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圖1.（a）熱電偶陣列由一條炭黑線和八條線交叉組成
印在聚酯箔上的銀(b） 在隨后的四次測量中記錄熱電偶輸出
接頭溫度高達(dá)150°C，而端子溫度保持在25°C，導(dǎo)致溫度升高
差值ΔT為125°C。2.材料和方法
制造的熱電偶是基于兩種商用絲網(wǎng)印刷油墨
銀色墨水Loctite-EDAG-PF-050-E&C和碳黑墨水Loctite-EDAG-PR-406-B-E&C。八
2018年會(huì)議記錄，2，803，第2頁，共4頁
一排排的銀路徑在末端被一行炭黑交叉，形成一個(gè)八行的陣列
熱電偶。這樣的安排有助于讀出八個(gè)熱電偶只用九個(gè)
連接而不是16個(gè)，這是一個(gè)優(yōu)勢，當(dāng)應(yīng)用程序的空間
接線受限。首先，碳黑油墨是絲網(wǎng)印刷到聚酯箔上使用90
線/cm網(wǎng)，并在150°C下固化30分鐘。隨后，使用120°C印刷銀
螺紋/cm絲網(wǎng)，并在150°C下固化30分鐘。圖1a描述了絲網(wǎng)印刷熱電偶
在寵物箔上。銀線在末端與炭黑線接觸，從而形成八條
等距熱電偶。3D打印外殼中的彈簧加載觸點(diǎn)用于
熱電偶的電氣連接。制造的熱電偶也適用于
例如，通過頂部箔的層壓來嵌入。由一個(gè)電壓表使用
切換銀色連接的多路復(fù)用器。
（a） （二）
圖1.（a）熱電偶陣列由一條炭黑線和八條線交叉組成
印在聚酯箔上的銀(b） 在隨后的四次測量中記錄熱電偶輸出
接頭溫度高達(dá)150°C，而端子溫度保持在25°C，導(dǎo)致溫度升高
差值ΔT為125°C。
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
在試驗(yàn)中，熱電偶的特性在150°C的溫度下進(jìn)行
將熱電偶接頭加熱至150°C，同時(shí)將接頭保持在25°C的鉆機(jī)
使用水回火鋁塊。結(jié)與
因此，連接ΔT為125°C。輸出電壓和結(jié)溫（測量
在冷卻過程中記錄了PT 100），如圖1b所示。最大值
在150°C和熱電偶的連接溫度下，開路輸出電壓為0.7 mV
輸出特性在較高溫度下具有輕微的非線性，靈敏度也會(huì)增加。
熱電偶輸出特性在連續(xù)四次測量中幾乎相同。
由于基板箔是柔性的，熱電偶也會(huì)遇到變形
可能會(huì)影響輸出電壓。研究是否存在顯著交叉敏感性
本文介紹了熱電偶的溫度輸出和變形，并進(jìn)行了變形試驗(yàn)
執(zhí)行不同溫度。熱電偶和應(yīng)變計(jì)被印在紙上
鋼（圖2a所示），在100 mm長上承受5 mm撓度
產(chǎn)生5×10的應(yīng)變−4[6]。由于鋼基體厚度（0.6mm），12倍
與較薄的PET基板相比，由于楊氏菌的存在，可以獲得更高的應(yīng)變
模量為200gpa，試樣上保持均勻變形，因此鋼
用基體代替PET基體進(jìn)行彎曲試驗(yàn)。用于彎曲打印的紙張
鋼固定在一個(gè)夾緊裝置的一側(cè)和另一側(cè)的可移動(dòng)缺口（參見
圖2b）。缺口的一側(cè)被電動(dòng)舞臺(tái)上下移動(dòng)。至
彎曲時(shí)，應(yīng)將試驗(yàn)裝置置于氣候室中，以便于加熱。設(shè)置
鋼板和電動(dòng)舞臺(tái)如圖2b所示。
2018年第2803號(hào)訴訟，共4頁
（a） （二）
圖2.（a）帶四線連接和銀炭黑的絲網(wǎng)印刷銀應(yīng)變計(jì)
印制在絕緣鋼板上的熱電偶，用于彎曲特性(b） 彎曲試驗(yàn)裝置
由電動(dòng)舞臺(tái)和夾緊組成。
彎曲試驗(yàn)在40、60、80和100°C的溫度下進(jìn)行，而
熱電偶連接和應(yīng)變計(jì)連接保持在室溫下。這個(gè)
熱電偶和應(yīng)變計(jì)的輸出如圖3a、b所示。應(yīng)變計(jì)顯示
彎曲時(shí)阻力的增加。熱電偶輸出電壓僅隨
彎曲過程中，溫度在恒定溫度下輸出保持恒定。因此
熱電偶幾乎沒有輸出電壓對(duì)變形的假交叉靈敏度
這對(duì)于測量柔性基板上的溫度至關(guān)重要。
（a） （二）
圖3.當(dāng)機(jī)動(dòng)舞臺(tái)偏轉(zhuǎn)時(shí)，樣品放置在氣候室中
基板（100mm以上5mm撓度）(a） 溫度40至40的熱電偶輸出
當(dāng)基板在100 mm長度上偏轉(zhuǎn)5 mm時(shí)，100°C，實(shí)際上對(duì)
可觀察到變形(b） 應(yīng)變計(jì)在撓度過程中的電阻變化
溫度40至40的基底基底（5mm撓度超過100mm）(a） 溫度為40至40℃時(shí)熱電偶的輸出
100°C時(shí)，基板在100 mm的長度上偏轉(zhuǎn)5 mm，幾乎對(duì)溫度不敏感
可以觀察到變形(b） 變形過程中應(yīng)變片電阻的變化
40至100°C溫度下的基板。
隨后，一個(gè)塑料棒在一邊加熱的圖像記錄與制造
熱電偶陣列（圖4b），圖4a顯示了用紅外相機(jī)記錄的同一物體。
圖4a，b中的紅十字標(biāo)志著紅外相機(jī)觀測到的最高溫度。這個(gè)
紅外相機(jī)測得的溫度分布與溫度分布一致
用熱電偶陣列測量。
2018年會(huì)議記錄，2，803，第4頁，共4頁
圖4.將一側(cè)加熱的塑料棒放置在熱電偶陣列上，然后測量溫度
利用紅外相機(jī)和熱電偶陣列測量梯度(a） 熱成像
用紅外線攝像機(jī)記錄的加熱棒(b） 測量棒的溫度，用
熱電偶陣列。
4.展望
未來的工作將涉及實(shí)現(xiàn)熱電偶矩陣的狀態(tài)監(jiān)測
啟用樣本的2D溫度讀數(shù)，同時(shí)減少連接數(shù)量。
作者貢獻(xiàn)：M.K.制作了樣品，進(jìn)行了測量并撰寫了論文，B.M。
參與熱電偶讀數(shù)裝置的設(shè)計(jì)，C.O.協(xié)助制造過程，B.J.和
W.H.監(jiān)督工作并審查論文。
資助：這項(xiàng)工作得到了“LCM K2共生機(jī)電一體化中心”的支持
奧地利彗星K2計(jì)劃的框架。
利益沖突：作者聲明沒有利益沖突。創(chuàng)始贊助者在選舉中沒有任何作用
研究設(shè)計(jì)；在數(shù)據(jù)的收集、分析或解釋中；在手稿的寫作中
公布結(jié)果的決定。 |
