专利名称：一种自适应稳定接触的电阻测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量非均质材料的电阻、电阻率的测定装置，特别是一种自 适应稳定接触的电阻测量装置。
背景技术：
目前用于测量非均质材料电阻率的装置中，其两端的金属导电板与被测样品的 接触面均为方向不可调节的硬接触。如果样品制备时两端面不平或端面的平面度达 不到要求，则会出现导电板与样品端面的接触状况为部分接触或点接触，这不但造 成接触面接触电阻的不确定，同时对于非均质材料在电流通过样品横截面时将导致 电流的偏流，会对测量结果造成很大误差。如图1、 2所示为用现有技术装置测量 样品的情况。在左导电基板21和右导电基板24之间装有被测的样品22。导电基板 通过施力机构(未示出)加压将样品压住，进行测量。图l所示为样品的二端面不 平行度较大的情况，由于是刚性连接，使导电基板与样品的端面接触不良，使样品 内部电流分布线23不均匀。图2所示为样品22的左右端面粗糙度较大的情况，由 于刚性接触，使导电基板与样品的二端面接触不良，使样品内部电流分布线23不 均匀，导致测量结果不准确，不能满足仪器检测重复性的要求。此外，这种样品的 制作精度要求很高， 一般的实验室难以加工制做。
发明内容
本发明的目的是提供一种自适应稳定接触的电阻测量装置，以解决上述存在的 测量接触不良的问题。本发明能使导电基板与样品端面充分接触，保证稳定的接触 电阻和电流通过样品时的均匀分布，达到准确测量。本发明的目的是按如下的技术 方案实现的。本发明是一种自适应稳定接触的电阻测量装置，包括上导电基板、下 导电基板，其特征是在所述的上导电基板的顶部装有万向联接轴。
在所述的上导电基板、下导电基板的工作面上均覆有软金属包覆层。 所述的软金属包覆层是用螺母固定在所述的上导电基板、下导电基板的工作面上的。
所述的软金属包覆层是用泡沫铝、铜或多层铝、铜网制作的。 本发明采用上下方向加压进行检测，使用万向联接轴将导电基板与加压装置连 接，由于万向联接轴是可以三维旋转的关节轴(或万向联轴节等)，使与其连接的 上导电基板可以三维转动，导电基板可以在平面360。方向做最大9(T的倾斜，当 导电基板压向样品表面时，在外加压力的作用下，导电基板的接触面会适应样品表 面的倾斜状况，使上导电基板能主动适应样品的不平行的端面，保证接触面的接触 完全，使电流均匀地通过整个横截面。由于采用导电性良好的软金属来包覆金属导 电基板的接触面，可以克服非均质材料样品端面在加工过程中造成的凹凸不平，避 免点接触的状况；使接触良好，保证电流在横截面上的均匀分布。
软金属包覆层可以是软金属网或网状层压金属板。可将其直接覆盖在导电基板 的工作面上，也可用压紧螺母将其固定在导电基板上，在外加压力下保证包覆层与 导电基板完全贴合。当上、下导电基板压在样品表面时，柔软的包覆层在外力的作 用下产生变形，与凹凸不平的表面充分接触。由于大多数非均质材料较为疏松，在 外力的作用下粉尘颗粒容易脱落，造成包覆层污染；另一方面，包覆层使用一段时 间后，会产生塑性变形，导致接触状况变差，这时需要及时更换包覆层；采用压紧 螺母将软金属包覆层与上、下基板连接，可以方便更换。
本发明解决了电阻率测量过程中导电板与样品接触面局部接触和不完全接触 的问题，消除了由于接触电阻不确定造成的测量误差，使测量精度提高了一个数量 级；而使样品的制备加工难度降低10倍，用一般的取样、切割设备制作的样品 均能满足对样品的检测要求，提高了测量仪器的适应性。例如，以前的样品加工， 对于C50xl30mm的铝用炭素样品，用硬接触导电基板，要求样品两端面平行度为 0. 05mm，端面平面度为0. Olmra，这种加工精度的样品需要在精密车床或磨床上加工； 采用本发明测量装置后，同样的检测样品，其精度要求为两端面平行度不超过 0.5mm、端面平面度不超过O.lmm时，就能满足仪器检测重复性的要求。这种样品 在一般实验室均能制做。
综上所述，本发明能使导电基板与样品端面充分接触，保证稳定的接触电阻和 电流通过样品时的均匀分布，实现准确测量；同时降低了对样品的加工精度要求。
图l、 2为现有测量装置的结构和操作示意图。
图3、 4为本发明测量装置的结构和操作示意图。
图5为本发明中的覆有软金属包覆层导电基板的结构示意图。
图6为本发明中的覆有软金属包覆层导电基板的另一结构示意图
图中代号
2上导电基板 5样品内部电流分布线 8挡圈
11软金属包覆层 22样品
1万向连接轴 4样品
7下导电基板 10压紧螺母 21左(固定)导电板、 24右(活动)导电板
3软金属包覆层 6软金属包覆层 9上导电基板
23样品内部电流分布线
具体实施例方式
以测量铝用炭素制品的电阻率来说明本发明测量装置。样品为直径50mra，长度 130mra的圆柱体。
采用本发明测量装置进行测量。操作时，上、下导电基板与样品的两个端面接 触，导通电流后测量一定距离的两个横截面的压力降，计算样品的电阻率。图3、 4 所示为本发明一种自适应稳定接触的电阻测量装置的结构和操作示意图，本发明装 置包括上导电基板2、下导电基板7，在所述的上导电基板2的顶部装有万向联接 轴1。在所述的上导电基板2、下导电基板7的工作面上均覆有软金属制作的包覆 层3、 6 。
图3所示为样品4的上下端面不平行度较大的情况，由于万向连接轴1的调节 作用，使上、下导电基板2、 7与样品4的两个端面紧密贴合，使样品4内部电流 分布线5均匀。
图4所示为样品4的上下端面粗糙度较大的情况，由于软金属包覆层3、 6的 调节作用，使软金属包覆层与2粗糙端面紧密贴合，使样品4内部电流分布线5均 匀。
图5为图3、 4中的上导电基板2的结构示意图，在上导电基板2的顶部空腔 中装有用挡圈8固定的万向连接轴(关节轴承)1。
如图5所示的软金属包覆层3是直接覆盖在导电基板2的工作面上的，下导电基板的覆盖与此相同。
图6为另一结构的上导电基板9的示意图，上导电基板9的截面为阶梯形，在 上导电基板9的工作面上覆有软金属包覆层11，用压紧螺母10将其固定在上导电 基板9上。
下导电基板7同样用压紧螺母将软金属包覆层固定在下导电基板的阶梯上(未 示出)。
所采用的软金属包覆层3、 6、 11采用紫铜网，也可用泡沫铜或泡沫铝材料制作。
测量操作时，如图3、 4，样品4位于上、下导电板2、 7之间，上导电板2通 过关节轴承1固定于施力机构上，可以绕中心点做360度旋转。样品一端放在下导 电板7上，与下导电板7上表面紧密贴合，当施力机构向下压时，上导电基板2的 工作面(下平面)在力的作用下可与样品4上表面紧密贴合；以保证测量准确。
权利要求
1、一种自适应稳定接触的电阻测量装置，包括上导电基板、下导电基板，其特征是在所述的上导电基板的顶部装有万向联接轴。
2、 根据权利要求1所述的自适应稳定接触的电阻测量装置，其特征是在所述的 上导电基板、下导电基板的工作面上均覆有软金属包覆层。
3、 根据权利要求2所述的自适应稳定接触的电阻测量装置，其特征是所述的软 金属包覆层是用螺母固定在所述的上导电基板、下导电基板的工作面上的。
4、 根据权利要求2所述的自适应稳定接触的电阻测量装置，其特征是所述的软 金属包覆层是用泡沫铝、铜或多层铝铜网制作的。
全文摘要
一种自适应稳定接触的电阻测量装置，包括上导电基板、下导电基板，其特征是在所述的上导电基板的顶部装有万向联接轴。在所述的上导电基板、下导电基板的工作面上均覆有软金属包覆层。所述的软金属包覆层可用螺母固定在所述的上导电基板、下导电基板的工作面上。本发明能使导电基板与样品端面充分接触，保证稳定的接触电阻和电流通过样品时的均匀分布，实现准确测量；适于测量非均质材料的电阻、电阻率的测定装置。
文档编号G01R27/08GK101441234SQ20081022479
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