接触电阻测试研究

接触电阻测试研究
摘要：本文介绍了接触电阻的定义、测试方法；另列举各类接插件和开关产品的接触电阻测试方法及要求，并对如何降低电气线路的接触电阻进行了阐述。

关键词： 接触电阻接插件开关
Abstract：The definition and methods of contact resistance on electrical contact materials was analysis in this paper. This article introduces the different contact resistance tests about
electrical connectors and switches in detail. The methods which can be used to avoid
electrical contact materials invalidation were summarized.
Key words：Contact resistance Electrical connectors Switches
1 接触电阻定义
人们通常希望电器接点在接触部位对电路的阻碍作用为零, 即接触电阻为零。

然而大量实验表明, 电器接触部位的电阻或多或少地存在, 对电路的影响无法忽略。

因此,研究电器的接触电阻,以减少对电路的影响变得非常重要。

为方便起见, 首先定义触点的一些概念。

1）电器触点:继电器、交流接触器、开关、电机整流子,滑环均为电器接点的范畴。

2）接触电阻:两个接触元件在接触部位产生的电阻，例如接插件。

此两类电阻都可用仪器测得。

接触元件的工作可靠与否, 本质上就在于其接触部位的电阻稳定与否。

在显微镜下观察连接器接触件的表面，尽管镀金层十分光滑，则仍能观察到5-10微米的凸起部分。

会看到插合的一对接触件的接触，并不整个接触面的接触，而是散布在接触面上一些点的接触。

实际接触面必然小于理论接触面。

根据表面光滑程度及接触压力大小，两者差距有的可达几千倍。

实际接触面可分为两部分；一是真正金属与金属直接接触部分。

即金属间无过渡电阻的接触微点，亦称接触斑点，它是由接触压力或热作用破坏界面膜后形成的。

部分约占实际接触面积的5-10%。

二是通过接触界面污染薄膜后相互接触的部分。

因为任何金属都有返回原氧化物状态的倾向。

实际上，在大气中不存在真正洁净的金属表面，即使很洁净的金属表面，一旦暴露在大气中，便会很快生成几微米的初期氧化膜层。

例如铜只要2-3分钟，镍约30分钟，铝仅需2-3秒钟，其表面便可形成厚度约2微米的氧化膜层。

即使特别稳定的贵金属金，由于它的表面能较高，其表面也会形成一层有机气体吸附膜。

此外，大气中的尘埃等也会在接触件表面形成沉积膜。

因而，从微观分析任何接触面都是一个污染面。

综上所述，真正接触电阻应由以下几部分组成；
1) 集中电阻（收缩电阻）
电流通过实际接触面时，由于电流线收缩（或称集中）显示出来的电阻。

将其称为集中电阻或收缩电阻。

收缩电阻:接触元件,无论加工多么精致,从微观上看其表面总是凸凹不平的, 因此, 当两个接触元件彼此接触时, 其表面不可能完整地接触,真正接触的是个别区域, 其他区域并没有直接接触。

即实际接触面积要比“视在”的接触面积小。

在真正接触的区域中, 一些是金属对金属的接触, 称为“金属接触”; 另一些是靠覆盖在接触处的单分子薄膜通过孔道效应和穿透薄膜的金属桥导电的, 称为“半导体”接触或“膜”接触; 还有一些接触点覆盖着完全不导电的绝缘膜, 如氧化膜和硫化膜,不能导电,可称为“绝缘接触”。

剩下的其它点因为表面不平, 完全没有接触, 不导电, 可称为“非接触点”。

我们想象电流象磁力线一样也有电流线。

当电流流过“金属接触”点时, 由于电流象水一样通过筛孔时受到收缩而产生阻力, 这种阻力称为收缩电阻。

图1 导体接触处实际导电截面积骤减而产生收缩电阻
导体接触处实际导电截面积骤减而产生收缩电阻，见图1。

一定长度的导线的电阻大小取决于其长度和截面积，即 R=KL/S 式中：K为导线的电阻率，其值由金属的材料决定；L 为导线的长度；S为导线的截面积。

当截面积S骤减时，电阻率K和长度L不变，则电阻会骤然增大，必然造成连接部位发热增加，乃至产生危险温度，构成引燃火源。

如果连接部位松动，则可能出现放电打火现象，如继电器或接触器的触点或触头在打开或闭合时，经常产生电火花或电弧，也成为产生电火灾的隐患。

2) 膜层电阻
膜电阻:接触元件表面因污染、化学腐蚀等原因而形成的一层导电性很差的物质(包含尘埃膜、吸附膜、无机膜、有机膜等) , 由此而形成的接触电阻称为膜电阻。

膜电阻和收缩电阻形成了接触元件之间的接触电阻。

当接触压力很小时,有些膜电阻很大,这时的接触电阻主要取决于膜电阻。

而接触压力很大时, 各种薄膜因破裂而大大降低了电阻, 这时起主要作用的是收缩电阻。

膜电阻的大小与膜的种类有关,不同的无机膜,其膜电阻也不同。

此外, 膜电阻的大小还与膜的厚度有关,膜越厚,电阻越大。

3) 导体电阻
实际测量电连接器接触件的接触电阻时，都是在接点引出端进行的，故实际测得的接触电阻还包含接触表面以外接触件和引出导线本身的导体电阻。

导体电阻主要取决于金属材料本身的导电性能，它与周围环境温度的关系可用温度系数来表征。

为便于区分，将集中电阻加上膜层电阻称为真实接触电阻。

而将实际测得包含有导体电阻的称为总接触电阻。

在实际测量接触电阻时，常使用按开尔文电桥四端子法原理设计的接触电阻测试仪（毫欧计），其专用夹具夹在被测接触件端接部位两端，故实际测量的总接触电阻R由以下三部分组成，可由下式表示：
R= RC + Rf + Rp,式中：RC—集中电阻；Rf—膜层电阻；Rp—导体电阻。

接触电阻检验目的是确定电流流经接触件的接触表面的电触点时产生的电阻。

如果有大电流通过高阻触点时，就可能产生过分的能量消耗，并使触点产生危险的过热现象。

在很多应用中要求接触电阻低且稳定，以使触点上的电压降不致影响电路状况的精度。

2 接触电阻的测量方法
测量接触电阻除用毫欧计外,也可用伏-安计法,安培-电位计法。

在连接微弱信号电路中，设定的测试数条件对接触电阻检测结果有一定影响。

因为接触表面会附有氧化层，油污或其他污染物，两接触件表面会产生膜层电阻。

由于膜层为不良导体，随膜层厚度增加，接触电阻会迅速增大。

膜层在高的接触压力下会机械击穿，或在高电压、大电流下会发生电击穿。

但对某些小型连接器设计的接触压力很小，工作电流电压仅为mA和mV级，膜层电阻不易被击穿，接触电阻增大可能影响电信号的传输。

在GB5095“电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法”中的接触电阻测试方法之一，“接触电阻-毫伏法”规定，为防止接触件上膜层被击穿，测试回路交流或直流的开路峰值电压应不大于20mV，交流或直流的测试中电流应不大于100mA。

在GJB1217“电连接器试验方法”中规定有“低电平接触电阻”和“接触电阻”两种试验方法。

其中低电平接触电阻试验方法基本内容与上述GB5095中的接触电阻-毫伏法相同。

目的是评定接触件在加上不改变物理的接触表面或不改变可能存在的不导电氧化薄膜的电压和电流条件下的接触电阻特性。

所加开路试验电压不超过20mV，试验电流应限制在100mA。

在这一电平下的性能足以表现在低电平电激励下的接触界面的性能。

而接触电阻试验方法目的是测量通过规定电流的一对插合接触件两端或接触件与测量规之间的电阻。

通常采用这一试验方法施加的规定电流要比前一种试验方法大得多。

如军标GJB101“小圆形快速分离耐环境电连接器总规范”中规定；测量时电流为1A，接触对串联后，测量每对接触对的电压降，取其平均值换算成接触电阻值。

接触电阻测量主要受接触件材料、正压力、表面状态、使用电压和电流、测试引线等因素影响。

1) 接触件材料
电连接器技术条件对不同材质制作的同规格插配接触件，规定了不同的接触电阻考核指标。

如小圆形快速分离耐环境电连接器总规范GJB101-86规定，直径为1mm的插配接触件接触电阻，铜合金≤5mΩ,铁合金≤15mΩ。

热膨胀系数不同的两种金属导体连接部位的接触电阻：在实际生产中，电气线路经常采用的两种金属导线主要是铜和铝。

由于铝的热胀系数比铜大36%，所以发热时使铜端子增大而本身受到挤压，冷却后不能完全复原。

经过多次反复后，连接处逐渐松弛，连接部位接触电阻增大。

如连接处出现微小缝隙，则空气进入将导致铝导体表面氧化，接触电阻大大增加。

情况更加严重的是由于铜和铝的化学性质不同，当有水分进入铜和铝之间的缝隙时，将发生电解，使铝导体发生电化学腐蚀，导致接触状态急剧恶化，接触电阻急剧升高。

不同的金属相接触,会产生热电势,如果两边金属材料相同,就没有热电势的影响。

有3 种方法可以消除热电势的影响:
1、交流阻抗测量法：图2 中采用交流电流源、交流电压表和交流电流表进行测量,读取电压、电流的有效值, 代入公式R X=U/I中,计算结果虽然是交流阻抗, 但是在频率较低的情况下,可近似为直流电阻。

因为热电势是直流电压,不会影响交流电压的测量,所以交流测量方法可以消除热电势的影响。

图2中，金属1与金属2有一个界面，电流源施加的电流通过该界面，用电流表测出通过界面的电流I，电压表测量面两边的电压U，则界面的接触电阻R X 为：R X=U/I。

式中：U为电压表读出的界面两边的电压，I为电流表读出的通过界面的电流。

图2 接触电阻R X定义图（右图为等效电路）
2、正反两次测量法：使用直流测量仪器, 应该使电流源正反两个方向各测量一次,计算两次测量结果的平均值,可以消除热电势的影响。

计算方法见下式。

3、零电流法：使用直流测量仪器,先将电流设置为零,记录电压表的读数U0 ,再将电流设置为I ,记录电压表读数U1 ,利用以下公式计算接触电阻R X，直流脉冲式微欧计,就是利用这种方法。

2) 正压力
接触件的正压力是指彼此接触的表面产生并垂直于接触表面的力。

随正压力增加，接触微点数量及面积也逐渐增加，同时接触微点从弹性变形过渡到塑性变形。

由于集中电阻逐渐减小，而使接触电阻降低。

接触正压力主要取决于接触件的几何形状和材料性能。

3) 表面状态
接触件表面一是由于尘埃、松香、油污等在接点表面机械附着沉积形成的较松散的表膜，这层表膜由于带有微粒物质极易嵌藏在接触表面的微观凹坑处，使接触面积缩小，接触电阻增大，且极不稳定。

二是由于物理吸附及化学吸附所形成的污染膜，对金属表面主要是化学吸附，它是在物理吸附后伴随电子迁移而产生的。

故对一些高可靠性要求的产品，如航天用电连接器必须要有洁净的装配生产环境条件，完善的清洗工艺及必要的结构密封措施，使用单位必须要有良好的贮存和使用操作环境条件。

4) 使用电压、电流
使用电压达到一定阈值，会使接触件膜层被击穿，而使接触电阻迅速下降。

但由于热效应加速了膜层附近区域的化学反应，对膜层有一定的修复作用。

于是阻值呈现非线性。

在阈值电压附近，电压降的微小波动会引起电流可能二十倍或几十倍范围内变化。

使接触电阻发生很大变化，不了解这种非线性，就会在测试和使用接触件时产生错误。

当电流超过一定值时，接触件界面微小点处通电后产生的焦耳热作用而使金属软化或熔化，会对集中电阻产生影响，随之降低接触电阻。

图3、图4介绍了不同产品接触电阻测试中电压电流的选择。

图3 信号用插头、开关、继电器的接触电阻测量图
图4 大电流用插头、开关、继电器的接触电阻测量图
5）测试引线
一般推荐使用四线制测量。

接触电阻一般比较小, 比如电源插销与插座的接触电阻一般小于10 mΩ。

如何减小引线电阻的影响和测试电极接触电阻的影响是小电阻的测量的特殊问题。

采用四线测量法能够有效地消除引线电阻和接触电阻的影响。

如图5, 假设r1 , r2 , r3 , r4 , 分别代表电压表和电流回路的引线电阻和接触电阻, 因为电压表的输入阻抗很大, 通过电压表的电流几乎为0 ,所以A 、C 点等电位, B 、D 点等电位,电压表的读数能够反映A , B 点之间的电位差U ,而r1 , r2不影响电压测量；串联电路的各个点电流相等, A , B 两点不产生分流,所以电流表的读数I 正是通过被测电阻Rx的电流,而r3 , r4 不影响电流测量。

所以, U 和I 的比值,就是定义在A , B 两点之间的电阻值。

r1 , r2 , r3 , r4 , 和A , B 两点之外的引线均不影响测量结果。

在计量标准器具中,中低值标准电阻无一例外地采用了四端钮结构, 就是利用了这个原理。

在测量接触电阻时,必须采用四线法测量,还要注意电流测量端IH , IL 应跨在电压测量端PH , PL 之外。

图5 四线法消除引线对接触电阻的影响图
3 接插件接触电阻测试方法及要求
3.1 VW75173插接器接触电阻测试方法及要求：
接插件的电压降分为两部分：可分离部分的电压降，皱折压接部分的电压降，分别需符合表1、表2的相关规定。

测试方法见图6 。

表1 可分离部分的电压降要求
表2 皱折压接部分的电压降要求
图6 电压降测试图
试验电流采用表1和表2第三栏规定的数值。

插头连接部位通电并在发热稳定后，便进行电压降测量。

电压降不应超过表1和表2中第4栏和第7栏规定的数值。

扁形插头连接部位的电压降最高可达表1和表2第5栏规定的数值。

在汽车制造产品中，按DIN 50018 SFW 2.0进行电压降试验时，三次循环后，其测量数值是试验之前允许值的1.25倍；六次循环后，测量数值应是试验之前允许值的1.5倍。

扁形插头连接部位的腐蚀试验按DIN 40046 第11部分（试验Ka）进行：喷洒96小时，然后用蒸馏水擦净试件，在常温下老化24小时。

对于汽车制造产品的附加试验，按DIN 50018 SFW 2.0 S进行：要求3个试验循环；关于发动机室内的插头试验，应进行6次。

试验后电压降要求应符合表1和表2规定。

3.2 GM3191插接器接触电阻测试方法及要求：
真实接触电阻测试（低电平接触电阻测试法，应用于信号线）：这个方法测试出了接插片和接插件之间的阻抗，测试信号线，使用低能量测试（开路电压不超过20mV，回路电流不超过100mA）。

使用微电阻测试仪测试，电流电压不超过上述要求，需具备电阻补偿或电源反向测量的功能。

如图示7连接测试，使用探头测试A,B,C；测试中不应有机械振动，公式：RTotal Connection = RDE = RAB – RBC；要求：RTotal Connection≤10 mΩ；终端≤0.64mm,非贵重金属镀层的≤20 mΩ。

真实接触电阻测试（接触电阻测试法应用于其他线）：确保电气连接系统的阻抗一致性；使用电源、负载、数字万用表，通以产品规定的额定电流值；如图7示，在A,B,C三处采集电压，可以如图8示将所有的组成一个电流回路；电流选择为5 A/mm2 ，稳定30min，VTotal Connection = VDE = V AB – VBC；Total Connection Resistance = VTotal Connection /Test Current
图7 低电平接触电阻测试法图示
图8 多接插件电压降测试回路图示
压接电阻测试（接触电阻测试法）测量压接端的电阻，见图9；
VCrimp1 = VBC = V AC - (VFG)/2
VCrimp2 = VDE = VDF - (VFG)/2
RCrimp = VCrimp / Test Current
试验前与各项试验后的真实接触电阻需符合表3，压接电阻需符合表4要求。

图9 压接电阻测试图
表3真实接触电阻要求值
终端尺寸（mm）最大的总连接电阻
（mΩ）
≤0.64（一般镀层） 20.0
≤0.64（贵重金属镀层） 10.0 ≤1.5 10.0
≤2.8 5.0
≤6.35 1.5
≤8.0 1.0
≤9.5 0.8
表4 压接电阻要求值
3.3 QCT417、QCT 29106插接器接触电阻测试方法及要求：
真实接触电阻（电压降），在毫伏水平下的测量，试验电压不应超过DC 或AC 峰值电压20mV。

试验电流不应超过50mA。

按图10 所示，测量接触电阻。

相关导体的电阻应从测量值中减去。

图10 真实接触电阻测试图
测量应在5A/mm2电流强度下，达到热平衡后进行，除非另有规定。

如果用来试验的电线被焊接在测量点上，则不应影响插接件连接。

每对插接件应插接到位，初次插接后接触电阻最大为5mΩ，经过10 次插拔、电流循环、温/湿度循环、振动和盐雾试验后，接触电阻最大力10 mΩ，或为初次测量值的150％，由用户选择。

压接时的接触电阻（电压降），端子与电线连接处的电压降不大于表5的规定。

表5 压接电压降要求
端子与电线压接处的电压降试验按图11 所示，在端子与电线压接处中间位置至电线75mm长的电线处(剥去绝缘层钎焊牢固)的两点间测量，扣除75mm 长的电线电压降后既为端子与电线压接处的电压降。

当一个端子同时连接两根或两根以上电线时对各根电线分别施加电流以测量电压降。

图11 压接电压降测试图
3.4 比对分析
大众公司测试的主要为：可分离部分的接触电阻、压接+线束的接触电阻（此两个组成了线路的总接触电阻）；通用公司测试的主要为：真实接触电阻、压接部分的接触电阻；中国行业标准测试的主要为：真实接触电阻、压接部分的接触电阻。

从方法中可以看出，大众标准的测试全面，将接插件的对接部分、压接、线束都考虑了（见图6）；通用标准与我们行业标准测试方法类似，都是测试真实的接触电阻及压接的接触电阻，只考虑接插部分的接触电阻，两种测试方法中，真实接触电阻的测试方法一致，压接的接触电阻方法不同，通用标准测试点为连接端，行业标准的测试点为压接点，故行业标准的测试值略低于通用的要求，此并不是说明我们行业标准高于通用，而是因为彼此方法不同。

因此各公司或地区都有自己特色的测试方法，测试需要根据方法定判定要求，比对发现各标准要求值差异性不大，都在一个量级。

4 开关接触电阻测试方法及要求
4.1 VW80102、TL904开关接触电阻测试方法及要求：
根据应用的不同场合，使用表中的相应开关和按钮。

最小开关电流和额定电流以及符合型式在标准及图纸中详细说明。

在整个寿命范围内，不允许超过允许的电压降。

电压降是在插头入口和出口之间测量的。

对于带电缆接头的开关，导线的电压降应根据ISO6722第2部分确定的电阻值进行计算并与测量值相加。

报警信号灯开关、手制动灯开关在开关10次和耐久试验后，电压降要求＜250mV（在输入和输出接线柱间）。

表6 VW开关电压降要求
4.2 GM3431开关接触电阻测试方法及要求：
电压降测试是一项测试能量及相关温升的试验。

持续开路测试的电压值肯定高于工作一至两个循环后的值，故开始测试电压降试验前应先工作一次再行测试。

测试中需要注意保持参数的稳定：温度、压力、测试点位置等，以免导致误差。

建议采用四线制精度为0.001V 的数字或模拟表进行测量。

测试点建议选在接插件母端或者75mm线束处。

在负载电路稳定之后，采集电压降0.5-3.0s。

采集三次取平均值。

如果产品属于冲击性负载或间歇性负载，测试采用等效稳定负载进行测量。

有两种方法，一种为低电平接触电阻测试法，另一种为接触电阻测试法。

低电平接触电阻测试法，开路电压不超过20mV，回路电流不超过10mA。

电压表的内阻需要大于被测产品值100倍以上，且电压与电阻的测量准确度需达到±1%。

接触电阻测试法：常温下测量，给开关通以额定负载，采集触电端电压及电流。

将电源反向对接，再次测试电压及电流，采用正反两次测量法。

4.3 QCT198 开关接触电阻测试方法及要求：
开关施以额定负载时，其触点电压降应符合表7的规定；对短时工作制开关的触点电压降值可由供需双方商定。

开关在额定负载下，其耐久性应符合各类开关标准的具体规定。

开关经耐久试验后，其触点电压降值允许比表7增加67％，并应符合相关规定。

表7 QCT标准开关电压降要求
电流，A ≤10 ＞10～50 ＞50～200
电压降，mV≤80 ≤100 ≤150 先将开关施以标称电压和额定负载，使开关在带电状态下全转换三次，然后用直流毫伏表对各对触点按档位逐个进行测量，以此重复三次，三次测量的平均值应符合表7的规定。

4.4 比对分析
标准的趋势是额定电流越大，电压降要求值越低（电路其他部分损耗变大），也即接触电阻要求随着电流增大，大幅降低，我们行标在10A以上的电压降大于大众标准，应是考虑国内产品达不到大众标准级别的要求。

另一方面大众标准制定符合车用实际，实际车用开关很少会超过额定30A，故大众标准分档更为合理。

在耐久后的要求值方面两个标准要求类似，耐久后电压降要求＜250mV。

在具体测试开关电压降的方法方面推荐采用大众的方法，在插头入口和出口之间测量开关电压降（QCT未对测试点进行规范，不利于实际测试）。

5 降低电气线路接触电阻的方法
5.1 增加接触面积
1）增加接触面之间的互压力，该方法可以使实际接触面积增加，收缩电阻减小。

在接触面积较大时还需用几个螺栓固定来保证相互之间的接触良好。

但互压力增加到一定数值后，由于有效接触面积已增加到接近极限值，接触电阻不再降低。

压力必须一次性达到很高，以避免颤动时接触断路。

此外通过接触表面的弹性变形，凹凸部分被压平了，因此实际的接触面积就增大了。

然而接触压力受设计参数所限，如材料的屈服强度和材料的厚度以及最大所允许的嵌入压力。

为改善接触性能，接触表面可以设计成不同形状的，人们很少使用平面对平面的接触区域，如果一端是平面的（阳极），另一端设计成圆形或圆柱形（阴极）或者两端都是圆柱形并且十字形交叉，这样能够提高接触压力。

2）铜、钢等母线及相同材料连接时，表面搪锡，该方法可降低接触电阻。

这是因为锡比较软，在压力作用下易变形，从而使实际接触面积增加。

3）加工导体的接触面，使之平整且有适当的粗糙度（如经细挫、刮削加工），该方法可得到较低的接触电阻，而光洁度很高的接触面，有时反而会使实际的接触点数量减少，接触电阻加大。

5.2 密封充气
接触元件的化学腐蚀是由周围大气中的有害气体引起的, 只要把接触元件和周围的大气完全隔开,就可以防止接触元件的化学腐蚀。

因此,解决问题的办法是将接触元件周围的空气密封, 甚至充以惰性气体。

现代许多工业级的密封继电器就是这样制造的。

5.3 提升表面清洁度，防止接触面氧化或腐蚀
1）镀防护层。

空气中的水分、尘埃、油垢及其它化学物质（如硫化物和酸性、碱性物质等）在导体表面会形成氧化膜层，这就使得接触电阻增加数十至数百倍。

为防止氧化，通常在易氧化的导体（如铜、钢等）表面镀上不易氧化的材料（如铬、锌、镍、镉、锡等）作为防护层。

在要求高的地方，导体表面需经过镀银处理，因为银氧化物的电阻率与纯银相近，银与银之间的接触电阻几乎不受氧化的影响。

所以，可以降低接触电阻且阻值较为稳定。

2）避免两种不同的金属材料直接接触。

因为两种金属具有不同的电极电位，当接触处的空隙间由于有水分和酸性或碱性物质而形成电解质时，这两种金属导体就组成了一个微电池，发生氧化还原反应，这种电化学腐蚀的速度很快，使接触情况迅速恶化。

例如铜和铝，他们的电极电位相差很大，因此要避免直接连接。

无法避免时则需要采用专用的铜铝过渡接头（一端是铝，另一端是紫铜，两者用闪光焊接成一体）进行连接。

也可以采用铝线超声波搪锡工艺，将铜、铝导体的接触面预先进行镀锡处理后再进行连接。

3）涂抹弹性薄膜。

在金属表面涂上薄薄的一层凡士林再进行固接，或者在紧固后的接头处用能形成弹性薄膜的清漆涂刷2-3层，这对防止腐蚀很有效。

5.4 减小嵌入压力和拔出压力的衰减
为了实现复杂的功能，连接器总是多触点的，所以减小嵌入和拔出力具有重要意义。

但鉴于接触件插合状态的正压力很难测量，故一般用测量插合状态的接触件由静止变为运动的单孔分离力来表征插针与插孔正在接触。

通常电连接器技术条件规定的分离力要求是用实验方法确定的，其理论值可用下式表达。

F=F N*μ
式中F N为正压力，μ为摩擦系数。

如前所述，正压力应该尽可能大，而摩擦系数尽可能小。

小摩擦系数可以通过减小接触面的粗糙度实现，除此之外还可以使用不含硅和硫的润滑油，对此要注意的是他们的耐温性，这种油还能起到防腐蚀作用。

多次插入后，必要的嵌入压力减小，因为表面尖端磨平，摩擦系数也随之变小了。

大约10次左右，嵌入和拔出力渐进得。