一種基於斜面接觸的微弱接觸力的鍍層接觸電阻測試裝置的製造方法

2023-07-27 05:20:41 5

專利名稱:一種基於斜面接觸的微弱接觸力的鍍層接觸電阻測試裝置的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於斜面接觸的微弱接觸力的鍍層接觸電阻測試裝置，包括支架、轉軸、步進電機、轉角支架、滑軌、第一滑塊、第二滑塊、第一次傾角斜面、第二次傾角斜面、第一調節螺杆、第二調節螺杆、第一固定塊及第一導杆及第二導杆。本實用新型能夠用於精確測量微弱接觸力的鍍層接觸電阻，及其隨力加載過程中的接觸電阻隨加載力之間的變化關係，其靜態的接觸力加載方式可以避免接觸測試中出現的對待測接觸面的二次塑形問題，避免影響測試結果，且其實現成本較低。
【專利說明】
-種基於斜面接觸的微弱接觸力的媳層接觸電阻測試裝置
技術領域
[0001] 本實用新型設及一種鍛層接觸電阻測試裝置，具體設及一種基於斜面接觸的微弱 接觸力的鍛層接觸電阻測試裝置。
【背景技術】
[0002] 目前，已知的接觸電阻測試方法普遍採用待測壓頭與待測接觸面的直接接觸結 構，在加載力情況下進行直接的接觸電阻評估。基於該思路的接觸電阻精密測試要求極為 精確的力加載機構W保證在加力動態過程中待測接觸面的穩定性，同時為降低自身寄生阻 抗對測試結果的影響，對測試壓頭的形狀及材料都有嚴格要求，都使接觸電阻的精確測試 變得複雜。與此同時，在上述加力控制過程，W目前較為高級的機械步進控制的自動加力機 為例，其反饋控制過程不可避免的會對接觸界面造成二次塑型，直接影響實際接觸界面的 接觸電阻測試準確性。而在保證加力穩定性及準確性的更為高級的應用場合中，基於壓電 晶體的微弱力執行器可極為精準的進行微弱接觸力加載，但其成本極為高昂。除上述問題 之外，在實際的電接觸測試場合中，其電連接方式即使使用四線制，仍然會有部分的寄生電 阻無法去除，其包含在測試結果內，使得測試精確度大打折扣。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供了一種基於斜面接觸的微 弱接觸力的鍛層接觸電阻測試裝置，該裝置能夠精確測量微弱接觸力的鍛層接觸電阻，成 本較低。
[0004] 為達到上述目的，本實用新型所述的基於斜面接觸的微弱接觸力的鍛層接觸電阻 測試裝置包括支架、轉軸、步進電機、轉角支架、滑軌、第一滑塊、第二滑塊、第一次傾角斜 面、第二次傾角斜面、第一調節螺杆、第二調節螺杆、第一固定塊及第一導杆及第二導杆；
[0005] 其中，步進電機位於支架上，支架的上表面固定有第二固定塊，轉角支架的下端套 接於第二固定塊的上端上，轉軸的一端穿過轉角支架及第二固定塊，轉軸的另一端與步進 電機的輸出軸相連接，滑軌固定於轉角支架上，滑軌上設有軌道，第一滑塊的下端及第二滑 塊的下端均設有與所述軌道相配合的凸起，第一固定塊固定於滑軌的上表面，第一固定塊 位於第一滑塊與第二滑塊之間，第一導杆的一端與第一固定塊的一側面相連接，第一導杆 的另一端插入於所述第一滑塊內，第二導杆的一端固定於第一固定塊的另一側面，第二導 杆的另一端插入於第二滑塊內，第一導杆上套接於第一彈黃，第二導杆上套接有第二彈黃， 其中，第一彈黃位於第一固定塊與第一滑塊之間，第二彈黃位於第一固定塊與第二滑塊之 間，第一調節螺杆穿過導軌的側面與第一滑塊的側面相接觸，第二調節螺杆穿過導軌的側 面與第二滑塊相連接，第一調節螺杆、第一滑塊、第一導杆、第一固定塊、第二導杆、第二滑 塊及第二調節螺杆依次分布且在同一直線上；
[0006] 第一次傾角斜面通過第一旋轉軸固定於第一滑塊的上部，第二次傾角斜面第二旋 轉軸固定於第二滑塊的上部，待測試樣放置於第一次傾角斜面與第二次傾角斜面上，待測 試樣的側面設有鍛層。
[0007] 所述第一旋轉軸及第二旋轉軸均包括套筒、活動軸忍、第一緊固鎖定螺釘及第二 緊固鎖定螺釘，活動軸忍空套於套筒內，活動軸忍與套筒之間設有若干滾珠，活動軸忍的兩 端設有內螺紋，第一緊固鎖定螺釘穿過套筒的一端伸入到活動軸忍的一端內，第二緊固鎖 定螺釘穿過套筒的另一端伸入到活動軸忍的另一端內，第一滑塊的上部設有第=固定塊， 第一次傾角斜面的端部設有第一凹槽，第=固定塊位於所述第一凹槽內，第一旋轉軸中的 套筒穿過所述第一凹槽的壁面及第=固定塊，且第一旋轉軸中套筒的外壁與第一凹槽的壁 面相連接;第二滑塊的上部設有第四固定塊，第二次傾角斜面的端部設有第二凹槽，第四固 定塊位於所述第二凹槽內，第二旋轉軸中的套筒穿過第二凹槽的壁面及第四固定塊，第二 旋轉軸中套筒的外壁與第二凹槽的壁面相連接。
[0008] 所述第一次傾角斜面的上表面固定有第一測試斜面樣塊，第二次傾角斜面的上表 面固定有第二測試斜面樣塊，待測樣品放置於第一測試斜面樣塊及第二測試斜面樣塊上。
[0009] 第一次傾角斜面與第一測試斜面樣塊通過第一螺釘相連接，
[0010] 第二次傾角斜面與第二測試斜面樣塊通過第二螺釘相連接。
[0011] 支架通過螺栓固定於測試平臺上。
[0012] 待測樣品為圓柱型結構。
[0013] 本實用新型具有W下有益效果：
[0014] 本實用新型所述的基於斜面接觸的微弱接觸力的鍛層接觸電阻測試裝置在具體 操作時，將設有鍛層的待測試樣放置於第一次傾角斜面及第二次傾角斜面上，通過待測試 樣自身重量來對第一次傾角斜面及第二次傾角斜面施加接觸力，避免傳統方法動態加載過 程對接觸界面的二次塑型，通過步進電機及第一旋轉軸及第二旋轉軸調節於第一次傾角斜 面及第二次傾角斜面的傾斜度，通過第一調節螺杆及第二調節螺杆調節第一次傾角斜面與 第二次傾角斜面之間的間距，在實際操作時，通過多次調整第一次傾角斜面與第二次傾角 斜面之間的夾角，再通過差分處理，即可消除傳統接觸電阻測試中無法去除的寄生電阻影 響，操作較為簡單，測試的成本低廉，精度較高。
【附圖說明】

[0015] 圖1為本實用新型的正面圖；
[0016] 圖2為本實用新型的立體圖；
[0017] 圖3為本實用新型中第一旋轉軸111及第二旋轉軸112的結構示意圖；
[0018] 圖4為本實用新型中第一旋轉軸111及第二旋轉軸112的截面圖；
[0019] 圖5為本實用新型測試過程中結構示意圖；
[0020] 圖6為本實用新型測試過程中待測試樣的受力圖；
[0021] 圖7為本實用新型測試過程中力的分解圖；
[0022] 圖8為本實用新型測試過程中電阻的測試原理圖。
[0023] 其中，1為支架、2為轉角支架、3為滑軌、4為第一滑塊、5為第二滑塊、6為第一次傾 角斜面、7為第二次傾角斜面、8為第一測試斜面樣塊、9為第二測試斜面樣塊、10為第一固定 塊、111為第一旋轉軸、112為第二旋轉軸、12為第一導杆、131為第一緊固鎖定螺釘、132為第 二緊固鎖定螺釘、14為套筒、15為活動軸忍、16為滾珠、171為第一調節螺杆、172為第二調節 螺杆。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述：
[0025] 參考圖1、圖2、圖3及圖4,本實用新型所述的基於斜面接觸的微弱接觸力的鍛層接 觸電阻測試裝置包括支架1、轉軸、步進電機、轉角支架2、滑軌3、第一滑塊4、第二滑塊5、第 一次傾角斜面6、第二次傾角斜面7、第一調節螺杆171、第二調節螺杆172、第一固定塊10及 第一導杆12及第二導杆;步進電機位於支架1上，支架1的上表面固定有第二固定塊，轉角支 架2的下端套接於第二固定塊的上端上，轉軸的一端穿過轉角支架2及第二固定塊，轉軸的 另一端與步進電機的輸出軸相連接，滑軌3固定於轉角支架2上，滑軌3上設有軌道，第一滑 塊4的下端及第二滑塊5的下端均設有與所述軌道相配合的凸起，第一固定塊10固定於滑軌 3的上表面，第一固定塊10位於第一滑塊4與第二滑塊5之間，第一導杆12的一端與第一固定 塊10的一側面相連接，第一導杆12的另一端插入於所述第一滑塊4內，第二導杆的一端固定 於第一固定塊10的另一側面，第二導杆的另一端插入於第二滑塊5內，第一導杆12上套接於 第一彈黃，第二導杆上套接有第二彈黃，其中，第一彈黃位於第一固定塊10與第一滑塊4之 間，第二彈黃位於第一固定塊10與第二滑塊5之間，第一調節螺杆171穿過導軌的側面與第 一滑塊4的側面相接觸，第二調節螺杆172穿過導軌的側面與第二滑塊5相連接，第一調節螺 杆171、第一滑塊4、第一導杆12、第一固定塊10、第二導杆、第二滑塊5及第二調節螺杆172依 次分布且在同一直線上;第一次傾角斜面6通過第一旋轉軸111固定於第一滑塊4的上部，第 二次傾角斜面7第二旋轉軸112固定於第二滑塊5的上部，待測試樣放置於第一次傾角斜面6 與第二次傾角斜面7上，待測試樣的側面設有鍛層。
[00%]需要說明的是，所述第一旋轉軸111及第二旋轉軸112均包括套筒14、活動軸忍15、 第一緊固鎖定螺釘131及第二緊固鎖定螺釘132,活動軸忍15空套於套筒14內，活動軸忍15 與套筒14之間設有若干滾珠16,活動軸忍15的兩端設有內螺紋，第一緊固鎖定螺釘131穿過 套筒14的一端伸入到活動軸忍15的一端內，第二緊固鎖定螺釘132穿過套筒14的另一端伸 入到活動軸忍15的另一端內，第一滑塊4的上部設有第=固定塊，第一次傾角斜面6的端部 設有第一凹槽，第=固定塊位於所述第一凹槽內，第一旋轉軸111中的套筒14穿過所述第一 凹槽的壁面及第=固定塊，且第一旋轉軸111中套筒14的外壁與第一凹槽的壁面相連接;第 二滑塊5的上部設有第四固定塊，第二次傾角斜面7的端部設有第二凹槽，第四固定塊位於 所述第二凹槽內，第二旋轉軸112中的套筒14穿過第二凹槽的壁面及第四固定塊，第二旋轉 軸112中套筒14的外壁與第二凹槽的壁面相連接;第一次傾角斜面6的上表面固定有第一測 試斜面樣塊8,第二次傾角斜面7的上表面固定有第二測試斜面樣塊9,待測樣品放置於第一 測試斜面樣塊8及第二測試斜面樣塊9上;第一次傾角斜面6與第一測試斜面樣塊8通過第一 螺釘相連接;第二次傾角斜面7與第二測試斜面樣塊9通過第二螺釘相連接;支架1通過螺栓 固定於測試平臺上;待測樣品為圓柱型結構。
[0027] 本實用新型的測試過程為：
[0028] 將待測試樣放置於調節好的第一次傾角斜面6與第二次傾角斜面7上，從而形成一 對接觸電阻Rci及Rc2。基於四線法將微歐計電壓高位El、電壓低位El、電流高位Il、電流低位 12連接於第一次傾角斜面6及第二次傾角斜面7的電極上，從而獲得串聯迴路中的總阻值。
[0029] 參考圖6及圖7,待測試樣與第一次傾角斜面6與第二次傾角斜面7之間的正接觸力 fi及f2滿足如下關係：
[0030]
[0031] 其中目1及目2為基於水平平面為參考的傾角值，其由次傾角目bl及目b2與主傾角目m修正 得出；
[0032] 參考圖8,測得的總電阻為Rm,在四線法的測試迴路中存在串聯若干寄生電阻，其 滿足於Rpl+Rp2+Rcl+Rc2+Rs = Rm，其中，妃2瓜勸兩個接觸面的接觸電阻，接觸電阻的影響因素 包含表面粗糖度Ra,設接觸電阻Rc為接觸壓力f的函數Rc = k/f;Rpi及Rp2為四線法接觸端到 測試平面的寄生阻抗，Rs為待測試樣的電阻，其關係如公式（1)所示。通過改變兩級的傾角 參考實現基於圓柱體自身重力對與接觸壓力相關的接觸電阻Rc的擾動，從而根據（1)式得 出不同接觸壓力下的接觸電阻Rc變化趨勢。
[0033]
[0034] 通過多次傾角下的接觸電阻測試結果，得出鍛層接觸電阻關於接觸力的總和Rpi+ Rp2+Rcl+Rc2+Rs = Rm。進而通過擬合方法得出在該測試迴路中的Rp成Rp2，I?c成Rc2 ,進而得出接 觸力與接觸電阻的係數k，通過k值比較和標定不同的鍛層接觸電阻特性，最後優選出具有 良好接觸特性的鍛層材料。
【主權項】
1. 一種基於斜面接觸的微弱接觸力的鍍層接觸電阻測試裝置，其特徵在於，包括支架 (1)、轉軸、步進電機、轉角支架(2)、滑軌(3)、第一滑塊(4)、第二滑塊(5)、第一次傾角斜面 (6) 、第二次傾角斜面(7)、第一調節螺杆（171)、第二調節螺杆（172)、第一固定塊（10)及第 一導杆(12)及第二導杆； 其中，步進電機位於支架（1)上，支架（1)的上表面固定有第二固定塊，轉角支架（2)的 下端套接於第二固定塊的上端上，轉軸的一端穿過轉角支架(2)及第二固定塊，轉軸的另一 端與步進電機的輸出軸相連接，滑軌(3)固定於轉角支架(2)上，滑軌(3)上設有軌道，第一 滑塊(4)的下端及第二滑塊(5)的下端均設有與所述軌道相配合的凸起，第一固定塊（10)固 定於滑軌（3)的上表面，第一固定塊（10)位於第一滑塊(4)與第二滑塊(5)之間，第一導杆 (12)的一端與第一固定塊(10)的一側面相連接，第一導杆（12)的另一端插入於所述第一滑 塊(4)內，第二導杆的一端固定於第一固定塊（10)的另一側面，第二導杆的另一端插入於第 二滑塊(5)內，第一導杆(12)上套接於第一彈簧，第二導杆上套接有第二彈簧，其中，第一彈 簧位於第一固定塊(10)與第一滑塊(4)之間，第二彈簧位於第一固定塊（10)與第二滑塊(5) 之間，第一調節螺杆（171)穿過導軌的側面與第一滑塊(4)的側面相接觸，第二調節螺杆 (172)穿過導軌的側面與第二滑塊(5)相連接，第一調節螺杆(171)、第一滑塊(4)、第一導杆 (12)、第一固定塊(10)、第二導杆、第二滑塊(5)及第二調節螺杆(172)依次分布且在同一直 線上； 第一次傾角斜面(6)通過第一旋轉軸（111)固定於第一滑塊(4)的上部，第二次傾角斜 面(7)第二旋轉軸（112)固定於第二滑塊(5)的上部，待測試樣放置於第一次傾角斜面(6) 與第二次傾角斜面(7)上，待測試樣的側面設有鍍層。2. 根據權利要求1所述的基於斜面接觸的微弱接觸力的鍍層接觸電阻測試裝置，其特 徵在於，所述第一旋轉軸（111)及第二旋轉軸（112)均包括套筒（14)、活動軸芯（15)、第一緊 固鎖定螺釘（131)及第二緊固鎖定螺釘（132)，活動軸芯（15)空套於套筒（14)內，活動軸芯 (15)與套筒（14)之間設有若干滾珠（16)，活動軸芯（15)的兩端設有內螺紋，第一緊固鎖定 螺釘(131)穿過套筒（14)的一端伸入到活動軸芯（15)的一端內，第二緊固鎖定螺釘(132)穿 過套筒（14)的另一端伸入到活動軸芯（15)的另一端內，第一滑塊(4)的上部設有第三固定 塊，第一次傾角斜面(6)的端部設有第一凹槽，第三固定塊位於所述第一凹槽內，第一旋轉 軸（111)中的套筒（14)穿過所述第一凹槽的壁面及第三固定塊，且第一旋轉軸（111)中套筒 (14)的外壁與第一凹槽的壁面相連接;第二滑塊(5)的上部設有第四固定塊，第二次傾角斜 面(7)的端部設有第二凹槽，第四固定塊位於所述第二凹槽內，第二旋轉軸（112)中的套筒 (14)穿過第二凹槽的壁面及第四固定塊，第二旋轉軸（112)中套筒（14)的外壁與第二凹槽 的壁面相連接。3. 根據權利要求1所述的基於斜面接觸的微弱接觸力的鍍層接觸電阻測試裝置，其特 徵在於，所述第一次傾角斜面(6)的上表面固定有第一測試斜面樣塊(8)，第二次傾角斜面 (7) 的上表面固定有第二測試斜面樣塊(9)，待測樣品放置於第一測試斜面樣塊(8)及第二 測試斜面樣塊(9)上。4. 根據權利要求3所述的基於斜面接觸的微弱接觸力的鍍層接觸電阻測試裝置，其特 徵在於，第一次傾角斜面(6)與第一測試斜面樣塊(8)通過第一螺釘相連接。5. 根據權利要求4所述的基於斜面接觸的微弱接觸力的鍍層接觸電阻測試裝置，其特 徵在於，第二次傾角斜面(7)與第二測試斜面樣塊(9)通過第二螺釘相連接。6. 根據權利要求1所述的基於斜面接觸的微弱接觸力的鍍層接觸電阻測試裝置，其特 徵在於，支架(1)通過螺栓固定於測試平臺上。7. 根據權利要求1所述的基於斜面接觸的微弱接觸力的鍍層接觸電阻測試裝置，其特 徵在於，待測樣品為圓柱型結構。
【文檔編號】G01R27/02GK205720436SQ201620311298
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月14日
【發明人】陳雄, 賀永寧
【申請人】西安交通大學