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图1.（a）热电偶阵列由一条炭黑线和八条线交叉组成
印在聚酯箔上的银(b） 在随后的四次测量中记录热电偶输出
接头温度高达150°C，而端子温度保持在25°C，导致温度升高
差值ΔT为125°C。2.材料和方法
制造的热电偶是基于两种商用丝网印刷油墨
银色墨水Loctite-EDAG-PF-050-E&C和碳黑墨水Loctite-EDAG-PR-406-B-E&C。八
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一排排的银路径在末端被一行炭黑交叉，形成一个八行的阵列
热电偶。这样的安排有助于读出八个热电偶只用九个
连接而不是16个，这是一个优势，当应用程序的空间
接线受限。首先，碳黑油墨是丝网印刷到聚酯箔上使用90
线/cm网，并在150°C下固化30分钟。随后，使用120°C印刷银
螺纹/cm丝网，并在150°C下固化30分钟。图1a描述了丝网印刷热电偶
在宠物箔上。银线在末端与炭黑线接触，从而形成八条
等距热电偶。3D打印外壳中的弹簧加载触点用于
热电偶的电气连接。制造的热电偶也适用于
例如，通过顶部箔的层压来嵌入。由一个电压表使用
切换银色连接的多路复用器。
（a） （二）
图1.（a）热电偶阵列由一条炭黑线和八条线交叉组成
印在聚酯箔上的银(b） 在随后的四次测量中记录热电偶输出
接头温度高达150°C，而端子温度保持在25°C，导致温度升高
差值ΔT为125°C。
3.实验结果
在试验中，热电偶的特性在150°C的温度下进行
将热电偶接头加热至150°C，同时将接头保持在25°C的钻机
使用水回火铝块。结与
因此，连接ΔT为125°C。输出电压和结温（测量
在冷却过程中记录了PT 100），如图1b所示。最大值
在150°C和热电偶的连接温度下，开路输出电压为0.7 mV
输出特性在较高温度下具有轻微的非线性，灵敏度也会增加。
热电偶输出特性在连续四次测量中几乎相同。
由于基板箔是柔性的，热电偶也会遇到变形
可能会影响输出电压。研究是否存在显著交叉敏感性
本文介绍了热电偶的温度输出和变形，并进行了变形试验
执行不同温度。热电偶和应变计被印在纸上
钢（图2a所示），在100 mm长上承受5 mm挠度
产生5×10的应变−4[6]。由于钢基体厚度（0.6mm），12倍
与较薄的PET基板相比，由于杨氏菌的存在，可以获得更高的应变
模量为200gpa，试样上保持均匀变形，因此钢
用基体代替PET基体进行弯曲试验。用于弯曲打印的纸张
钢固定在一个夹紧装置的一侧和另一侧的可移动缺口（参见
图2b）。缺口的一侧被电动舞台上下移动。至
弯曲时，应将试验装置置于气候室中，以便于加热。设置
钢板和电动舞台如图2b所示。
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（a） （二）
图2.（a）带四线连接和银炭黑的丝网印刷银应变计
印制在绝缘钢板上的热电偶，用于弯曲特性(b） 弯曲试验装置
由电动舞台和夹紧组成。
弯曲试验在40、60、80和100°C的温度下进行，而
热电偶连接和应变计连接保持在室温下。这个
热电偶和应变计的输出如图3a、b所示。应变计显示
弯曲时阻力的增加。热电偶输出电压仅随
弯曲过程中，温度在恒定温度下输出保持恒定。因此
热电偶几乎没有输出电压对变形的假交叉灵敏度
这对于测量柔性基板上的温度至关重要。
（a） （二）
图3.当机动舞台偏转时，样品放置在气候室中
基板（100mm以上5mm挠度）(a） 温度40至40的热电偶输出
当基板在100 mm长度上偏转5 mm时，100°C，实际上对
可观察到变形(b） 应变计在挠度过程中的电阻变化
温度40至40的基底基底（5mm挠度超过100mm）(a） 温度为40至40℃时热电偶的输出
100°C时，基板在100 mm的长度上偏转5 mm，几乎对温度不敏感
可以观察到变形(b） 变形过程中应变片电阻的变化
40至100°C温度下的基板。
随后，一个塑料棒在一边加热的图像记录与制造
热电偶阵列（图4b），图4a显示了用红外相机记录的同一物体。
图4a，b中的红十字标志着红外相机观测到的最高温度。这个
红外相机测得的温度分布与温度分布一致
用热电偶阵列测量。
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图4.将一侧加热的塑料棒放置在热电偶阵列上，然后测量温度
利用红外相机和热电偶阵列测量梯度(a） 热成像
用红外线摄像机记录的加热棒(b） 测量棒的温度，用
热电偶阵列。
4.展望
未来的工作将涉及实现热电偶矩阵的状态监测
启用样本的2D温度读数，同时减少连接数量。
作者贡献：M.K.制作了样品，进行了测量并撰写了论文，B.M。
参与热电偶读数装置的设计，C.O.协助制造过程，B.J.和
W.H.监督工作并审查论文。
资助：这项工作得到了“LCM K2共生机电一体化中心”的支持
奥地利彗星K2计划的框架。
利益冲突：作者声明没有利益冲突。创始赞助者在选举中没有任何作用
研究设计；在数据的收集、分析或解释中；在手稿的写作中
公布结果的决定。 |
