系統(tǒng)和溫度測量系統(tǒng)。

基于熱電熱開關的電卡制冷裝置由熱電模塊、熱側熱電熱開關、冷側熱電熱開關、鋁翅片散熱器、微型陶瓷電阻加熱片和保溫隔熱材料組成。

在基于熱電熱開關的電卡制冷器件中，電卡模塊驅動電路用于驅動電卡元件產(chǎn)生電卡效應，熱電熱開關控制電路則是用于控制由熱源向散熱器的熱流，兩者相輔相成，相互耦合，才能使電卡制冷器件良好地運行。本研究中使用電磁繼電器開關來控制兩套電路的聯(lián)動。

電卡模塊驅動電路主要包括信號發(fā)生器和高壓放大器，因為多層電容式電卡元件的驅動電壓要求較大，而一般的信號發(fā)生器最大只能產(chǎn)生10V的電壓信號，因此需經(jīng)過高壓放大器進行放大。由信號發(fā)生器產(chǎn)生的低壓直流信號經(jīng)過高壓放大器按照一定的比例放大后變?yōu)楦邏褐绷餍盘?，之后?jīng)由電磁繼電器開關控制變?yōu)楦邏悍讲ㄐ盘枺ㄟ^導電銅絲和導電銅片作用于電卡模塊中并聯(lián)的電卡元件陣列，產(chǎn)生電卡效應。

圖3：電卡模塊驅動電路示意圖

溫度測量系統(tǒng)主要由銅-康銅T型熱電偶、安捷倫數(shù)據(jù)采集儀和計算機組成。

實驗結果：

主要介紹了電卡制冷器件制冷性能測試系統(tǒng)，包括的電卡制冷器件、控制電路系統(tǒng)和溫度測量系統(tǒng)。其中涉及電卡制冷器件搭建過程中所需的實驗材料和設備以及搭建流程。介紹了控制電路系統(tǒng)中電卡模塊驅動電路和熱電熱開關控制電路的構造和所需設備，分析了依靠電磁繼電器開關實現(xiàn)兩個電路耦合的工作原理。同時，對溫度測量系統(tǒng)所需的實驗設備和工作原理進行闡述。

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審核編輯 黃宇