[發(fā)明專利]一種分?jǐn)嗍诫娊佑|熔焊力測(cè)試裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210150794.0
• 申請(qǐng)日: 2012-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN102706498A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬駿;王毅;肖周;吳建昆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明貴研金峰科技有限公司
• 主分類號(hào): G01L5/00
• 分類號(hào): G01L5/00
• 代理公司: 昆明今威專利商標(biāo)代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬導(dǎo)體電接觸領(lǐng)域，特別是涉及電接觸熔焊力的測(cè)量裝置和方法。

背景技術(shù)

金屬導(dǎo)體間通過機(jī)械接觸，從而可以使電流通過的狀態(tài)稱為電接觸。電接觸分為滑動(dòng)接觸、分?jǐn)嘟佑|、滑動(dòng)分?jǐn)嘟佑|、固定接觸等幾種形式。其中分?jǐn)嘟佑|使用最為廣泛，常見的開關(guān)、繼電器、接觸器、起動(dòng)器等均屬于此范圍，材料性能基本上決定了其開斷能力和接觸可靠性能。在分?jǐn)嘟佑|中，兩接觸點(diǎn)材料一般采用銀、銅、金、鉑等的單質(zhì)金屬、合金或其復(fù)合材料，負(fù)擔(dān)接通、斷開電路及負(fù)載的任務(wù)，在兩觸點(diǎn)（也稱為觸頭、鉚釘、導(dǎo)電片等，下統(tǒng)一稱為觸點(diǎn)）閉合和斷開過程中會(huì)發(fā)生熔焊。熔焊分兩種情況：觸頭閉合或閉合彈跳時(shí)產(chǎn)生的電弧使兩個(gè)觸頭表面一部分熔化，閉合后觸頭熔化的部分凝固，使觸頭焊接在一起，被稱為動(dòng)熔焊；另一種熔焊發(fā)生在觸點(diǎn)閉合后，觸頭傳輸?shù)碾娏鹘?jīng)過分散的收縮狀接觸區(qū)產(chǎn)生高密度電流，從而在微小區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生大量的熱量，使溫度升高，溫升超過一定值就會(huì)使這些微區(qū)最終熔接一起，我們稱之為靜熔焊。發(fā)生熔焊后，如果焊點(diǎn)強(qiáng)度小于分?jǐn)嗔Γ瑒t觸點(diǎn)還能分開，受熔焊力作用，觸點(diǎn)分?jǐn)鄤?dòng)作會(huì)有一定延時(shí)；如果熔焊力超過分?jǐn)嗔κ褂|頭不能斷開就發(fā)生死焊，導(dǎo)致分?jǐn)嚯娊佑|系統(tǒng)失效，我們稱之為不完全熔焊。由于熔焊使得分?jǐn)噙^程中需要額外施加的力，大于設(shè)定值（如簧片的最大拉力）判定為失效。根據(jù)觸頭動(dòng)作時(shí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況分為動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)。

熔焊與觸點(diǎn)的材料、接觸壓力、形狀、表面膜狀況及工作電壓電流、電路負(fù)載情況（阻性、容性、感性、燈性等）均有關(guān)。目前在應(yīng)用中對(duì)熔焊的判斷主要是通過將觸點(diǎn)安裝到簧片等機(jī)件上形成繼電器、接觸器、真空開關(guān)等器件在一定的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)觸點(diǎn)間發(fā)生熔焊不能有效分?jǐn)鄷r(shí)認(rèn)為發(fā)生熔焊，此時(shí)采用拉力計(jì)掛在器件的動(dòng)接點(diǎn)上，施力直至兩熔焊接點(diǎn)分開測(cè)得的力值為熔焊力。采用最終發(fā)生死焊時(shí)來測(cè)量熔焊力會(huì)遺漏發(fā)生熔焊但又分?jǐn)嗟那闆r，而這種情況在一些關(guān)鍵應(yīng)用中仍會(huì)引起故障。當(dāng)需要對(duì)熔焊的各個(gè)影響要素進(jìn)行考察或研究時(shí)采用拉力計(jì)的方法就明顯不能滿足要求了。

目前熔焊力的檢測(cè)有幾種方法，最簡(jiǎn)單的是上面所述的在觸點(diǎn)發(fā)生熔焊后利用拉簧應(yīng)力計(jì)將動(dòng)觸點(diǎn)拉開，應(yīng)力計(jì)最大值即為熔焊力，此方法不能檢測(cè)靜熔焊和不完全熔焊，且不能做實(shí)時(shí)檢測(cè)。還有一種方法是通過在靜觸點(diǎn)下端安裝壓電晶片，經(jīng)過電荷放大器放大信號(hào)，通過峰值電壓保持電路指示熔焊力大小，但由于壓電基片的轉(zhuǎn)換關(guān)系是非線性關(guān)系，測(cè)量精度受影響且成本較高。此外，通過在動(dòng)觸點(diǎn)端加裝彈簧測(cè)力計(jì)，在彈簧拉斷觸點(diǎn)焊橋時(shí)，測(cè)力計(jì)獲得熔焊力的值，由于增加的彈簧易晃動(dòng)，導(dǎo)致動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)對(duì)位不準(zhǔn)確，彈簧在一定程度上也存在非線性問題。無論采取何種檢測(cè)方法在熔焊檢測(cè)過程中均存在精度(真實(shí)反應(yīng)熔焊力情況)、穩(wěn)定性(在幾萬次分?jǐn)鄤?dòng)作中保持一致)、靈敏度(能檢測(cè)微小的熔焊力)等要求，這些參數(shù)越高越好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明分?jǐn)嗍诫娊佑|熔焊力測(cè)試裝置如圖1所示，主要由安裝基座、壓力傳感器、片式應(yīng)變簧片、外部支架、觸點(diǎn)夾具組成。片式應(yīng)變簧片固定作用力在垂直方向，觸點(diǎn)安裝在夾具中，外部支架可上下移動(dòng)調(diào)節(jié)。觸點(diǎn)夾具貫穿片式應(yīng)變簧片并與壓力傳感器相連，片式應(yīng)變簧片連接觸點(diǎn)夾具及外部支架，外部支架可上下移動(dòng)調(diào)節(jié)壓力傳感器輸出零點(diǎn)；所述施力機(jī)構(gòu)配有激振器、氣缸或線性電機(jī)，并在施力裝置末端固定有夾具，實(shí)驗(yàn)觸點(diǎn)固定在夾具上。

在豎直放置的情況下，在動(dòng)觸點(diǎn)未閉合時(shí)，微調(diào)外部支持體，通過簧片作用，抵消夾具和觸點(diǎn)自重產(chǎn)生的壓力，使得力學(xué)傳感器輸出信號(hào)為零。則在分?jǐn)嚅_始時(shí)刻施力機(jī)構(gòu)施加的閉合壓力和下觸點(diǎn)的支持力存在力學(xué)平衡，與下觸點(diǎn)剛性連接的力學(xué)傳感器檢測(cè)出支持力的大小。當(dāng)分?jǐn)嚅_始后施力機(jī)構(gòu)逐步減小閉合壓力直至為零，如果沒有熔焊力的存在，則支持力降低為零后不再變化，如圖3所示。如果存在熔焊力，則施力機(jī)構(gòu)需施加一額外向上的力拉開粘接在一起的觸點(diǎn)，此時(shí)力學(xué)傳感器上會(huì)出現(xiàn)一負(fù)向變化的力，直到熔焊部分被拉開，支持力才會(huì)回到零點(diǎn)，如圖4所示。

如圖3的熔焊力測(cè)試裝置配用的施力機(jī)構(gòu)，施力機(jī)構(gòu)可以是激振器、氣缸或線性電機(jī)，其下部固定有夾具，觸點(diǎn)固定在夾具上，導(dǎo)線連接在夾具上，通電后可。施力機(jī)構(gòu)和測(cè)試裝置可上置、下置或以其它方向放置。壓力傳感器引出的信號(hào)線接后端放大儀表，后端使用峰值保持電路或計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集裝置即可得到最大熔焊力值。所述施力機(jī)構(gòu)采用激振器、氣缸或直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在控制下連續(xù)施加或減小閉合接觸壓力，其下部固定有夾具，觸點(diǎn)固定在夾具上，導(dǎo)線連接在夾具上，測(cè)量時(shí)通電，