接触电阻的分析与测量_文美兰
接触电阻的分析与测量
文美兰
(常州市计量测试技术研究所,江苏常州213016)
摘
要:通过分析接触电阻产生的原因及其影响因素来认识准确测量接触电阻的意义。从理论出发介绍接触电阻的测量方法,介绍了四线端子法的测量
原理及优势。
关键词:接触电阻;四线端子法;测量中图分类号:TB99
文献标识码:A
国家标准学科分类代码:480. 7020
The Analysis and Measurement of Contact Resistance
Wen Meilan
在电子设备中,接触电阻是判断互连接器件电连接
电子从是否可靠良好的重要参数。当两导体相接触时,
一个导体流向另一个导体,由于接点界面微观上的粗糙,电流只能通过接触面上极少数的接触点,因而在界面处形成了额外的接触电阻。接触电阻测量的目的是确定电流流经接触件的接触表面的电触点时产生的电阻。由于
成因也非常复杂,从理影响触点接触电阻的因素非常多,
如何真实准确论上分析接触电阻显得比较困难。因此,
地测试出触点表面的接触电阻,显得尤为重要。1接触电阻概述1. 1定义
接触电阻的定义用欧姆定律来表述就是是接触表面
图1右边两边的电位差与通过接触表面的电流的比值,
为其等效电路图
。
1. 3
测量意义
接触电阻测量的目的是确定电流流经接触件的接触表面的电触点时产生的电阻。如果有大电流通过高阻触点时,就可能产生过分的能量消耗,并使触点产生危险的过热现象。在很多应用中要求接触电阻低且稳定,以使触点上的电压降不致影响电路状况的精度。现代系统的元件之间、整机甚至系统之间都需要电气连接,如果接触点发生故障,则可能影响到整个系统的可靠运行。由此引出了电接触的稳定性、寿命等与可靠性相关的研究内容。而接触电阻是电连接的一个基本、重要的参数。这一参数能否得到准确测量的问题越来越受到研究者的重视,并取得了一定的研究成果。2接触电阻的测量方法2. 1理论测量
按照接触电阻的定义,测出界面两边的电压U 和通过两导体的电流I ,根据欧姆定律就可得到接触电阻值。然而在实际测试中,在测量电压时,测量点如果不靠近界面,将会把金属的导体电阻包含在接触电阻的测量结果中,而真实地测得界面两边的电压,几乎是不可能的,所以接触电阻的测量结果只能是近似结果。当然如果金属
可以忽略不计,对测导体的电阻与接触电阻相比很小时,
量结果的影响也可以忽略。一种比较有效地可以减少导线电阻的方法为四线端子法。2. 2四线端子法测量原理
众所周知测量小电阻时用四线端子法可以减少导线电阻对结果的影响,接触电阻一般比较小(<10m Ω),采用四线端子测量法能够有效地消除导线电阻的影响。如
P H 、I H 、P L 、I L 分别表示为测量接触电阻的四个端子,图2,
r 2,r 3,r 4,假设r 1,分别代表电压表和电流表的导线电阻,
因为电压表的输入阻抗很大,由此分流的电流可忽略不
r 2的电流为零,r 2不会分压,
计,通过r 1,也就是r 1,电压表
图1
图1中R1与R2为相连接的两个导体,电流源施加的
电流I 通过R1与R2的界面时形成接触电阻Rx ,界面两边的电压为U ,则接触电阻Rx 为:1. 2影响因素
以保证应用中一般希望得到低而稳定的接触电阻,
电接触工作的可靠性。影响接触电阻的因素主要有导体材料性质、接触形式、接触压力、温度、腐蚀、频率等。比如构成电接触的金属材料性质直接影响接触电阻的大
这些性质主要有材料的电阻率ρ、材料的硬度H 等;小,
增大接触压力可以使接触电阻减小;腐蚀会严重影响电
从而影响电接触的可靠性等等。接触的接触电阻,
收稿日期:2014-02-18
接触电阻在实际电路中处处可见,但是全面、正确的分析和测量接触电阻却不是一件容易的事情。采用四线测量端子测量法能够有效地消除导线电阻的影响,同时接触电阻的数值受接触表面的大小和杂质的影响较大,测试中要注意电流和温度的测量结果符合统计规律,应
以平均值作为测量结果。该经过多次测量,
参考文献
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作者简介:文美兰,女,工程师。工作单位:常州市计量测试技术研究所。通讯地址:213016江苏省常州市武进区鸣新中路16号。
r 1,r 2不影响电压测的读数能够反映Rx 两端的电位差U ,
r 4与Rx 同在一个串联电路中,量;而r 3,恒流源提供的电
r 3,r 4不影响电流测量
。流I 正是通过被测电阻Rx 的电流,
图2
r 2,r 3,r 4,由此可见,作为导线电阻的r 1,均不影响测中低值标准电阻无一例外量结果。在计量标准器具中,
地采用了四端钮结构,就是利用了这个原理。3结束语
(上接第59页)5结语
伴随着我国经济的飞速发展,以及各企业实行的规互助化的发展模式,商业上的货物交换得到了更为模化、
广阔的发展空间,而汽车衡在检定方向的应用普及有效
但我国现在实行的还的保障了商业贸易上的检定品质,
是1998年颁布的相关检定规范,已经产生了一定的制约性,而电子汽车衡在日常的使用下也会出现或多或少的
因此,确保电子汽车衡检定方式的科学、高效、故障问题,
节约的原则是今后要努力研究的方向,相关学者通过对检定技术的研究,确保电子汽车衡检定技术的精确应用。(上接第61页)5. 2客户端软件
客户端软件所提供的实时数据作为计量人员判断仪
客户端软件应具备如下器是否合格的重要依据。因此,
功能:(1)能将被检水污染源在线监测仪实时传送到服务器的数据及时的在软件中体现。(2)能同时显示10路设备的计量数据。(3)支持数据查询功能,能查询过往的监测数据。(4)支持用户分级管理,实现权限制定,可以进行用户的增删改等功能,确保计量数据的保密性。6系统实现后的应用
该系统完成测试后,配合水污染源在线监测仪标准物质自动进样装置在实际的计量检定中进行了应用。从应用结果来看,该系统大大节约的日常计量检定中的人
计量一台水污染源力资源成本。在没使用该系统之前,
在线监测仪需要1天时间;使用该系统之后,计量人员可同时在10台水污染源在线监测仪配备标准物质自动进样装置后,标准物质自动进样装置自动测量标准物质,计量人员可在一个客户端同时接收10台水污染源在线监
并且通过后期数据核对,客户端的数据测仪的测量数据,
水污染源与在线监测仪的实际测量数据一致。
参考文献
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7
结束语
目前计量工作也正在利用信息化手段不断完善,利用现代化的信息手段解决一部分计量校准问题,达到了
低成本、减轻劳动强度、提高质量的目的远提高效率降、
程计量校准技术也在不断的涌现。利用3G 技术水污染源在线监测仪计量中的应用,是在远程计量、环境计量、智能计量领域中的一个尝试。它的应用成功将为我国目前正在大力提倡的生态文明建设发挥应有的作用。
参考文献
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作者简介:沙跃兵,男,工程师。工作单位:浙江省计量科学研究院。通讯地址:310013浙江省杭州市天目山路222号2号楼。
邵建文,浙江省计量科学研究院(杭州310013)
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