接触电阻测试..
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电化学腐蚀。不同的金属构成电接触时,能够发生这种腐蚀。它 使负极金属溶解到电解液中,造成负电极金属的腐蚀。
影响接触电阻的因素
温度
当接触点温度升高时,金属的电阻率就会有所增大,但材料 的硬度有所降低,从而使接触点的有效面积增大。前者使收缩 电阻Rs增大,后者使Rs减小,结果是两者互为补偿,故接触电 阻变化甚微。但是,发热使接触面上生成氧化层薄膜,增加了 接触电阻,这种接触电阻可成百成千倍地增大。其氧化速度与 触头表面温度有关,当发热温度超过某一临界温度时,这个过 程就会加速进行,这就限制了接触面的极限允许温度。否则, 则将使接触电阻剧增,会引起恶性循环。另外,当发热温度超 过一定值时,弹簧接触部分的弹性元件会被退火,使压力降低, 也会使接触电阻增加,恶性循环加剧,最后会导致连接状态遭 到破坏 。
接触电阻测试
实验室
April 12th.2012
接触电阻的定义
何为接触电阻? 接触电阻就是电流流过闭合的接触点对时的电阻. 适用产品: 连接器、继电器线束、开关等元件. 接触电阻的产生?
物体电阻的产生: 在电场作用下,物体内部电子的振动与原子内其他
物质的振动相互碰撞引起的,而接触点由于是两种物质的接触,自然会 有更多的杂质和其他物质,这样接触电阻就会产生.
影响接触电阻的因素
接触压力
接触压力F对收缩电阻Rs值和表面膜电阻Rb值的影响最大,F 的增加使接触点的有效接触面积增大,即接触点数n增加,从而 使Rs减小。当加大F超过一定值时,可使触头表面的气体分子层 吸附膜减少到2~3个;当超过材料的屈服压强时,产生塑性变 形,表面膜被压碎出现裂缝,从而增加了接触面积,这就使收缩 电阻Rs因表面膜电阻Rf的减小而下降, Rs和Rf同时减小,从而 使接触电阻大大下降。相反,当接触不到位、接触触头失去了弹 性变形等原因使接触压力F下降时,接触面积减小,收缩电阻Rs 增大,表面膜电阻Rf受F的破坏作用减弱或不受其影响,从而使 表面膜电阻Rf增大。同时因Rf增大,使接触面积减小,从而使接 触电阻增大,二者的综合作用使接触电阻整体上升。
影响接触电阻的因素
接触表面的光洁度
接触表面的光洁度对接触电阻有一定的影响,这主要表现 在接触点数n的不同。接触表面可以是粗加工、精加工,甚至 是采用机械或电化学抛光。不同的加工形式直接影响接触点数 n的多少,并最终影响接触电阻的大小。
影响接触电阻的因素
接触电阻在长期工作中的稳定性
电阻接触在长期工作中要受到腐蚀作用: 化学腐蚀。电接触的长期允许温度一般都很低,虽然接触面的 金属不与周围介质接触Βιβλιοθήκη Baidu但周围介质中的氧会从接触点周围逐渐侵 入,并与金属起化学作用,形成金属氧化物,从而使实际接触面积 减小,使接触电阻增加,接触点温度上升。温度越高,氧分子的活 动力越强,可以更深地侵入到金属内部,这种腐蚀作用变得更为严 重。
影响接触电阻的因素
材料性质
构成电接触的金属材料的性质,直接影响接触电阻的大小,比 如:电阻率ρ、材料的硬度、材料的化学性质、材料的金属化合物 的机械强度等。以我国普遍使用的铜为例,铜有良好的导电和导热 性能,其强度和硬度都比较高,熔点也较高,易于加工。因此铜线 接头在接触良好的情况下,温度低于无接头部位的温度;但在高温 下,其在大气或变压器油中也能氧化,生成Cu2O,其导电性很差, 氧化膜厚度随着时间和温度的增加而不断地增加,接触电阻也成倍 地增加,有时甚至使用闭合电路出现断路现象。
接触形式对膜电阻Rf的影响主要是看每一个接触点所承受的压力F。 一般情况下,在对触头外加压力F相同的情况下,点接触形式n最小,单 位面积承受压力F1最大,容易破坏表面膜,所以有可能使Rf减到最小; 反之,面接触的F1就最小,对Rf的破坏力最小,Rf值有可能最大。
表面越平滑的材料,其接触电阻变异就越小。
HF:电流激励高端 LF:电流激励低端 HS:电压取样高端 LS:电压取样低端
由于四线法测量接触电阻采用10mA/100mA的恒流源,故测量接触电阻的 实质是测量微动接触电压。
影响接触电阻的因素
接触形式
接触电阻的形式可分为三类:点接触、线接触和面接触。
接触形式对收缩电阻Rs的影响主要表现在接触点的数目上。一般情 况下,面接触的接触点数n最大而Rs最小;接触则n最小,Rs最 大;线 接触则介于两者之间。
接触电阻形成原理
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.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。此部分约占实际接触面积的5-10%。 二.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。
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2um的氧化膜层
接触电阻的组成
接触电阻一般由收缩电阻、表面膜电阻和导体电阻组成.
收缩电阻 是电流在流经电接触区域时,从原来截面较大的导体 突然 转入截面很小的接触点,电流发生剧烈收缩现象(或集中现象),此 现象所呈现的附加电阻称为收缩电或集中电阻。 表面膜电阻:由于接触表面氧化膜层及其他污染物所构成的电阻称为 膜层电阻或界面电阻。 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,将收缩电阻加上表面膜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。
R= Rs+ Rf + Rp,式中:Rs—收缩电阻;Rf—膜层电阻;Rp—导体电阻。
接触电阻测试原理
接触电阻的测量一般都采用开尔文四线法原理。开尔文四线法连接 有两个要求:对于每个测试点都有一条激励线F和一条检测线S,二者严 格分开,各自构成独立回路;同时要求S线必须接到一个有极高输入阻抗 的测试回路上,使流过检测线S的电流极小,近似为零。