专利名称：一种多组测量的自适应接触探针组的制作方法
技术领域：
本发明涉及非均质材料电阻、电阻率测定装置，具体是一种多组测量的自适应 接触探针组。
背景技术：
目前在测量非均质材料电阻率的装置中，要用一对导电探针去接触试样的表面 来获得两探针间的电压降，这一功能的实现在国内现有的技术是用手动来完成。由 于炭素材料的特殊性， 一般需要沿圆柱体试样的柱面均匀地测3-4次，每测定一次 需要将试样旋转90度或120度再测下一个点；这样就需要松动导电夹具，旋转试 样后重新夹紧；由于每次装甲状况不同，造成探针与试样表面接触压力改变引起测 量误差，使测量准确度降低，重现性较差。
自动机构目前只有瑞士炭素研究所生产的铝用炭素电阻率测定仪，该仪器有一 个机构带动的探针组，每次只能进行一次测量，而我国2008年6月颁布的有色行 业标准YS63.2-2006要求在圆周方向进行四次测量，取平均值作为试样的电阻率值， 因此需要机构的反复操作才能完成一个试样的测量；而且该装置的测量点是固定 的，如果试样表面存在缺陷，如加工过程颗粒脱落造成凹坑、试样加工时直线度误 差较大，就会出现两个探针接触力差别较大甚至一个接触另一个不接触的状况，这 时候需要实验人员反复调整试样，使探针处于合适的测量位置上，操作比较繁琐， 测量不易准确。
铝用炭素预焙阳极电阻率测定标准有国际标准IS011713-2000和我国2008年6月 颁布的有色行业标准YS63. 2-2006。
现有技术结构测量示意图见图1，当电流通过导电板8接通试样7两端面后， 两探针9接触试样7的柱面。由于探针的接触力由绝缘板IO传递，而探针与绝缘 板10是硬性连接，因此当试样表面有凹坑并处于某一个探针接触位置时，就会出 现两个探针接触力差别较大、甚至一个接触而另一个未接触的状态，这种情况对于 手持探针组和自动探针组是一样的。另一种情况是，当试样加工面直线度大于两探针端面直线度时，也会出现两个探针接触力不一致甚至一个接触而另一个未接触的 状态，造成测量结果误差较大。因此，现有技术要求试样的加工相应严格，其柱面 的光洁度要达到50，直线度要达到0. 05mm，。
发明内容
本发明的目的是提供一种多组测量的自适应接触探针组，以解决上述存在的测 量误差大和试样加工要求严格的问题。本发明的目的是按如下技术方案完成的。
本发明是一种多组测量的自适应接触探针组，其特征是包括4组环绕中心成
90度分布的探针总成，每一探针总成包括探针组件和移动装置，探针组件装在移动
装置上，移动装置在动力作用下能向中心前进和复位。
每一所述的探针组件包括座体、弹簧和探针，在座体上具有两个阶梯孔，每一 阶梯孔内各装有一个探针和弹簧，在弹簧的作用下，探针的一端伸出于阶梯孔外。
探针具有杆部、凸台和探测端，在杆部套有弹簧，弹簧一端抵压在装于阶梯孔
一端的探针挡板上，另一端抵压在探针的凸台上，使凸台522抵压在座体的阶梯孔 的挡边上，使探测端伸出于阶梯孔外。
以所述的探针的凸台或探测端的外圆作为导向部位与座体51的相应孔配合。
所述的移动装置为气缸。
还包括活塞杆防尘套，活塞杆防尘套的一端固定在气缸的端面，另一端固定在 座体上。
所述的座体由绝缘材料制成。
本发明自适应接触探针组采用四组机构带动四组自适应探针总成进行单独或 同时测量，能一次完成试样测量并保证每组探针的接触力达到标准要求，避免了旋 转测定过程中试样内等势面的改变，具有使用方便、测量精确度高、数据重现性好 等特点。
本发明解决了电阻率测量过程中手持式探针组造成的测量误差、自动机构带动 的探针组反复操作和对试样加工精度的过高要求等问题。四组测量机构在圆周方向 呈90°均匀分布，在自控控制系统控制下，可同时接触试样表面，探针座的导向孔 保证了每组探针组中两个探针距离的一致，自适应探针组内的弹性机构能够调节探 针位置，使探针与接触面保持一定的接触力，消除了人为因素造成的误差，同时降 低了对制样的精度要求。对于C50xl30mm的铝用炭素试样，用手持探针板或单个自动探针板，要求试样直线度在0. 05mm以上、表面光洁度50以上，需要进行精密机 加工。采用本发明探针组后，同样的试样的加工精度为直线度不超过0.5ram、表面 光洁度125，就能满足仪器重复性要求， 一般实验室均能制样。
综上所述，本发明能一次完成试样测量并保证每组探针的接触力达到标准要 求，避免了旋转测定过程中试样内等势面的改变，具有使用方便、测量精确度高、 数据重现性好，试样加工精度要求低等特点。
图1是现有技术测量时的示意图。
图2是本发明探针组测量时的俯视示意图。
图3是图2中的A-A剖面放大图(底面逆时针转到水平位置)。
图中代号
l气缸座2气缸3活塞杆防尘套 4工作腔体
5探针组件51探针座体52探针521杆部522凸台523探测端
53挡板54弹簧
6、 7试样8导电板9探针IO绝缘板
具体实施例方式
如图2、 3所示是本发明探针组的示意图，以铝用炭素制品电阻率测定装置为 例对本发明加以说明。待测试样为直径50mm，长度130mm的圆柱体。
本发明多组测量的自适应接触探针组包括四组环绕中心成90度分布的探针总 成，每一探针总成包括探针组件5和移动装置，本实施例中的移动装置采用气缸2， 探针组件5装在气缸2上，气缸2在动力作用下能向中心前进和复位。
还包括活塞杆防尘套3，活塞杆防尘套3的一端固定在气缸2的端面，另一端 固定在座体51上。所述的座体51由绝缘材料制成。
每一所述的探针组件5包括座体51、弹簧54和探针52，在座体上具有两个阶 梯孔，每一阶梯孔内各装有一个探针52和弹簧54，在弹簧54的作用下，探针的一 端伸出于阶梯孔外。本实施例的结构是，探针52具有杆部521、凸台522和探测端 523，在杆部套有弹簧54，弹簧一端抵压在装于阶梯孔一端的探针挡板53上，另一 端抵压在探针的凸台522上，使凸台522抵压在座体51的阶梯孔的挡边上，使探 测端523伸出于阶梯孔外。所述的座体51由绝缘材料制成。可用探针52的凸台522或探测端523的外圆作为导向部位与座体51的相应孔 配合。本实施例采用凸台522的外圆作为导向部位，并用弹簧54预压在座孔内， 预压力大于50N，探针的回弹距离约为5mm。当探针接触试样表面时，在弹簧力的 作用下，探针自动调节伸出量，保证了每个探针都与试样圆柱面的接触，接触力在 5(T80N;由于探针前端的结构非常尖锐，50 80N接触力的变化对接触电阻没有影响。 特殊设计的绝缘探针座，两个探针孔的加工距离保证了每组探针距离相等，减少了 测量探针距离的操作，为自动计算提供了方便。由于气缸压力的存在，活塞杆伸出 距离随探针座位置自动调整，保证了四组探针与试样的良好接触状态。
工作过程，待测试样6放置在中央的工作腔体4内就位后，当上导电板压紧试 样后，启动探针伸出按钮，四组探针52同时伸出，接触试样6的圆柱面。釆用的 气缸2为双轴气缸，保证了四组探针处在相同的横截面上。自动测量系统测出每组 探针的电压降并取平均值，得到试样的电阻率值。四点测量一次完成，确保了导通
状况的一致性，保证了测量系统的重复性和再现性。
权利要求
1、一种多组测量的自适应接触探针组，其特征是包括四组环绕中心成90度分布的探针总成，每一探针总成包括探针组件(5)和移动装置，探针组件装在移动装置上，移动装置在动力作用下能向中心前进和复位。
2、 根据权利要求l所述的多组测量的自适应接触探针组，其特征是每一所述的探针组件(5)包括座体(51)、弹簧(54)和探针(52)，在座体上具有两个 阶梯孔，每一阶梯孔内各装有一个探针和弹簧，在弹簧的作用下，探针的一端伸出 于阶梯孔外。
3、 根据权利要求2所述的多组测量的自适应接触探针组，其特征是；探针(52) 具有杆部(521)、凸台(522)和探测端(523)，在杆部套有弹簧(54)，弹簧一端 抵压在装于阶梯孔一端的探针挡板(53)上，另一端抵压在探针的凸台上，使凸台 抵压在座体的阶梯孔的挡边上，使探测端伸出于阶梯孔外。
4、 根据权利要求3所述的多组测量的自适应接触探针组，其特征是以所述 的探针(52)的凸台(522)或探测端(523)的外圆作为导向部位与座体(51)的 相应孔配合。
5、 根据权利要求l所述的多组测量的自适应接触探针组，其特征是所述的 移动装置为气缸(2)。
6、 根据权利要求4所述的多组测量的自适应接触探针组，其特征是还包括 活塞杆防尘套(3)，活塞杆防尘套的一端固定在气缸(2)的端面，另一端固定在 座体(51)上。
7、 根据权利要求2所述的多组测量的自适应接触探针组，其特征是所述的 座体(51)由绝缘材料制成。
全文摘要
本发明是一种多组测量的自适应接触探针组，其特征是包括四组环绕中心成90度分布的探针总成，每一探针总成包括探针组件和移动装置，探针组件装在移动装置上，移动装置在动力作用下能向中心前进和复位。每一探针组件包括座体、弹簧和探针，在座体上具有两个阶梯孔，每一阶梯孔内各装有一个探针和弹簧，在弹簧的作用下，探针的一端伸出于阶梯孔外。本发明能一次完成试样测量并保证每组探针的接触力达到标准要求，避免了旋转测定过程中试样内等势面的改变，具有使用方便、测量精确度高、数据重现性好、试样加工精度要求低等特点。
文档编号G01R1/073GK101441227SQ20081022479
公开日2009年5月27日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者李红梅 申请人:北京英斯派克科技有限公司