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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150°C，而端子溫度保持在25°C，導致溫度升高
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
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一排排的銀路徑在末端被一行炭黑交叉，形成一個八行的陣列
熱電偶。這樣的安排有助于讀出八個熱電偶只用九個
連接而不是16個，這是一個優(yōu)勢，當應用程序的空間
接線受限。首先，碳黑油墨是絲網印刷到聚酯箔上使用90
線/cm網，并在150°C下固化30分鐘。隨后，使用120°C印刷銀
螺紋/cm絲網，并在150°C下固化30分鐘。圖1a描述了絲網印刷熱電偶
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。由一個電壓表使用
切換銀色連接的多路復用器。
（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150°C，而端子溫度保持在25°C，導致溫度升高
差值ΔT為125°C。
3.實驗結果
在試驗中，熱電偶的特性在150°C的溫度下進行
將熱電偶接頭加熱至150°C，同時將接頭保持在25°C的鉆機
使用水回火鋁塊。結與
因此，連接ΔT為125°C。輸出電壓和結溫（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，熱電偶也會遇到變形
可能會影響輸出電壓。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，并進行了變形試驗
執(zhí)行不同溫度。熱電偶和應變計被印在紙上
鋼（圖2a所示），在100 mm長上承受5 mm撓度
產生5×10的應變−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基體進行彎曲試驗。用于彎曲打印的紙張
鋼固定在一個夾緊裝置的一側和另一側的可移動缺口（參見
圖2b）。缺口的一側被電動舞臺上下移動。至
彎曲時，應將試驗裝置置于氣候室中，以便于加熱。設置
鋼板和電動舞臺如圖2b所示。
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（a） （二）
圖2.（a）帶四線連接和銀炭黑的絲網印刷銀應變計
印制在絕緣鋼板上的熱電偶，用于彎曲特性(b） 彎曲試驗裝置
由電動舞臺和夾緊組成。
彎曲試驗在40、60、80和100°C的溫度下進行，而
熱電偶連接和應變計連接保持在室溫下。這個
熱電偶和應變計的輸出如圖3a、b所示。應變計顯示
彎曲時阻力的增加。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變形的假交叉靈敏度
這對于測量柔性基板上的溫度至關重要。
（a） （二）
圖3.當機動舞臺偏轉時，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
當基板在100 mm長度上偏轉5 mm時，100°C，實際上對
可觀察到變形(b） 應變計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℃時熱電偶的輸出
100°C時，基板在100 mm的長度上偏轉5 mm，幾乎對溫度不敏感
可以觀察到變形(b） 變形過程中應變片電阻的變化
40至100°C溫度下的基板。
隨后，一個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顯示了用紅外相機記錄的同一物體。
圖4a，b中的紅十字標志著紅外相機觀測到的最高溫度。這個
紅外相機測得的溫度分布與溫度分布一致
用熱電偶陣列測量。
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圖4.將一側加熱的塑料棒放置在熱電偶陣列上，然后測量溫度
利用紅外相機和熱電偶陣列測量梯度(a） 熱成像
用紅外線攝像機記錄的加熱棒(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現(xiàn)熱電偶矩陣的狀態(tài)監(jiān)測
啟用樣本的2D溫度讀數，同時減少連接數量。
作者貢獻：M.K.制作了樣品，進行了測量并撰寫了論文，B.M。
參與熱電偶讀數裝置的設計，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：這項工作得到了“LCM K2共生機電一體化中心”的支持
奧地利彗星K2計劃的框架。
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
研究設計；在數據的收集、分析或解釋中；在手稿的寫作中
公布結果的決定。 |
