一种测试探头及其设备的制作方法

文档序号:31470649发布日期:2022-09-09 23:08阅读:62来源:国知局
一种测试探头及其设备的制作方法

1.本实用新型涉及测试技术领域,涉及一种测试探头及其设备,特别是涉及测试电池极片、可导电薄层(如铜铝箔等各种金属、合金等)、非导电薄层(如聚合物薄层等)电阻或电阻率或其他需准备测量的性能的测试探头及其设备、测试方法与应用。


背景技术:

2.锂电池具有能量比较高,具有高储存能量密度,已达到460-600wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍;使用寿命长,使用寿命可达到6年以上,磷酸亚铁锂为正极的电池1c(100%dod) 充放电,有可以使用10,000次的记录;额定电压高(单体工作电压为3.7v或3.2v),约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压,便于组成电池电源组,另外,锂电池可以通过一种新型的锂电池调压器的技术,将电压调至3.0v,以适合小电器的使用;具备高功率承受力,其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30c充放电的能力,便于高强度的启动加速;自放电率很低,这是该电池最突出的优越性之一,一般可做到1%/月以下,不到镍氢电池的1/20;重量轻,相同体积下重量约为铅酸产品的1/6-1/5;高低温适应性强,可以在-20℃
‑‑
60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用;绿色环保,不论生产、使用和报废,都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质;生产基本不消耗水,对缺水的我国来说,十分有利。锂电池拥有如此众多的优势,而在市面上得到广泛应用。与此同时,各企业及科研院所对锂电池的进一步研发也从未间断,尤其是在改善极片材料上进行了大量的前瞻性探索和研究。
3.锂电池极片的电阻是影响锂电池内阻、电压以及自放电率的重要因素,改进锂电池极片的电阻对于提高电池的能量有着重大意义,想要有效的锂电池极片的电阻及相关材料的特性就必须对于他们的共性电阻问题进行有效而准确的测量。同时锂电池会用到不同环境不同温度中,不同温度极片电阻率差异明显,对于不同温度极片电阻研究十分重要。目前行业内都是直接在敞开室温环境下进行极片电阻测试,在电阻测量过程中对同一类测量样品实际在不同温度下测量而引入具体未知的温度变量但默认成均在某一温度下测量,即对同一类测量样品很有可能每次测量的温度不一样而默认成某一个温度,导致电阻测量结果不可信,参考价值不大或对研究有的缺陷。对于与电阻率非常敏感的温度因子没有考虑,没法简单并真实测量锂电池在不同温度下工作的电阻,尤其是极片的电阻,从而很难真实的评估电池的电阻,无法实质性或针对性的对电池进行研究和改进。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点,提供了一种测试探头及其设备。本实用新型采用的测试探头可对测试对象进行温控,可真实测量测试对象在不同特定温度工作下的真实电阻,能进一步识别出测试对象在指定的各温度下的电阻值及其微妙的变化,大大提高了测量准确度。而且测量装置简单,测试方法也非常简便,方便使用及操作;同时也更进一步很大程度提高了测量结果的可靠性,有力地为生产或研发提供判断,极大提升
生产、研发效率。
5.为达到上述目的,本实用新型采用了下述技术方案:
6.本实用新型提供了一种电阻测试方法,包括如下步骤:采用测试探头对测试对象进行温度控制。
7.优选的,所述温度控制包括加热控制和/或降温控制和/或恒温控制。
8.优选的,可在任何时候对测试对象进行任何形式的温控。
9.优选的,任何时候采用测试探头对测试对象进行任何温度和任何形式的温度控制。比如任何形式的加热和/或降温和/或恒温。进一步优选的,如可采用不同速率进行加热或降温,或在不同速率的加热或降温中选择任意温度保持任意时长的恒温或停止加热。即本实用新型中测试探头可对测试对象进行任意温度的控制,控制形式不限。
10.本实用新型另提供了一种测试探头,测试探头上设有至少一个温控元件。
11.优选的,所述测试探头上设有至少一个温度传感器。
12.优选的,所述测试探头包括至少一个导电层。
13.优选的,所述测试探头包括至少两个独立的导电层,至少一个绝缘层,至少所述导电层之间设有绝缘层。
14.优选的,所述各导电层与各绝缘层相互嵌套或叠层排列。
15.优选的,所述各导电层与各绝缘层相互嵌套或叠层排列时,第一层为导电层或绝缘层,最后一层为导电层或绝缘层。
16.优选的,从测试探头的横截面来看,各导电层的形状独立选自标准圆、椭圆、非规则圆、多边形或不规则形状,各绝缘层的形状独立选自标准圆、椭圆、非规则圆、多边形或不规则形状。
17.优选的,所述各导电层的电阻率为1
×
10-08-1
×
10-5
ω
·
m。进一步优选的,所述各导电层的电阻率为1
×
10-08-1
×
10-6
ω
·
m。更进一步优选的,探头为可导电的良导体材料,如铜、金、银、铝等。所述各导电层可以是一种材料,如金属材料,比如铜、金、银、铝等;比如氧化物材料;也可以是含金属的材料;也可以是合金材料;亦也可以是复合层组成的材料。如各导电层材料可为镍、铂、钯、银、铬、铝、钛、金、铜或上述材料的组合。或可为铟锡氧化物、氧化铝锌、氧化镓锌、铟锌氧化物等。
18.优选的,所述各测试探头的表面硬度大于等于50hv。进一步优选的,所述测试探头的表面硬度还可指导电层部分的表面硬度,不包含绝缘层部分。
19.优选的,各所述测试探头的表面粗糙度小于等于100μm。进一步优选的,各所述测试探头的表面粗糙度大于0.1小于10μm,更进一步优选的,各所述测试探头的表面粗糙度大于1小于5μm。所述测试探头的表面粗糙度尤其是指各所述测试探头端截面的表面粗糙度,所述端截面主要是指测试探头与测试对象接触的界面;所述测试探头的端截面为水平面或其它任一斜面,所述绝缘层的端截面可以在与各导电层的端截面处于同一面上,也可以比各导电层的端截面高。当两个所述探头镜像使用时,相应导电层相互接触,绝缘层可以在接触层接触的面上互相接触也可以互相不接触。
20.优选的,所述各绝缘层的电阻率不小于105ω
·
m。所述绝缘层选自空气、绝缘气体、塑料、陶瓷、玻璃、树脂、橡胶、pom、ptfe、绝缘类氧化物等其它能其它绝缘作用的绝缘材料。所述各绝缘层可以是一种材料,也可以是混合材料;亦也可以是复合层组成的材料。绝
缘类氧化物如氧化硅、氧化钛、氮化硅、氧化铝等。
21.优选的,所述各绝缘层的厚度为0.001-500mm。进一步优选的,绝缘层的厚度为0.1-10mm。
22.所述绝缘层为复合结构,和/或所述导电层为复合结构。所述导电层复合结构为各类电阻率为1
×
10-08-1
×
10-5
ω
·
m的材料水平堆叠或法向堆叠,所述绝缘层复合结构为各类电阻率不小于105ω
·
m的材料水平堆叠或法向堆叠。
23.优选的,若绝缘层导热,在各绝缘层和导电层中的一种或多种上面或者其中设有温控元件;若绝缘层不导热的话,在各导电层中的一种或多种上面或者其中设有温控元件。
24.优选的,所述测试探头包括至少一个温控元件层。所述温控元件层材料可导热可导电,如铜、铁等,也可为绝缘材料。
25.优选的,所述温控元件层替代绝缘层。优选的,所述至少一个导电层上设有温控元件。
26.优选的,还包括与测试探头连接的测试导线。
27.本实用新型还提供了一种包括上述各项测试探头的测试设备。
28.优选的,所述测试探头至少为两个,各所述测试探头上下接触后相应导电部分能实现上下独立导通。
29.优选的,各所述测试探头上下接触后其端截面接触,接触面在同一个面上。
30.优选的,还包括中央控制系统,通过温度传感器采集的数据实现设备对测试对象的各种温度控制,对所接收的所有信号与数据进行协同管理。
31.优选的,还包括温度控制仓和/或气氛控制仓,所述温度控制仓内设有温度传感器,所述温度控制仓和/或气氛控制仓至少覆盖测试样品所在的区域,所述测试设备对测试样品加热通过温度控制仓和测试探头中的一种方式或者组合方式进行加热。
32.本实用新型另还提供了一种测试探头或测试设备在测试中的应用,如涉及对电池极片、可导电薄层(如铜铝箔等各种金属、合金等)、非导电薄层(如聚合物薄层等)进行电阻或电阻率的测试;也可涉及其它需准确测量的性能的测试。所述测试探头选自上述测试探头,所述测试设备选自上述测试设备,该测试探头及其测试设备在电阻或电阻率或者其它需准确测量的性能其测量准确度更高。
33.与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:
34.1、本实用新型采用的测试探头不仅可对测试对象进行有效的温控,改善目前测试领域中在测试过程中对测试对象无温控、温控难的技术空白;而且可准确、高效测量测试对象在任一知悉的指定温度下的真实电阻,能进一步识别出测试对象在明确的指定的各温度下的电阻值及其微妙的变化,大大提高了测量准确度。本实用新型解决了当前在电阻测量过程中对同一类测量样品实际在不同温度下测量而引入具体未知的温度变量但默认成均在某一温度下测量,即对同一类测量样品很有可能每次测量的温度不一样而默认成某一个温度,导致电阻测量结果不可信,参考价值不大或对研究有的缺陷。此外,本实用新型测量装置简单,测试方法非常简便,更方便使用及操作;同时也更进一步很大程度提高了测量结果的可靠性,有力地为生产或研发提供判断,极大提升生产、研发效率。
35.2、本实用新型测试探头能对测试对象进行温度控制,所述温度控制可实现包括加热控制和/或降温控制和/或恒温控制的控制,也可实现其他形式的温度控制。还可任何时
候采用测试探头对测试对象进行任何温度和任何形式的温度控制,比如任何形式的加热和/或降温和/或恒温。如可采用不同速率进行加热或降温,或在不同速率的加热或降温中选择任意温度保持任意时长的恒温或停止加热。即本实用新型中测试探头可对测试对象进行任意温度的控制,控制形式不限。本实用新型测试探头能任何时候对测试对象进行温控,比如测试前、测试中,也可实现对测试对象不温控进行测量。
36.3、本实用新型温控时可实时监控且进行相应的控制,能阶段性或整个测试过程中保持恒温或者变温。如进行温控时间、温控温度等的控制。通过温控元件与温度传感器结合,及中央控制系统的管控,根据测试对象特点及需求,实现通过温度传感器采集的数据实现设备对测试对象的各种温度控制,对所接收的所有信号与数据进行协同管理。实现对测量样品在各种温度条件情况下电阻的准确测量,测试方法更简单,也实时温控并控制温度,为提高锂电池寿命打下坚实基础。
附图说明
37.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看做示对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
38.图1为本实用新型所提供测试探头的一种具体实施方式的立体结构示意图;
39.图2为本实用新型所提供测试探头的一种具体实施方式的纵截面示意图;
40.图3为本实用新型所提供测试探头的另一种变形具体实施方式的纵截面示意图;
41.图4为本实用新型所提供测试探头的又另一种变形具体实施方式的立体结构示意图;
42.图5为本实用新型对比例2具体实施方式的立体结构示意图;
43.图6为本实用新型所提供测试探头的又又另一种变形具体实施方式的立体结构示意图;
44.图7为本实用新型对比例3具体实施方式的立体结构示意图;
45.图8为本实用新型所提供测试探头的其它另一种变形具体实施方式的立体结构示意图;
46.图9为本实用新型对比例4具体实施方式的立体结构示意图;
47.图10为本实用新型所提供测试探头的其它再一种变形具体实施方式的立体结构示意图;
48.图11为本实用新型对比例5具体实施方式的立体结构示意图;
49.图12为本实用新型所提供测试探头的其它又再一种变形具体实施方式的立体结构示意图;
50.图13为本实用新型所提供测试探头的其它又再一种变形具体实施方式的纵截面示意图;
51.图14为本实用新型对比例6具体实施方式的立体结构示意图;
52.图15为本实用新型所提供测试探头应用于测试设备的一种具体实施方式的立体示意图。
53.其中,图1至图15中的附图标记说明如下:
54.第一导电层1、第一绝缘层2、第二导电层3、第二绝缘层4、温控元件5、温度传感器 6、第一测试探头100、第二测试探头200。
具体实施方式
55.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对实用新型进行进一步详细说明,但实用新型要求保护的范围并不局限于实施例表达的范围。
56.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“垂直”、“水平”、“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅示为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解对本实用新型的限制。
57.在本实用新型的描述中,除非另有规定和限定,需要说明的是,术语“连接”、“设有”、“安装”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连接,可以使直接相连,也可以通过中间媒介间相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。安装可以是可拆卸安装或固定安装,可拆卸安装便于维修及延长设备使用寿命,如可拆卸安装可以为螺丝、卡件等其它合适的方式。某些结构件的数量可以根据实际情况做相应调整,并不会影响其功能的实现。
58.实施例1
59.请参考图1至图2,图1为本实用新型所提供测试探头的一种具体实施方式的立体结构示意图;图2为本实用新型所提供测试探头的一种具体实施方式的纵截面示意图。本实施例中测试探头上设有一个温控元件5,一个温度传感器6。
60.本实施例中导电层与绝缘层为相互嵌套。需要说明的是,在本实用新型中,导电层与绝缘层除了可以为相互嵌套结构,还可以为叠层排列结构。其中,嵌套可以为封闭的环形嵌套(如图1-9所示),还可以为不封闭的非环形嵌套(如图10-图11所示),或者其它能实现两个所述测试探头上下接触后相应导电部分实现上下独立导通的嵌套形式。叠层排列各相邻层可以为在同一方向上堆叠,也可以为在非同一方向上堆叠,即可为在任一方向上的相邻,或者其它能实现两个所述测试探头上下接触后相应导电部分实现上下独立导通的相邻形式。所述各导电层与各绝缘层相互嵌套或叠层排列时,并不局限于各层是同一方向上的相邻排列,各层之间在方向上可不一样,同时其形状也可不一样,只要能实现两个所述测试探头上下接触后相应导电部分实现上下独立导通的相邻形式即可。
61.如图1至图2所示,本实用新型提供一种测试探头,包括第一导电层1、第一绝缘层2、第二导电层3、温控元件5、温度传感器6。从测试探头的横截面来看,第一导电层1、第一绝缘层2、第二导电层3的外周均为圆形,第一绝缘层2嵌套在第一导电层1上,第二导电层3嵌套在第一绝缘层2上。温控元件5设于第一导电层1中,温度传感器6设于第一导电层1中偏上。
62.需要特别说明的是,本实用新型中,测试探头中的温控元件5和温度传感器6的个数分别都不局限于仅一个,可以是两个或以上,具体视测试探头结构和/或需求而定。能实现对测试对象温控的基于温控元件5和温度传感器6的基础测试探头的结构不具体限制,基础测试探头结构可以是一种材料或两种以上材料的一体结构,如可以是一个导电层,例如
如图7和图8所示等;也可以是一种材料或两种以上材料的多层次组合结构,如包括至少一个导电层,如图1至图7所示等;优选的,所述测试探头包括至少两个独立的导电层,至少一个绝缘层,至少所述导电层之间设有绝缘层;优选的,所述各导电层与各绝缘层相互嵌套或叠层排列;优选的,所述各导电层与各绝缘层相互嵌套或叠层排列时,第一层为导电层或绝缘层,最后一层为导电层或绝缘层;优选的,从测试探头的横截面来看,各导电层的形状独立选自标准圆、椭圆、非规则圆、多边形或不规则形状,各绝缘层的形状独立选自标准圆、椭圆、非规则圆、多边形或不规则形状。优选的,若绝缘层导热,在各绝缘层和导电层中的一种或多种上面或者其中设有温控元件;若绝缘层不导热的话,在各导电层中的一种或多种上面或者其中设有温控元件,如实施例3所示。本实用新型中,上面可以是导电层和/或绝缘层的表面,或一部分在导电层和/或绝缘层里面,一部分在外面;或全部在导电层和/或绝缘层里面;优选的,所述测试探头包括至少一个温控元件层;所述温控元件层既能有温控效果,还能起到绝缘作用,所述温控元件层材料可以为陶瓷类材料等。优选的,所述温控元件层替代绝缘层,所述至少一个导电层上设有温控元件。优选的,还包括与测试探头连接的测试导线。
63.另还需特别说明的是,温控元件5和温度传感器6分别所在测试探头中的位置可以是任一位置,只要测试时不对测试对象造成损失即可,优选的,温控元件5和温度传感器6 不在同一位置,进一步优选的,温控元件5不和测试对象直接接触,更进一步优选的,温控元件5或温度传感器在导电层或绝缘层的中心位置。
64.此外,需要说明的是,本实用新型中,基础探头结构中,绝缘层并不局限于一个,其可以为一个以上;另外导电层并不局限于两个,其可以为两个以上,同理绝缘层;所述导电层与绝缘层相互嵌套或者叠层排列时,第一层并不局限于导电层,还可以为绝缘层;最后一层并与局限于导电层,还可以为绝缘层。比如第一导电层1还可嵌套与一绝缘层上,和/或另一绝缘层还可嵌套于第二导电层3上。从测试探头的横截面来看,各导电层的形状尤其是其外周的形状并与不限于标准圆,还可以独立选自标准圆、椭圆、非规则圆、多边形或不规则形状,各绝缘层的形状尤其是其外周的形状并与不限于标准圆,还可以独立选自标准圆、椭圆、非规则圆、多边形或不规则形状;各绝缘层、各导电层、各绝缘层与各导电层的形状可相同或不相同,只要保证设有绝缘层。
65.第一导电层1和第二导电层3的电阻率为1.75
×
10-8
ω
·
m,表面硬度为50hv,表面粗糙度为100um。第一绝缘层2材料为塑料,电阻率为10
15
ω
·
m,厚度为500um。测试探头的端截面为水平面。然而本实用新型以上材料的性能并不局限于此,第一导电层1和第二导电层3的电阻率还可以为1
×
10-08-1
×
10-5
ω
·
m,材料为可导电的良导体材料,如铜、金、银、铝、合金等。测试探头的表面硬度还可大于等于50hv,测试探头的表面硬度还可只指导电层部分的表面硬度,不包含绝缘层部分。测试探头端截面的表面粗糙度还可以小于100微米,同时还可进一步优选为0.1到10微米,更进一步优选的,各所述测试探头的表面粗糙度大于1小于5微米。测试探头的端截面还可为其它任一斜面,所述绝缘层的端截面可以在与各导电层的端截面处于同一面上,也可以比各导电层的端截面高。当两个所述探头镜像使用时,相应导电层相互接触,绝缘层可以在接触层接触的面上互相接触也可以互相不接触。所述各绝缘层的电阻率还可大于等于105ω
·
m。所述绝缘层选自空气、其它绝缘气体、塑料、陶瓷、玻璃、树脂、橡胶、pom、ptfe等其它能其它绝缘作用的绝缘材料;此外,所述绝缘层还可以为
混合材料或复合结构,和/或所述导电层还可以为复合结构或合金结构。
66.绝缘层的厚度还可为0.001-500mm。进一步优选的,绝缘层的厚度还为0.1-10mm。
67.对比例1
68.与实施例1不同是,本实施例的测试探头没有温控元件5和温度传感器6。
69.实施例2
70.请参考图3,图3为本实用新型所提供测试探头的另一种变形具体实施方式的纵截面示意图。与实施例1的区别在于,温控元件5为3个,第一导电层1上设有1个,第二导电层3上设有2个;温度传感器6为3个,第一导电层1上设有1个,第一绝缘层2上设有2 个。所述第一绝缘层2的材料为ptfe(聚四氟乙烯),不导热。其它相同。
71.实施例3
72.请参考图4,图4为本实用新型所提供测试探头的又另一种变形具体实施方式的立体结构示意图。与实施例1的区别在于,从测试探头的横截面来看,第二导电层3嵌套覆盖于温控元件5上,第二导电层3的外周为方形。温控元件5嵌套覆盖于第一导电层1上,温控元件5为环形层。第一导电层1和第二导电层3的电阻率为5.5
×
10-8
ω
·
m;温控元件5材料为陶瓷类温控元件,厚度为500um;测试探头的表面硬度为1000hv,表面粗糙度为80um,端截面为水平面。温度传感器(图中未示出)设于第二导电层3上。其它相同。需特别说明的是,本实用新型的温控元件可以作为一层替代绝缘层,如实施例3所示。即温控元件不仅可以起到温控作用,还有绝缘作用。此时,加热元件材料可以为陶瓷类材料等。
73.对比例2
74.请参考图5,图5为本实用新型对比例2具体实施方式的立体结构示意图。与实施例3 不同是,本实施例的测试探头没有温控元件5和温度传感器,温控元件5所在的位置为第一绝缘层2,第一绝缘层2材料为橡胶,电阻率为10
15
ω
·
m,厚度为500um。其它相同。
75.实施例4
76.请参考图6,图6为本实用新型所提供测试探头的又又另一种变形具体实施方式的立体结构示意图。与实施例1的区别在于,从测试探头的横截面来看,第二绝缘层4嵌套覆盖于第二导电层3上,第二绝缘层4的外周为圆。温控元件5为1个,第一导电层1上设有1 个;温度传感器6为2个,第二绝缘层4上设有2个。其它相同。
77.对比例3
78.请参考图7,图7为本实用新型对比例3具体实施方式的立体结构示意图。与实施例4 不同是,本实施例的测试探头没有温控元件5和温度传感器6。其它相同。
79.实施例5
80.请参考图8,图8为本实用新型所提供测试探头的其它另一种变形具体实施方式的立体结构示意图。与实施例1的区别在于,从测试探头的横截面来看,第一导电层1嵌套覆盖于温控元件5上,温控元件5的外周为圆形,温控元件5为温控层。其它相同。
81.对比例4
82.请参考图9,图9为本实用新型对比例4具体实施方式的立体结构示意图。与实施例5 的区别在于,用第二绝缘层4替代温控元件5。其它相同。
83.实施例6
84.请参考图10,图10为本实用新型所提供测试探头的其它再一种变形具体实施方式
的立体结构示意图。与实施例1的区别在于,从测试探头的横截面来看,第一导电层1、第一绝缘层2、第二导电层3的外周均为环形。温控元件5设于第一导电层1上,温度传感器6设于第二导电层3上,其它相同。
85.对比例5
86.请参考图11,图11为本实用新型对比例5具体实施方式的立体结构示意图。与实施例 6的区别在于,没有温控元件5和温度传感器6。其它相同。
87.实施例7
88.请参考图12和图13,图12为图12为本实用新型所提供测试探头的其它又再一种变形具体实施方式的立体结构示意图;图13为本实用新型所提供测试探头的其它又再一种变形具体实施方式的纵截面示意图。与实施例1的区别在于,该测试探头一个整体非分割组合结构,材料全为导电层,从其的横截面来看,其横截面为圆形。温控元件5设于第一导电层1上,温度传感器6设于第一导电层1上,其它相同。
89.对比例6
90.请参考图14,图14为图14为本实用新型对比例6具体实施方式的立体结构示意图。与实施例7的区别在于,没有温控元件5和温度传感器6。其它相同。
91.实施例8
92.请参考图15,图15为本实用新型所提供测试探头应用于测试设备的一种具体实施方式的立体示意图。
93.如图15所示,本实用新型提供两个测试探头应用于测试设备,用于对电阻进行高准确度的测试,是涉及对电池极片、可导电薄层(如铜铝箔等各种金属、合金等)、非导电薄层(如聚合物薄层等)进行电阻或电阻率的测试。该测试探头及其测试设备的电阻或电阻率测量准确度更高。另还可包括中央控制系统,通过温度传感器采集的数据实现设备对测试对象的各种制定具体温度控制,对所接收的所有信号与数据进行协同管理。需特别说明的是,本实用新型中,中央控制系统接收的数据并不局限于温度传感器传输的温度数据,还可以其它其它各类可传输的数据,比如压力、电流、温湿度等数据,同一个中央控制系统用于整体进行协同管理,实现各种功能的控制。
94.本实施例第一测试探头100和第二测试探头200上下接触后接触面为水平面。先将第一测试探头100和第二测试探头200上下分离,将测试对象置于第二测试探头200上,将第一测试探头100与测试对象接触,对测试对象进行加热至设定温度,加热至设定温度后,第一测试探头100和第二测试探头200相应导电部分实现上下独立导通,完成电流回路和电压回路连接,即可对测试对象进行高准确度的测量。
95.需要说明的是,本实用新型对测试对象加热的方式不限,可以是先把测试样品放到下方的测试探头上加热好后,再将上方的测试探头与测试样品接触,并与下方测试探头形成回路进行电阻测量,测量开始后可对测试对象进行任意温度的测量。也可是将测试对象放在下方测试探头和上方测试探头之间进行加热,加热后再进行电阻测量,测量开始后可对测试对象进行任意温度的测量。
96.需要特别说明的是,温度控制采用加热控制时,本实用新型可对测试对象先加热再测试,也可对测试对象加加热边测试,也可对测试对象不加热再测试,也可对测试对象测试的某个时间段或时间点加热。对测试对象的加热方式并不局限于以上提到的,能满足样
品的各类测试及需对样品各类加热及加热与否的需求。同时,本实用新型可对温度实时监控和控制,以实现不同温度加热时长等的各类加热需求。以上加热控制同理降温控制。另还需要特别说明的是,总体来说,本实用新型测试探头可对测试对象进行温度控制,所述温度控制包括加热控制和/或降温控制和/或恒温控制,可在任何时候对测试对象进行任何形式的温控。任何时候采用测试探头对测试对象进行任何温度和任何形式的温度控制。比如任何形式的加热和/或降温和/或恒温。如可采用不同速率进行加热或降温,或在不同速率的加热或降温中选择任意温度保持任意时长的恒温或停止加热。即本实用新型中测试探头可对测试对象进行任意温度的控制,控制形式不限。
97.需要说明的是,本实用新型中,应用于测试设备中的测试探头优选为互为镜像对称,即两个所述测试探头上下接触时互为镜像对称。同时,各测试探头上下接触后其端截面不仅接触,该接触并不局限于完全吻合接触,导电部分能实现接触即可,如能实现点接触、线接触、圆接触等;接触面并不局限于为水平面,还可以为任一斜面。另外绝缘层的端截面可以在与各导电层的端截面处于同一面上,也可以比各导电层的端截面高,但不能突出于当两个所述测试探头接触时的接触面。即绝缘层的端截面接触不到测试对象但能起到隔离相临导电层的效果。当两个所述探头镜像使用时,相应导电层相互接触,绝缘层可以在接触层接触的面上互相接触也可以互相不接触。同时,应用于测试设备的测试探头可以为两个以上,并不局限于两个,各所述测试探头上下接触后相应导电部分可实现上下独立导通。
98.分别将实施例1-7和对比例1中所述测试探头进行测试,应用于cn207528818u所述测试设备对同一极片进行电阻测试,同一极片分为适量大小的11份,测试条件和测试结果如下。其中:极片组成信息详见表1,极片设计信息详见表2,测试结果详见表3。
99.表1极片组成信息
[0100][0101]
表2极片设计信息
[0102][0103]
表3测试结果
[0104][0105]
从表3的测试结果可以看出,使用本实用新型提供的测试探头的电阻测试设备,针对极片进行测量,相应实施例和对比例在不同的温度和加热方式下测量电阻。从实施例1在通过不同的加热方式在25℃下测量的情况来看,测试对象极片在通过测试探头直接加热与温度控制仓加热组合加热到25℃所测量的相对误差最小,为(-0.8%)-0.79%;而在对极片不加热,在室内环境温度23.6℃下测量的相对误差是最高,相对误差在(-4.9%)-5%;同时,通过测试探头直接对极片加热到25℃下测量的相对误差是仅次于上述组合加热,为 (-2.8%)-2.7%,而且通过测试探头直接对极片加热相较于通过温度控制仓对极片加热,测试效率会明显增高而且可控;此外,通过温度控制仓加热对极片加热到25℃下测量的相对误差也是不错,在-3%-3%。总体来说,在测量电阻准确度方面,通过测试探头直接加热与温度控制仓加热组合优于采用测试探头直接加热,也优于通过温度控制仓加热,也优于对极片不加热,直接采用环境温度测量的效果。通过,采用测试探头直接对测试对象加热的测试效率会明显优于通过温度控制仓加热的效率。本实用新型减少了环境温度作为未知因素对电阻测量的影响,提高测量准确度;二是不用通过空气传导得先控制环境温度再控制测试对象,提高测量效率;三是测试探头直接加热与温度控制仓加热组合加热的方式,测量准确度和测量效率在所有上述加热方式中都是最好。本实用新型提高电阻数据真实性,特别是有利于低电阻样品的应用。同时还能在其它性能测试方面也能达到精确测量。
[0106]
此外,本实用新型的测试探头在各温度环境下测量的电阻稳定,且可靠性高,相对
误差都变化不大。实施例7测试的相对误差较大,在(-8%)-9%;实施例1在同等条件下测量的电阻的相对误差在(-4.9%)-5%。本实用新型能更进一步提供电阻测量准确度的原因在于,测试探头的优化设计,及各导电层和各绝缘层材料与温控元件和温度传感器在材料上的良好匹配,使得电子更容易传输,热量容易更传导。
[0107]
本实用新型的测试探头及其设备不仅可对测试对象进行有效的温控,改善目前测试领域中在测试过程中对测试对象温控难无温控的技术空白;而且可准确、高效测量测试对象在不同温度下的真实电阻,能进一步识别出测试对象在明确的指定的各温度下的电阻值及其微妙的变化,大大提高了测量准确度。本实用新型解决了当前在电阻测量过程中对同一类测量样品实际在不同温度下测量而引入具体未知的温度变量但默认成均在某一温度下测量,即对同一类测量样品很有可能每次测量的温度不一样而默认成某一个温度,导致电阻测量结果不可信,参考价值不大或对研究有的缺陷。此外,本实用新型测量装置简单,测试方法非常简便,更方便使用及操作;同时也更进一步很大程度提高了测量结果的可靠性,有力地为生产或研发提供判断,极大提升生产、研发效率。在低电阻测试对象的测量中,性能上的优越性表现得更为明显。此外,本实用新型温控元件与测试探头结合完好,也大大提高了测试准确度。
[0108]
本实用新型通过设立至少两个独立的导电层,且至少独立的导电层之间设有绝缘层,可以实现通过同一测试探头建立各种独立电回路,比如可实现电流回路、电压回路,以及其它根据需要建立的各种电回路而实现高准确度的测试。以上实施例主要介绍了各种测试探头或测试设备在电阻测试中的应用,发现能大大提高电阻测量的准确度,但本实用新型并与局限于电阻准确测量,同时还能在其它性能测试方面也能达到准备测量,如厚度等。以上不同的性能测试,可以实现同时测量,也可独立测量,具体根据需求而定。
[0109]
同时,本实用新型的绝缘层及导电层的结构并不局限于以上实施例,还可以所述绝缘层为复合结构,和/或所述导电层为复合结构。所述导电层复合结构为各类电阻率为1
×ꢀ
10-08-1
×
10-5
ω
·
m的材料水平堆叠或法向堆叠,所述绝缘层复合结构为各类电阻率不小于 105ω
·
m的材料水平堆叠或法向堆叠。
[0110]
此外,需要说明的是,本实用新型还包括温度控制仓和/或气氛控制仓,所述温度控制仓内设有温度传感器,所述温度控制仓和/或气氛控制仓至少覆盖测试样品所在的区域,所述测试设备对测试样品加热通过温度控制仓和测试探头中的一种方式或者组合方式进行加热。
[0111]
需要特别说明的是:本实用新型提供的所有测试设备为便于将本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,均进行了详细说明。但测试设备所包括的结果部件均不限于以上实施例,可以是在以上实施例的基础上得到教导进行变更或修改,如,并基于此对其变更或修改,对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。
[0112]
根据上述说明书的揭示和教导,本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此,本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本实用新型构成任何限制。
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