專(zhuān)利名稱(chēng)：一種多組測(cè)量的自適應(yīng)接觸探針組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非均質(zhì)材料電阻、電阻率測(cè)定裝置，具體是一種多組測(cè)量的自適應(yīng) 接觸探針組。
背景技術(shù)：
目前在測(cè)量非均質(zhì)材料電阻率的裝置中，要用一對(duì)導(dǎo)電探針去接觸試樣的表面 來(lái)獲得兩探針間的電壓降，這一功能的實(shí)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的技術(shù)是用手動(dòng)來(lái)完成。由 于炭素材料的特殊性， 一般需要沿圓柱體試樣的柱面均勻地測(cè)3-4次，每測(cè)定一次 需要將試樣旋轉(zhuǎn)90度或120度再測(cè)下一個(gè)點(diǎn)；這樣就需要松動(dòng)導(dǎo)電夾具，旋轉(zhuǎn)試 樣后重新夾緊；由于每次裝甲狀況不同，造成探針與試樣表面接觸壓力改變引起測(cè) 量誤差，使測(cè)量準(zhǔn)確度降低，重現(xiàn)性較差。
自動(dòng)機(jī)構(gòu)目前只有瑞士炭素研究所生產(chǎn)的鋁用炭素電阻率測(cè)定儀，該儀器有一 個(gè)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的探針組，每次只能進(jìn)行一次測(cè)量，而我國(guó)2008年6月頒布的有色行 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YS63.2-2006要求在圓周方向進(jìn)行四次測(cè)量，取平均值作為試樣的電阻率值， 因此需要機(jī)構(gòu)的反復(fù)操作才能完成一個(gè)試樣的測(cè)量；而且該裝置的測(cè)量點(diǎn)是固定 的，如果試樣表面存在缺陷，如加工過(guò)程顆粒脫落造成凹坑、試樣加工時(shí)直線(xiàn)度誤 差較大，就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)探針接觸力差別較大甚至一個(gè)接觸另一個(gè)不接觸的狀況，這 時(shí)候需要實(shí)驗(yàn)人員反復(fù)調(diào)整試樣，使探針處于合適的測(cè)量位置上，操作比較繁瑣， 測(cè)量不易準(zhǔn)確。
鋁用炭素預(yù)焙陽(yáng)極電阻率測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS011713-2000和我國(guó)2008年6月 頒布的有色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YS63. 2-2006。
現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)測(cè)量示意圖見(jiàn)圖1，當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)電板8接通試樣7兩端面后， 兩探針9接觸試樣7的柱面。由于探針的接觸力由絕緣板IO傳遞，而探針與絕緣 板10是硬性連接，因此當(dāng)試樣表面有凹坑并處于某一個(gè)探針接觸位置時(shí)，就會(huì)出 現(xiàn)兩個(gè)探針接觸力差別較大、甚至一個(gè)接觸而另一個(gè)未接觸的狀態(tài)，這種情況對(duì)于 手持探針組和自動(dòng)探針組是一樣的。另一種情況是，當(dāng)試樣加工面直線(xiàn)度大于兩探針端面直線(xiàn)度時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)探針接觸力不一致甚至一個(gè)接觸而另一個(gè)未接觸的 狀態(tài)，造成測(cè)量結(jié)果誤差較大。因此，現(xiàn)有技術(shù)要求試樣的加工相應(yīng)嚴(yán)格，其柱面 的光潔度要達(dá)到50，直線(xiàn)度要達(dá)到0. 05mm，。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多組測(cè)量的自適應(yīng)接觸探針組，以解決上述存在的測(cè) 量誤差大和試樣加工要求嚴(yán)格的問(wèn)題。本發(fā)明的目的是按如下技術(shù)方案完成的。
本發(fā)明是一種多組測(cè)量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是包括4組環(huán)繞中心成
90度分布的探針總成，每一探針總成包括探針組件和移動(dòng)裝置，探針組件裝在移動(dòng)
裝置上，移動(dòng)裝置在動(dòng)力作用下能向中心前進(jìn)和復(fù)位。
每一所述的探針組件包括座體、彈簧和探針，在座體上具有兩個(gè)階梯孔，每一 階梯孔內(nèi)各裝有一個(gè)探針和彈簧，在彈簧的作用下，探針的一端伸出于階梯孔外。
探針具有桿部、凸臺(tái)和探測(cè)端，在桿部套有彈簧，彈簧一端抵壓在裝于階梯孔
一端的探針擋板上，另一端抵壓在探針的凸臺(tái)上，使凸臺(tái)522抵壓在座體的階梯孔 的擋邊上，使探測(cè)端伸出于階梯孔外。
以所述的探針的凸臺(tái)或探測(cè)端的外圓作為導(dǎo)向部位與座體51的相應(yīng)孔配合。
所述的移動(dòng)裝置為氣缸。
還包括活塞桿防塵套，活塞桿防塵套的一端固定在氣缸的端面，另一端固定在 座體上。
所述的座體由絕緣材料制成。
本發(fā)明自適應(yīng)接觸探針組采用四組機(jī)構(gòu)帶動(dòng)四組自適應(yīng)探針總成進(jìn)行單獨(dú)或 同時(shí)測(cè)量，能一次完成試樣測(cè)量并保證每組探針的接觸力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，避免了旋 轉(zhuǎn)測(cè)定過(guò)程中試樣內(nèi)等勢(shì)面的改變，具有使用方便、測(cè)量精確度高、數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好 等特點(diǎn)。
本發(fā)明解決了電阻率測(cè)量過(guò)程中手持式探針組造成的測(cè)量誤差、自動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng) 的探針組反復(fù)操作和對(duì)試樣加工精度的過(guò)高要求等問(wèn)題。四組測(cè)量機(jī)構(gòu)在圓周方向 呈90°均勻分布，在自控控制系統(tǒng)控制下，可同時(shí)接觸試樣表面，探針座的導(dǎo)向孔 保證了每組探針組中兩個(gè)探針距離的一致，自適應(yīng)探針組內(nèi)的彈性機(jī)構(gòu)能夠調(diào)節(jié)探 針位置，使探針與接觸面保持一定的接觸力，消除了人為因素造成的誤差，同時(shí)降 低了對(duì)制樣的精度要求。對(duì)于C50xl30mm的鋁用炭素試樣，用手持探針板或單個(gè)自動(dòng)探針板，要求試樣直線(xiàn)度在0. 05mm以上、表面光潔度50以上，需要進(jìn)行精密機(jī) 加工。采用本發(fā)明探針組后，同樣的試樣的加工精度為直線(xiàn)度不超過(guò)0.5ram、表面 光潔度125，就能滿(mǎn)足儀器重復(fù)性要求， 一般實(shí)驗(yàn)室均能制樣。
綜上所述，本發(fā)明能一次完成試樣測(cè)量并保證每組探針的接觸力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要 求，避免了旋轉(zhuǎn)測(cè)定過(guò)程中試樣內(nèi)等勢(shì)面的改變，具有使用方便、測(cè)量精確度高、 數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好，試樣加工精度要求低等特點(diǎn)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)測(cè)量時(shí)的示意圖。
圖2是本發(fā)明探針組測(cè)量時(shí)的俯視示意圖。
圖3是圖2中的A-A剖面放大圖(底面逆時(shí)針轉(zhuǎn)到水平位置)。
圖中代號(hào)
l氣缸座2氣缸3活塞桿防塵套 4工作腔體
5探針組件51探針座體52探針521桿部522凸臺(tái)523探測(cè)端
53擋板54彈簧
6、 7試樣8導(dǎo)電板9探針I(yè)O絕緣板
具體實(shí)施例方式
如圖2、 3所示是本發(fā)明探針組的示意圖，以鋁用炭素制品電阻率測(cè)定裝置為 例對(duì)本發(fā)明加以說(shuō)明。待測(cè)試樣為直徑50mm，長(zhǎng)度130mm的圓柱體。
本發(fā)明多組測(cè)量的自適應(yīng)接觸探針組包括四組環(huán)繞中心成90度分布的探針總 成，每一探針總成包括探針組件5和移動(dòng)裝置，本實(shí)施例中的移動(dòng)裝置采用氣缸2， 探針組件5裝在氣缸2上，氣缸2在動(dòng)力作用下能向中心前進(jìn)和復(fù)位。
還包括活塞桿防塵套3，活塞桿防塵套3的一端固定在氣缸2的端面，另一端 固定在座體51上。所述的座體51由絕緣材料制成。
每一所述的探針組件5包括座體51、彈簧54和探針52，在座體上具有兩個(gè)階 梯孔，每一階梯孔內(nèi)各裝有一個(gè)探針52和彈簧54，在彈簧54的作用下，探針的一 端伸出于階梯孔外。本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)是，探針52具有桿部521、凸臺(tái)522和探測(cè)端 523，在桿部套有彈簧54，彈簧一端抵壓在裝于階梯孔一端的探針擋板53上，另一 端抵壓在探針的凸臺(tái)522上，使凸臺(tái)522抵壓在座體51的階梯孔的擋邊上，使探 測(cè)端523伸出于階梯孔外。所述的座體51由絕緣材料制成?？捎锰结?2的凸臺(tái)522或探測(cè)端523的外圓作為導(dǎo)向部位與座體51的相應(yīng)孔 配合。本實(shí)施例采用凸臺(tái)522的外圓作為導(dǎo)向部位，并用彈簧54預(yù)壓在座孔內(nèi)， 預(yù)壓力大于50N，探針的回彈距離約為5mm。當(dāng)探針接觸試樣表面時(shí)，在彈簧力的 作用下，探針自動(dòng)調(diào)節(jié)伸出量，保證了每個(gè)探針都與試樣圓柱面的接觸，接觸力在 5(T80N;由于探針前端的結(jié)構(gòu)非常尖銳，50 80N接觸力的變化對(duì)接觸電阻沒(méi)有影響。 特殊設(shè)計(jì)的絕緣探針座，兩個(gè)探針孔的加工距離保證了每組探針距離相等，減少了 測(cè)量探針距離的操作，為自動(dòng)計(jì)算提供了方便。由于氣缸壓力的存在，活塞桿伸出 距離隨探針座位置自動(dòng)調(diào)整，保證了四組探針與試樣的良好接觸狀態(tài)。
工作過(guò)程，待測(cè)試樣6放置在中央的工作腔體4內(nèi)就位后，當(dāng)上導(dǎo)電板壓緊試 樣后，啟動(dòng)探針伸出按鈕，四組探針52同時(shí)伸出，接觸試樣6的圓柱面。釆用的 氣缸2為雙軸氣缸，保證了四組探針處在相同的橫截面上。自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)出每組 探針的電壓降并取平均值，得到試樣的電阻率值。四點(diǎn)測(cè)量一次完成，確保了導(dǎo)通
狀況的一致性，保證了測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性。
權(quán)利要求
1、一種多組測(cè)量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是包括四組環(huán)繞中心成90度分布的探針總成，每一探針總成包括探針組件(5)和移動(dòng)裝置，探針組件裝在移動(dòng)裝置上，移動(dòng)裝置在動(dòng)力作用下能向中心前進(jìn)和復(fù)位。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多組測(cè)量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是每一所述的探針組件(5)包括座體(51)、彈簧(54)和探針(52)，在座體上具有兩個(gè) 階梯孔，每一階梯孔內(nèi)各裝有一個(gè)探針和彈簧，在彈簧的作用下，探針的一端伸出 于階梯孔外。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多組測(cè)量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是；探針(52) 具有桿部(521)、凸臺(tái)(522)和探測(cè)端(523)，在桿部套有彈簧(54)，彈簧一端 抵壓在裝于階梯孔一端的探針擋板(53)上，另一端抵壓在探針的凸臺(tái)上，使凸臺(tái) 抵壓在座體的階梯孔的擋邊上，使探測(cè)端伸出于階梯孔外。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多組測(cè)量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是以所述 的探針(52)的凸臺(tái)(522)或探測(cè)端(523)的外圓作為導(dǎo)向部位與座體(51)的 相應(yīng)孔配合。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多組測(cè)量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是所述的 移動(dòng)裝置為氣缸(2)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多組測(cè)量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是還包括 活塞桿防塵套(3)，活塞桿防塵套的一端固定在氣缸(2)的端面，另一端固定在 座體(51)上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多組測(cè)量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是所述的 座體(51)由絕緣材料制成。
全文摘要
本發(fā)明是一種多組測(cè)量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是包括四組環(huán)繞中心成90度分布的探針總成，每一探針總成包括探針組件和移動(dòng)裝置，探針組件裝在移動(dòng)裝置上，移動(dòng)裝置在動(dòng)力作用下能向中心前進(jìn)和復(fù)位。每一探針組件包括座體、彈簧和探針，在座體上具有兩個(gè)階梯孔，每一階梯孔內(nèi)各裝有一個(gè)探針和彈簧，在彈簧的作用下，探針的一端伸出于階梯孔外。本發(fā)明能一次完成試樣測(cè)量并保證每組探針的接觸力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，避免了旋轉(zhuǎn)測(cè)定過(guò)程中試樣內(nèi)等勢(shì)面的改變，具有使用方便、測(cè)量精確度高、數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好、試樣加工精度要求低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R1/073GK101441227SQ20081022479
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者李紅梅 申請(qǐng)人:北京英斯派克科技有限公司