一種熱電材料的熱電性能測試儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于半導體材料測試裝置，具體涉及一種熱電材料的熱電性能測試儀。
【背景技術】
[0002]熱電材料是一種能將熱能和電能之間直接轉換的特殊功能材料，具有廣泛的應用前景。在環境污染和能源危機日益嚴重的今天，進行新型熱電材料的研宄具有很強的現實意義。
[0003]熱電材料的熱電性能主要通過測量溫差電動勢和電導率再進行計算得到。目前，用于熱電材料測量的設備，由于涉及對樣品溫度的精確控制，要求每改變一次溫度設置，加熱或降溫過程不能過于快速，必須緩慢進行。這必然導致了測試過程的緩慢，而且在測試過程中全程每個步驟都需要人手進行操作。
[0004]例如，針對某一特定測試條件進行的測試，都必須人手配置一次儀器，然后等待待測樣品滿足測試的溫度條件后，又需要記錄下當前測試樣品兩極的溫差和電勢差，以便測試結束后計算熱電系數。同時，為了能更詳細精確的了解待測樣品的熱電性能，必然需要對樣品進行多種不同測試條件下的測試，針對同一測試環境，也需要進行多次測試以驗證樣品在同一測試環境下的一致性。故此，針對一個待測樣品的測試往往需要一段相當長的時間，相比較而言需要人手操作的時間很短，而其中等待的時間占較大的比重。這樣極大的浪費了人力，導致效率低下。
[0005]為了提高測試效率，節省人手，需要引入一種自動化測試手段，可以設置多組溫度值得組合，在測試開始前就把測試過程所需的各種溫度組合配置好，測試過程中，各種測量以及記錄數據的工作都由測試裝置自動完成，實驗人員只需在測試完成后，把數據導出并進行分析處理即可，這樣就可以極大的提高測試效率，極大的節省人力成本。
【實用新型內容】
[0006]基于【背景技術】中所提及到的問題，本實用新型提出一種熱電材料的熱電性能測試儀，目的在于利用FPGA建立一套配置存儲、數據存儲以及任務調度系統，使測試的過程都由自動測試儀自動進行控制以及測量，盡可能的減少人手操作在測試過程中所占的比重，實現測試過程的人員最優化配置。
[0007]本實用新型所采用的技術方案如下:
[0008]一種熱電材料的熱電性能測試儀，包括
[0009]一上位機，具有操作及顯示界面，用于對測試過程所需測試的溫度組合進行設定，及測試過程各種數據的顯示；
[0010]一測試控制裝置，基于FPGA，用于對測試過程進行調度和控制；以及
[0011]一測試執行裝置，用于測試過程中對熱電材料樣品進行加熱或制冷的溫度控制，以及測量溫差電動勢和電導率。
[0012]于本實用新型的一個或多個實施例中，所述測試控制裝置包括配置存儲模塊、數據存儲模塊、任務調度模塊、溫度測控模塊、電壓測量模塊以及上位機接口模塊；
[0013]所述配置存儲模塊，用于儲存來自上位機的溫度組合設置；
[0014]所述數據存儲模塊，用于儲存測試過程中所測得的溫度以及電壓值；
[0015]所述任務調度模塊，用于在測試過程中依次調用預設定的各組溫度組合進行測試；
[0016]所述溫度測控模塊，用于計算測試執行裝置的溫度控制電路所需的加熱或制冷值，并驅動所述測試執行裝置；
[0017]所述電壓測量模塊，用于測量獲取由所述測試執行裝置所反饋的熱電材料樣品兩極的電壓值；
[0018]所述上位機接口模塊，用于上位機與測試控制裝置進行通信。
[0019]本實用新型與現有技術相比，其優越性體現在:
[0020]1)整個測試過程只需要測試人員在開始階段進行操作，把多組測試所需的溫度組合預存于測試儀當中，依次加載并進行控制，期間測量儀自動運行，不再需要人手操作，可極大的節省人力，提尚效率。
[0021]2)對溫度的測控以及對電動勢的測量的功能都是以硬件形式固化在FPGA中，各種測試條件通過可配置的寄存器的方式實現。
[0022]3)測量儀的核心部分基于FPGA來設計實現，可根據不同的種溫度、電壓測控裝置修改固件，方便對傳統的人手操作的舊設備進行升級。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型的自動測試儀的組成示意圖。
[0024]圖2為本實用新型的測試控制裝置的功能框架示意圖。
[0025]圖3為本實用新型的測試控制裝置的工作流圖。
【具體實施方式】
[0026]如下結合附圖，對本申請方案作進一步描述:
[0027]如圖1所示，本實用新型的自動測試儀，包括
[0028]一上位機1，具有操作及顯示界面，用于對測試過程所需測試的溫度組合進行設定，及測試過程各種數據的顯示；
[0029]一測試控制裝置2，基于FPGA，用于對測試過程進行調度和控制；以及
[0030]一測試執行裝置3，用于測試過程中對熱電材料樣品進行加熱或制冷的溫度控制，以及測量溫差電動勢和電導率。
[0031 ] 所述上位機1作為人機交互接口，測試人員在測試開始前，通過上位機1的操作及顯示界面對測試過程中所需的各種溫度組合進行預設置，設置完成后由上位機1發送給測試控制裝置2。
[0032]所述測試執行裝置3可采用現有的執行裝置或定制裝置，其應具有實現對測試樣品溫度調節的溫度控制電路，及對測試過程中樣品溫差電動勢進行測試的電動勢測量電路。
[0033]所述測試控制裝置2為基于FPGA的硬件系統，其獲取上位機所設定的參數，通過寄存器的方式存于系統中。
[0034]在測試過程中，測試控制裝置2從寄存器中依次調出當前測試所用的溫度組合設定，并以此來控制測試執行裝置3中的溫度控制電路，具體為，使待測樣品兩極的溫度上升或下降。
[0035]當所測溫度達到符合預設的溫度差并穩定一段時間后，從測試執行裝置3的電動勢測量電路中獲取測量數據，并實時上載所測量得到的各種數據至上位機1中，由上位機1顯示與記錄測試過程，并對測試數據(主要是熱電材料兩極的溫度數據與電動勢數據)進行分析處理，評估熱電材料的熱電性能。
[0036]如圖