[發明專利]一種法向壓力施加裝置

無效

• 申請號: 201110193695.6
• 申請日: 2011-07-12
• 公開（公告）號: CN102353480A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 周怡琳;劉利彪;許良軍
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G01L1/04
• 分類號: G01L1/04;G01R27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及弱電電接觸測試領域，特別涉及一種法向壓力施加裝置。?

背景技術

電接觸廣泛存在于電子和電力系統中，元件之間、電路之間、設備之間乃至元件內部之間都需要可靠的電子連接。在電子連接的兩個元件之間，存在接觸電阻，影響接觸電阻的因素主要有接觸斑點形狀、接觸形式、接觸壓力、溫度、污染、接觸面的光潔度、導體材料性質、表面鍍層等。?

其中，接觸壓力是一項重要因素。沒有足夠的壓力，只靠加大接觸面的外形尺寸，并不能使接觸電阻有明顯的下降。?

接觸電阻包括收縮電阻和膜層電阻，當增大接觸壓力F，材料受壓超過彈性變形的極限，就會產生塑性變形，這時接觸面增加，接觸點數也增加，收縮電阻減小。同時，增大接觸壓力可以壓碎金屬表面的薄膜，使膜層電阻下降。所以接觸壓力的大小，會顯著影響接觸電阻值的大小。?

此外，在微動和滑動過程中，接觸壓力的大小直接影響接觸對的摩擦力的大小，進而影響接觸對的摩擦和磨損特性。接觸壓力的大小會對接觸電阻造成顯著的影響。?

為保證電接觸的可靠性，得到低值而穩定的接觸電阻。進行相關的實驗是電接觸研究中必不可少的環節。在電接觸領域，特別是對于通信用低壓連接器，采用的接觸壓力較小，但接觸壓力的變化范圍較寬，從幾克力到上百克力。因此，要求實驗裝置必須可以進行小壓力的準確施加，在動態接觸電阻測試中更要求實驗裝置本身的側向(相對實驗裝置的垂直方向)剛度大能抵抗側向剪切力，垂直方向剛度小，可減少加載力的損失，同時要有一定的?抗反彈能力，可減小實驗中觸頭的跳動，保證接觸壓力的準確穩定。?

圖1為現有的電接觸測試系統中法向壓力(接觸壓力)施加裝置示意圖。參見圖1，該法向壓力施加裝置包括砝碼101、滾花圓螺母102、導柱103、平衡彈簧104、線性軸承105、支撐板106以及觸頭夾具107。其中，?

砝碼101，用于調整施加在接觸區上的法向壓力的大小；?

滾花圓螺母102，通過內螺紋與導柱103配合，用于調節導柱103相對于線性軸承105上、下的位移，即調節觸頭相對于樣片之間的距離；?

導柱103，為階梯軸，貫穿整個結構，上端通過螺紋與滾花圓螺母102配合，由平衡彈簧平衡其重量，砝碼101可加載于導柱103頂端，由導柱103將砝碼101產生的負載傳遞至底端的接觸區；?

平衡彈簧104，導柱103從平衡彈簧104中心穿過，滾花圓螺母102架設置在平衡彈簧104上，用于平衡滾花圓螺母102、導柱103、觸頭夾具107和觸頭的重量，平衡彈簧104的一端設置在滾花圓螺母102上，另一端設置在導柱103的臺階上；?

線性軸承105，通過螺釘將其固定在支撐板106上，用于限制導柱103的自由度，使導柱103只能上下運動；?

支撐板106，用螺母固定在在支撐住上，將整個法向壓力施加裝置架起一定的高度，提供合適的操作空間；?

觸頭夾具107，通過過盈配合和導柱103裝配在一起，用于將觸頭固定在導柱103底部；?

該法向壓力施加裝置可以通過旋轉滾花圓螺母102，從而調整導柱103下伸的長度，從而調整導柱103下端裝夾的觸頭與樣片之間的距離，實驗開始前首先調整觸頭和樣片之間的距離，把觸頭調整到剛剛接觸到樣片，接觸壓力為零的初始位置，然后加載砝碼101，開始實驗。?

由上述可見，現有的電接觸測試系統中法向壓力施加裝置存在以下不足：?

一、動態接觸電阻測試實驗中法向壓力不穩定，在滑動情況下，因為觸?頭和樣片表面不是絕對的平滑，都有一定的粗糙度，所以在觸頭相對于樣片進行滑動的時候，由于彈簧的剛度較小，觸頭會因為瞬時向上的沖擊產生跳躍現象，而該法向壓力施加裝置并沒有抑制觸頭向上彈跳的結構，導致法向壓力的大小會突變，并且觸頭向上彈跳的時候造成觸頭和樣片之間的電路會斷路，導致實驗數據突變；?

二、結構側向間隙沒有消除，不能抵抗側向剪切力，導柱與線性軸承是過渡配合，他們之間有間隙，在滑動這種大幅度往復運動情況下，導柱就會周期性的對線性軸承產生撞擊，時間長了，會影響設備的實驗精度；?

三、安裝觸頭不方便，觸頭如果直接安裝，不能和機械系統絕緣，實驗中為了將觸頭和觸頭夾持結構(觸頭夾具107)進行絕緣，會將觸頭放入塑料管中，再將其整體插入觸頭夾具中，這個過程需要較大的力，并且，如果用力過大，將導致塑料管破裂，就會使觸頭和觸頭夾具導通失去絕緣性，進而導致實驗的失敗。?