电触头材料接触电阻自动测试装置

摘要

电触头材料接触电阻自动测试装置，涉及电触头材料接触电阻测试装置。它为解决目前没有可自动控制接触压力、支持多触头连续测量的电触头材料接触电阻测试装置。纵向和横向滑台均设置在机座的上表面上；纵向滑台通过横向与纵向滑台连接件与横向滑台相连；横向与纵向滑台连接件的上端固定设置有竖直滑台；竖直滑台上固定设置有压力传感器；压力传感器连接件的两端分别与弹性元件和压力传感器相连；探针通过探针夹具装设在探针夹具连接件上；多触头夹具体固定设置在纵向滑台的上表面上；待测电触头固定装设在多触头夹具体上；它实现了对触头接触力的自动控制和对多个触头的接触电阻的连续测量，具有测量准确、操作方便，效率高的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电触头材料接触电阻测试装置。

背景技术

用于开关、继电器、电气连接及电气接插元件的电接触材料，又称电触头材料。一般 分强电用触头材料和弱电用触头材料两种。电触头材料是我国发电、输配电和用电设备 的关键功能材料和重要基础材料，应用和涉及的领域极其广泛，其产品质量或其技术水平 直接影响甚至制约我国诸多领域和行业的高端产品的发展。

所谓接触电阻，即两个紧密接触的联结点对流过的电流的阻碍，无论是精细的IC插 座还是粗大的螺栓固定的汇流排连接均存在着接触电阻。接触电阻是评价机电元件连接性 能和可靠性的重要依据。接触电阻的存在，增加了导体在通电时的损耗，使接触处的温度 升高，其值的大小直接影响回路正常工作时的载流能力。因此，接触电阻的数值是对回路 进行检修、质量验收的一项重要数据。

目前国外电触点材料制造商的专业试验室如日本田中公司、美国领先大都克公司均具 有测试铆钉式触点材料冷态接触电阻的专用化测试仪器，其自动化程度高、测试精度高的 特点为触头材料的深层次开发及工艺环节的发展提供了试验验证条件与保障条件。我国国 家标准GB/T15078-1994《贵金属电触点材料接触电阻的测量方法》规定了贵金属及其合 金电触点材料接触电阻的测量方法(静态接触)，并适用于其他金属及合金电触点材料的 使用，但未开展相关实用的自动化测试设备的研发。电器触头的接触电阻与其接触面情况 相关，包括实际接触面积，接触表面材质等。而当触头受到外界压力时，会使触头表面产 生形变，改变触头实际接触面积，从而改变接触电阻。电器触头材料静接触特性即电器触 头压力与接触电阻的变化规律。目前没有可自动控制接触压力、支持多触头连续测量的用 于分析电器触头压力与接触电阻的变化规律的装置。

发明内容

本发明为了解决目前没有可自动控制接触压力、支持多触头连续测量的电触头材料接 触电阻测试装置；而提出的电触头材料接触电阻自动测试装置。

电触头材料接触电阻自动测试装置，它包括竖直滑台、控制组件、压力传感器、压 力传感器连接件、弹性元件、探针夹具连接件、探针夹具、探针、多触头夹具体、纵向滑 台、机座、横向滑台和横向与纵向滑台连接件；所述弹性元件采用六棱形环状弹性元件； 所述纵向滑台和横向滑台均设置在机座的上表面上；所述横向滑台沿机座一条侧边设置； 纵向滑台与横向滑台垂直设置；纵向滑台通过横向与纵向滑台连接件与横向滑台相连；所 述横向与纵向滑台连接件的上端固定设置有竖直滑台；竖直滑台上固定设置有压力传感 器；所述压力传感器连接件的一端与弹性元件的一个侧壁固定连接；所述压力传感器连接 件的另一端与压力传感器相连接；所述弹性元件的与固定有压力传感器连接件的侧壁相对 的侧壁上固定设置有探针夹具连接件；所述探针通过探针夹具装设在探针夹具连接件上； 所述多触头夹具体固定设置在纵向滑台的上表面上；待测电触头固定装设在多触头夹具体 上；所述探针与装设有待测电触头的多触头夹具体相对设置；所述压力传感器的压力传感 信号输出端与控制组件的压力传感信号输入端相连；所述控制组件的横向滑台控制信号输 出端和纵向滑台控制信号输出端分别连接横向滑台的横向滑台控制信号输入端和纵向滑 台的纵向滑台控制信号输入端；所述控制组件的竖直滑台控制信号输出端与竖直滑台的竖 直滑台控制信号输入端相连。

本发明实现了对触头接触力的自动控制和对多个触头的接触电阻的连续测量，具有测 量准确、操作方便，效率高的优点。

附图说明

图1为本申请所述电触头材料接触电阻自动测试装置的结构示意图；图2为具体实施 方式二所述控制组件2的模块结构示意图；图3为具体实施方式三所述控制组件2的模块 结构示意图；图4为多触头夹具体9的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述电触头材料接触电阻自 动测试装置，它包括竖直滑台1、控制组件2、压力传感器3、压力传感器连接件4、弹性 元件5、探针夹具连接件6、探针夹具7、探针8、多触头夹具体9、纵向滑台10、机座 11、横向滑台12和横向与纵向滑台连接件13；所述弹性元件5采用六棱形环状弹性元件； 所述纵向滑台10和横向滑台12均设置在机座11的上表面上；所述横向滑台12沿机座 11一条侧边设置；纵向滑台10与横向滑台12垂直设置；纵向滑台10通过横向与纵向滑 台连接件13与横向滑台12相连；所述横向与纵向滑台连接件13的上端固定设置有竖直 滑台1；竖直滑台1上固定设置有压力传感器3；所述压力传感器连接件4的一端与弹性 元件5的一个侧壁固定连接；所述压力传感器连接件4的另一端与压力传感器3相连接； 所述弹性元件5的与固定有压力传感器连接件4的侧壁相对的侧壁上固定设置有探针夹具 连接件6；所述探针8通过探针夹具7装设在探针夹具连接件6上；所述多触头夹具体9 固定设置在纵向滑台10的上表面上；待测电触头固定装设在多触头夹具体9上；所述探 针8与装设有待测电触头的多触头夹具体9相对设置；所述压力传感器3的压力传感信号 输出端与控制组件2的压力传感信号输入端相连；所述控制组件2的横向滑台控制信号输 出端和纵向滑台控制信号输出端分别连接横向滑台12的横向滑台控制信号输入端和纵向 滑台10的纵向滑台控制信号输入端；所述控制组件2的竖直滑台控制信号输出端与竖直 滑台1的竖直滑台控制信号输入端相连。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在 于控制组件2包括单片机控制器2-1、可编程控制器2-2、模数转换器2-3、数模转换器2-4、 四线法电压检测器2-5和四线法电流检测器2-6；所述单片机控制器2-1的模数转换数据 输入端与模数转换器2-3的模数转换数据输出端相连；模数转换器2-3的压力传感数据信 号输入端即为控制组件2的压力传感信号输入端；模数转换器2-3的电压检测数据信号输 入端和电流检测数据信号输入端分别连接四线法电压检测器2-5的电压检测数据信号输 出端和四线法电流检测器2-6的电流检测数据信号输出端；所述单片机控制器2-1的电流 检测控制信号输出端与数模转换器2-4的电流检测控制信号输入端相连；数模转换器2-4 的电流检测控制信号输出端与四线法电流检测器2-6的电流检测控制信号输入端相连；所 述单片机控制器2-1的横向滑台控制信号输出端和纵向滑台控制信号输出端即为所述控 制组件2的横向滑台控制信号输出端和纵向滑台控制信号输出端；所述单片机控制器2-1 的控制数据信号输出输入端与可编程控制器2-2的控制数据信号输出输入端相连；可编程 控制器2-2的竖直滑台控制信号输出端即为所述控制组件2的竖直滑台控制信号输出端。 其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二不同点在 于控制组件2还包括显示器2-7；所述显示器2-7的显示数据输入端与单片机控制器2-1 的显示数据输出端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在 于多触头夹具体9包括夹具基座9-1、夹具体9-2、四块挡板9-3、导电板9-4、两根接线 柱9-5和N个相同的夹具组件；所述N的取值范围为大于或等于4的偶数；所述夹具体 9-2通过四块挡板9-3固定装设在夹具基座9-1上表面上；所述沿夹具体9-2长度方向的 中心轴线处设置有导电板9-4；所述导电板9-4沿宽度方向的两条侧边上分别设置有一个 接线柱9-5；所述导电板9-4沿长度方向的两条侧边上分别对称设置有N/2个V形卡槽； 所述N个夹具组件分别固定装设在夹具体9-2上的夹具组件槽内；所述N个夹具组件均 分为两组；所述每个夹具组件分别对应一个V形卡槽；所述夹具组件包括T形夹具头9-6、 夹具弹簧9-7和操作手柄9-8；所述夹具弹簧9-7设置在T形夹具头9-6和操作手柄9-8 之间；操作手柄9-8通过夹具弹簧9-7实现T形夹具头9-6动作。其它组成和连接方式与 具体实施方式一相同。

附图1中竖直滑台1采用IAI公司生产的型号为TX-28L的滑台。

附图1中横向滑台12采用IAI公司生产的型号为RCP2-SA5C的滑台。

附图1中纵向滑台10采用北京科盈创拓科技发展有限公司的型号为LY111DPY50M -F滑台。

附图1中压力传感器3采用HBM公司生产的型号为PW4MC3的压力传感器。

附图2中探针夹具连接件6采用HAITAN公司生产的型号为GH-201的水平式快速 夹具。

工作过程及原理：

所述竖直滑台1、压力传感器3、压力传感器连接件4、弹性元件5、探针夹具连接件 6、探针夹具7、探针8组成触头接触力控制装置，通过竖直滑台1对位移的控制实现对 弹性元件5变形的控制，即实现对接触力的控制。在接触力控制过程中，压力传感器3 测量接触力并反馈给控制组件2，实现闭环控制。所述纵向滑台10和横向滑台12分别实 现多触头夹具体9与探针8之间沿纵向和横向的相对移动，保证在多触头夹具体9上的各 个触头都能与探针8准确接触。通过测得触头压力曲线，采用四线法接线方式测得电阻曲 线，从而分析电器触头材料静接触特性，即电器触头压力与接触电阻的变化规律。所述夹 具基座9-1与纵向滑台10通过螺栓连接。夹具体9-2在夹具基座9-1上的定位通过夹具基 座9-1上的凹槽的侧面和限位面实现。所述的导电板9-4通过螺栓固连在夹具体9-2上， 导电板9-4上的接线柱9-5方便接线。所述的夹具头9-6在夹具弹簧9-7的压力下将待测 触头夹紧在导电板9-4上相应的V形槽上，同时可以通过操纵操作手柄9-82实现待测触 头的放入与取出。所述的夹具头9-6采用绝缘材料，从而实现待测触头与夹具基座9-1的 绝缘。在装置装配完成后，需要对多触头夹具体9进行定位。具体实施方法如下，将探针 8更换为带针尖的钢针，通过纵向滑台10、横向滑台12和竖直滑台1的快动和微动将钢 针的针尖逐个接触到导电板9-4上的各个V形卡槽的上表面的根部，并通过控制组件2 记录下各个V形卡槽所需纵向滑台10、横向滑台12的位移，完成定位。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发 明的具体实施只局限于这些说明。对于本所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本 发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权 利要求书确定的专利保护范围。