專利名稱：一種自適應(yīng)穩(wěn)定接觸的電阻測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量非均質(zhì)材料的電阻、電阻率的測定裝置，特別是一種自 適應(yīng)穩(wěn)定接觸的電阻測量裝置。
背景技術(shù)：
目前用于測量非均質(zhì)材料電阻率的裝置中，其兩端的金屬導(dǎo)電板與被測樣品的 接觸面均為方向不可調(diào)節(jié)的硬接觸。如果樣品制備時兩端面不平或端面的平面度達 不到要求，則會出現(xiàn)導(dǎo)電板與樣品端面的接觸狀況為部分接觸或點接觸，這不但造 成接觸面接觸電阻的不確定，同時對于非均質(zhì)材料在電流通過樣品橫截面時將導(dǎo)致 電流的偏流，會對測量結(jié)果造成很大誤差。如圖1、 2所示為用現(xiàn)有技術(shù)裝置測量 樣品的情況。在左導(dǎo)電基板21和右導(dǎo)電基板24之間裝有被測的樣品22。導(dǎo)電基板 通過施力機構(gòu)(未示出)加壓將樣品壓住，進行測量。圖l所示為樣品的二端面不 平行度較大的情況，由于是剛性連接，使導(dǎo)電基板與樣品的端面接觸不良，使樣品 內(nèi)部電流分布線23不均勻。圖2所示為樣品22的左右端面粗糙度較大的情況，由 于剛性接觸，使導(dǎo)電基板與樣品的二端面接觸不良，使樣品內(nèi)部電流分布線23不 均勻，導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確，不能滿足儀器檢測重復(fù)性的要求。此外，這種樣品的 制作精度要求很高， 一般的實驗室難以加工制做。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種自適應(yīng)穩(wěn)定接觸的電阻測量裝置，以解決上述存在的 測量接觸不良的問題。本發(fā)明能使導(dǎo)電基板與樣品端面充分接觸，保證穩(wěn)定的接觸 電阻和電流通過樣品時的均勻分布，達到準(zhǔn)確測量。本發(fā)明的目的是按如下的技術(shù) 方案實現(xiàn)的。本發(fā)明是一種自適應(yīng)穩(wěn)定接觸的電阻測量裝置，包括上導(dǎo)電基板、下 導(dǎo)電基板，其特征是在所述的上導(dǎo)電基板的頂部裝有萬向聯(lián)接軸。
在所述的上導(dǎo)電基板、下導(dǎo)電基板的工作面上均覆有軟金屬包覆層。 所述的軟金屬包覆層是用螺母固定在所述的上導(dǎo)電基板、下導(dǎo)電基板的工作面上的。
所述的軟金屬包覆層是用泡沫鋁、銅或多層鋁、銅網(wǎng)制作的。 本發(fā)明采用上下方向加壓進行檢測，使用萬向聯(lián)接軸將導(dǎo)電基板與加壓裝置連 接，由于萬向聯(lián)接軸是可以三維旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)軸(或萬向聯(lián)軸節(jié)等)，使與其連接的 上導(dǎo)電基板可以三維轉(zhuǎn)動，導(dǎo)電基板可以在平面360。方向做最大9(T的傾斜，當(dāng) 導(dǎo)電基板壓向樣品表面時，在外加壓力的作用下，導(dǎo)電基板的接觸面會適應(yīng)樣品表 面的傾斜狀況，使上導(dǎo)電基板能主動適應(yīng)樣品的不平行的端面，保證接觸面的接觸 完全，使電流均勻地通過整個橫截面。由于采用導(dǎo)電性良好的軟金屬來包覆金屬導(dǎo) 電基板的接觸面，可以克服非均質(zhì)材料樣品端面在加工過程中造成的凹凸不平，避 免點接觸的狀況；使接觸良好，保證電流在橫截面上的均勻分布。
軟金屬包覆層可以是軟金屬網(wǎng)或網(wǎng)狀層壓金屬板。可將其直接覆蓋在導(dǎo)電基板 的工作面上，也可用壓緊螺母將其固定在導(dǎo)電基板上，在外加壓力下保證包覆層與 導(dǎo)電基板完全貼合。當(dāng)上、下導(dǎo)電基板壓在樣品表面時，柔軟的包覆層在外力的作 用下產(chǎn)生變形，與凹凸不平的表面充分接觸。由于大多數(shù)非均質(zhì)材料較為疏松，在 外力的作用下粉塵顆粒容易脫落，造成包覆層污染；另一方面，包覆層使用一段時 間后，會產(chǎn)生塑性變形，導(dǎo)致接觸狀況變差，這時需要及時更換包覆層；采用壓緊 螺母將軟金屬包覆層與上、下基板連接，可以方便更換。
本發(fā)明解決了電阻率測量過程中導(dǎo)電板與樣品接觸面局部接觸和不完全接觸 的問題，消除了由于接觸電阻不確定造成的測量誤差，使測量精度提高了一個數(shù)量 級；而使樣品的制備加工難度降低10倍，用一般的取樣、切割設(shè)備制作的樣品 均能滿足對樣品的檢測要求，提高了測量儀器的適應(yīng)性。例如，以前的樣品加工， 對于C50xl30mm的鋁用炭素樣品，用硬接觸導(dǎo)電基板，要求樣品兩端面平行度為 0. 05mm，端面平面度為0. Olmra，這種加工精度的樣品需要在精密車床或磨床上加工； 采用本發(fā)明測量裝置后，同樣的檢測樣品，其精度要求為兩端面平行度不超過 0.5mm、端面平面度不超過O.lmm時，就能滿足儀器檢測重復(fù)性的要求。這種樣品 在一般實驗室均能制做。
綜上所述，本發(fā)明能使導(dǎo)電基板與樣品端面充分接觸，保證穩(wěn)定的接觸電阻和 電流通過樣品時的均勻分布，實現(xiàn)準(zhǔn)確測量；同時降低了對樣品的加工精度要求。


圖l、 2為現(xiàn)有測量裝置的結(jié)構(gòu)和操作示意圖。
圖3、 4為本發(fā)明測量裝置的結(jié)構(gòu)和操作示意圖。
圖5為本發(fā)明中的覆有軟金屬包覆層導(dǎo)電基板的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明中的覆有軟金屬包覆層導(dǎo)電基板的另一結(jié)構(gòu)示意圖
圖中代號
2上導(dǎo)電基板 5樣品內(nèi)部電流分布線 8擋圈
11軟金屬包覆層 22樣品
1萬向連接軸 4樣品
7下導(dǎo)電基板 10壓緊螺母 21左(固定)導(dǎo)電板、 24右(活動)導(dǎo)電板
3軟金屬包覆層 6軟金屬包覆層 9上導(dǎo)電基板
23樣品內(nèi)部電流分布線
具體實施例方式
以測量鋁用炭素制品的電阻率來說明本發(fā)明測量裝置。樣品為直徑50mra，長度 130mra的圓柱體。
采用本發(fā)明測量裝置進行測量。操作時，上、下導(dǎo)電基板與樣品的兩個端面接 觸，導(dǎo)通電流后測量一定距離的兩個橫截面的壓力降，計算樣品的電阻率。圖3、 4 所示為本發(fā)明一種自適應(yīng)穩(wěn)定接觸的電阻測量裝置的結(jié)構(gòu)和操作示意圖，本發(fā)明裝 置包括上導(dǎo)電基板2、下導(dǎo)電基板7，在所述的上導(dǎo)電基板2的頂部裝有萬向聯(lián)接 軸1。在所述的上導(dǎo)電基板2、下導(dǎo)電基板7的工作面上均覆有軟金屬制作的包覆 層3、 6 。
圖3所示為樣品4的上下端面不平行度較大的情況，由于萬向連接軸1的調(diào)節(jié) 作用，使上、下導(dǎo)電基板2、 7與樣品4的兩個端面緊密貼合，使樣品4內(nèi)部電流 分布線5均勻。
圖4所示為樣品4的上下端面粗糙度較大的情況，由于軟金屬包覆層3、 6的 調(diào)節(jié)作用，使軟金屬包覆層與2粗糙端面緊密貼合，使樣品4內(nèi)部電流分布線5均 勻。
圖5為圖3、 4中的上導(dǎo)電基板2的結(jié)構(gòu)示意圖，在上導(dǎo)電基板2的頂部空腔 中裝有用擋圈8固定的萬向連接軸(關(guān)節(jié)軸承)1。
如圖5所示的軟金屬包覆層3是直接覆蓋在導(dǎo)電基板2的工作面上的，下導(dǎo)電基板的覆蓋與此相同。
圖6為另一結(jié)構(gòu)的上導(dǎo)電基板9的示意圖，上導(dǎo)電基板9的截面為階梯形，在 上導(dǎo)電基板9的工作面上覆有軟金屬包覆層11，用壓緊螺母10將其固定在上導(dǎo)電 基板9上。
下導(dǎo)電基板7同樣用壓緊螺母將軟金屬包覆層固定在下導(dǎo)電基板的階梯上(未 示出)。
所采用的軟金屬包覆層3、 6、 11采用紫銅網(wǎng)，也可用泡沫銅或泡沫鋁材料制作。
測量操作時，如圖3、 4，樣品4位于上、下導(dǎo)電板2、 7之間，上導(dǎo)電板2通 過關(guān)節(jié)軸承1固定于施力機構(gòu)上，可以繞中心點做360度旋轉(zhuǎn)。樣品一端放在下導(dǎo) 電板7上，與下導(dǎo)電板7上表面緊密貼合，當(dāng)施力機構(gòu)向下壓時，上導(dǎo)電基板2的 工作面(下平面)在力的作用下可與樣品4上表面緊密貼合；以保證測量準(zhǔn)確。
權(quán)利要求
1、一種自適應(yīng)穩(wěn)定接觸的電阻測量裝置，包括上導(dǎo)電基板、下導(dǎo)電基板，其特征是在所述的上導(dǎo)電基板的頂部裝有萬向聯(lián)接軸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)穩(wěn)定接觸的電阻測量裝置，其特征是在所述的 上導(dǎo)電基板、下導(dǎo)電基板的工作面上均覆有軟金屬包覆層。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)穩(wěn)定接觸的電阻測量裝置，其特征是所述的軟 金屬包覆層是用螺母固定在所述的上導(dǎo)電基板、下導(dǎo)電基板的工作面上的。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)穩(wěn)定接觸的電阻測量裝置，其特征是所述的軟 金屬包覆層是用泡沫鋁、銅或多層鋁銅網(wǎng)制作的。
全文摘要
一種自適應(yīng)穩(wěn)定接觸的電阻測量裝置，包括上導(dǎo)電基板、下導(dǎo)電基板，其特征是在所述的上導(dǎo)電基板的頂部裝有萬向聯(lián)接軸。在所述的上導(dǎo)電基板、下導(dǎo)電基板的工作面上均覆有軟金屬包覆層。所述的軟金屬包覆層可用螺母固定在所述的上導(dǎo)電基板、下導(dǎo)電基板的工作面上。本發(fā)明能使導(dǎo)電基板與樣品端面充分接觸，保證穩(wěn)定的接觸電阻和電流通過樣品時的均勻分布，實現(xiàn)準(zhǔn)確測量；適于測量非均質(zhì)材料的電阻、電阻率的測定裝置。
文檔編號G01R27/08GK101441234SQ20081022479
公開日2009年5月27日 申請日期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 申請人:北京英斯派克科技有限公司