連接器的接觸電阻
發布時間:2011-02-23
中心議題:
不論是高頻電連接器,還是低頻電連接器,接觸電阻、絕緣電阻和介質耐壓(又稱抗電強度)都是保證電連接器能正常可靠地工作的最基本的電氣參數。通常在電連接器產品技術條件的質量一致性檢驗A、B組zu常chang規gui交jiao收shou檢jian驗yan項xiang目mu中zhong都dou列lie有you明ming確que的de技ji術shu指zhi標biao要yao求qiu和he試shi驗yan方fang法fa。這zhe三san個ge檢jian驗yan項xiang目mu也ye是shi用yong戶hu判pan別bie電dian連lian接jie器qi質zhi量liang和he可ke靠kao性xing優you劣lie的de重zhong要yao依yi據ju。但dan根gen據ju多duo年nian來lai從cong事shi電dian連lian接jie器qi檢jian驗yan的de實shi踐jian發fa現xian;目前各生產廠之間以及生產廠和使用廠之間,在具體執行有關技術條件時尚存在許多不一致和差異,往往由於采用的儀器、測試工裝、操作方法、樣(yang)品(pin)處(chu)理(li)和(he)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)等(deng)因(yin)素(su)的(de)不(bu)同(tong),直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)檢(jian)驗(yan)結(jie)果(guo)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)和(he)一(yi)致(zhi)性(xing)。為(wei)此(ci),針(zhen)對(dui)目(mu)前(qian)這(zhe)三(san)個(ge)常(chang)規(gui)電(dian)性(xing)能(neng)檢(jian)驗(yan)項(xiang)目(mu)在(zai)實(shi)際(ji)操(cao)作(zuo)中(zhong)存(cun)在(zai)的(de)問(wen)題(ti)進(jin)行(xing)一(yi)些(xie)專(zhuan)題(ti)研(yan)討(tao),對(dui)提(ti)高(gao)電(dian)連(lian)接(jie)器(qi)檢(jian)驗(yan)可(ke)靠(kao)性(xing)是(shi)十(shi)分(fen)有(you)益(yi)的(de)。
另(ling)外(wai),隨(sui)著(zhe)電(dian)子(zi)信(xin)息(xi)技(ji)術(shu)的(de)迅(xun)猛(meng)發(fa)展(zhan),新(xin)一(yi)代(dai)的(de)多(duo)功(gong)能(neng)自(zi)動(dong)檢(jian)測(ce)儀(yi)正(zheng)在(zai)逐(zhu)步(bu)替(ti)代(dai)原(yuan)有(you)的(de)單(dan)參(can)數(shu)測(ce)試(shi)儀(yi)。這(zhe)些(xie)新(xin)型(xing)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)的(de)應(ying)用(yong)必(bi)將(jiang)大(da)大(da)提(ti)高(gao)電(dian)性(xing)能(neng)的(de)檢(jian)測(ce)速(su)度(du)、效率和準確可靠性。
2.1 作用原理
在顯微鏡下觀察連接器接觸件的表麵,盡管鍍金層十分光滑,則仍能觀察到5-10微wei米mi的de凸tu起qi部bu分fen。會hui看kan到dao插cha合he的de一yi對dui接jie觸chu件jian的de接jie觸chu,並bing不bu是shi整zheng個ge接jie觸chu麵mian的de接jie觸chu,而er是shi散san布bu在zai接jie觸chu麵mian上shang一yi些xie點dian的de接jie觸chu。實shi際ji接jie觸chu麵mian必bi然ran小xiao於yu理li論lun接jie觸chu麵mian。根gen據ju表biao麵mian光guang滑hua程cheng度du及ji接jie觸chu壓ya力li大da小xiao,兩liang者zhe差cha距ju有you的de可ke達da幾ji千qian倍bei。實shi際ji接jie觸chu麵mian可ke分fen為wei兩liang部bu分fen;一(yi)是(shi)真(zhen)正(zheng)金(jin)屬(shu)與(yu)金(jin)屬(shu)直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu)部(bu)分(fen)。即(ji)金(jin)屬(shu)間(jian)無(wu)過(guo)渡(du)電(dian)阻(zu)的(de)接(jie)觸(chu)微(wei)點(dian),亦(yi)稱(cheng)接(jie)觸(chu)斑(ban)點(dian),它(ta)是(shi)由(you)接(jie)觸(chu)壓(ya)力(li)或(huo)熱(re)作(zuo)用(yong)破(po)壞(huai)界(jie)麵(mian)膜(mo)後(hou)形(xing)成(cheng)的(de)。這(zhe)部(bu)分(fen)約(yue)占(zhan)實(shi)際(ji)接(jie)觸(chu)麵(mian)積(ji)的(de) 5-10%。二(er)是(shi)通(tong)過(guo)接(jie)觸(chu)界(jie)麵(mian)汙(wu)染(ran)薄(bo)膜(mo)後(hou)相(xiang)互(hu)接(jie)觸(chu)的(de)部(bu)分(fen)。因(yin)為(wei)任(ren)何(he)金(jin)屬(shu)都(dou)有(you)返(fan)回(hui)原(yuan)氧(yang)化(hua)物(wu)狀(zhuang)態(tai)的(de)傾(qing)向(xiang)。實(shi)際(ji)上(shang),在(zai)大(da)氣(qi)中(zhong)不(bu)存(cun)在(zai)真(zhen)正(zheng)潔(jie)淨(jing)的(de)金(jin)屬(shu)表(biao)麵(mian),即(ji)使(shi)很(hen)潔(jie)淨(jing)的(de)金(jin)屬(shu)表(biao)麵(mian),一(yi)旦(dan)暴(bao)露(lu)在(zai)大(da)氣(qi)中(zhong),便(bian)會(hui)很(hen)快(kuai)生(sheng)成(cheng)幾(ji)微(wei)米(mi)的(de)初(chu)期(qi)氧(yang)化(hua)膜(mo)層(ceng)。例(li)如(ru)銅(tong)隻(zhi)要(yao)2-3分鍾,鎳約30分鍾,鋁僅需2-3秒鍾,其表麵便可形成厚度約2weimideyanghuamoceng。jishitebiewendingdeguijinshujin,youyutadebiaomiannengjiaogao,qibiaomianyehuixingchengyicengyoujiqitixifumo。ciwai,daqizhongdechenaidengyehuizaijiechujianbiaomianxingchengchenjimo。yiner,congweiguanfenxirenhejiechumiandoushiyigewuranmian。
綜上所述,真正接觸電阻應由以下幾部分組成;
1) 集中電阻
電流通過實際接觸麵時,由於電流線收縮(或稱集中)顯示出來的電阻。將其稱為集中電阻或收縮電阻。
2) 膜層電阻
由於接觸表麵膜層及其他汙染物所構成的膜層電阻。從接觸表麵狀態分析;表麵汙染膜可分為較堅實的薄膜層和較鬆散的雜質汙染層。故確切地說,也可把膜層電阻稱為界麵電阻。
3) 導體電阻
實(shi)際(ji)測(ce)量(liang)電(dian)連(lian)接(jie)器(qi)接(jie)觸(chu)件(jian)的(de)接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)時(shi),都(dou)是(shi)在(zai)接(jie)點(dian)引(yin)出(chu)端(duan)進(jin)行(xing)的(de),故(gu)實(shi)際(ji)測(ce)得(de)的(de)接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)還(hai)包(bao)含(han)接(jie)觸(chu)表(biao)麵(mian)以(yi)外(wai)接(jie)觸(chu)件(jian)和(he)引(yin)出(chu)導(dao)線(xian)本(ben)身(shen)的(de)導(dao)體(ti)電(dian)阻(zu)。導(dao)體(ti)電(dian)阻(zu)主(zhu)要(yao)取(qu)決(jue)於(yu)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)本(ben)身(shen)的(de)導(dao)電(dian)性(xing)能(neng),它(ta)與(yu)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)的(de)關(guan)係(xi)可(ke)用(yong)溫(wen)度(du)係(xi)數(shu)來(lai)表(biao)征(zheng)。
為便於區分,將集中電阻加上膜層電阻稱為真實接觸電阻。而將實際測得包含有導體電阻的稱為總接觸電阻。
在實際測量接觸電阻時,常使用按開爾文電橋四端子法原理設計的接觸電阻測試儀(毫歐計),其專用夾具夾在被測接觸件端接部位兩端,故實際測量的總接觸電阻 R由以下三部分組成,可由下式表示:
R= RC + Rf + Rp,式中:RC-集中電阻;Rf-膜層電阻;Rp-導體電阻。
接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)檢(jian)驗(yan)目(mu)的(de)是(shi)確(que)定(ding)電(dian)流(liu)流(liu)經(jing)接(jie)觸(chu)件(jian)的(de)接(jie)觸(chu)表(biao)麵(mian)的(de)電(dian)觸(chu)點(dian)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)阻(zu)。如(ru)果(guo)有(you)大(da)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)高(gao)阻(zu)觸(chu)點(dian)時(shi),就(jiu)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)過(guo)分(fen)的(de)能(neng)量(liang)消(xiao)耗(hao),並(bing)使(shi)觸(chu)點(dian)產(chan)生(sheng)危(wei)險(xian)的(de)過(guo)熱(re)現(xian)象(xiang)。在(zai)很(hen)多(duo)應(ying)用(yong)中(zhong)要(yao)求(qiu)接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)低(di)且(qie)穩(wen)定(ding),以(yi)使(shi)觸(chu)點(dian)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)降(jiang)不(bu)致(zhi)影(ying)響(xiang)電(dian)路(lu)狀(zhuang)況(kuang)的(de)精(jing)度(du)。
測量接觸電阻除用毫歐計外,也可用伏-安計法,安培-電位計法。
在(zai)連(lian)接(jie)微(wei)弱(ruo)信(xin)號(hao)電(dian)路(lu)中(zhong),設(she)定(ding)的(de)測(ce)試(shi)參(can)數(shu)條(tiao)件(jian)對(dui)接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)檢(jian)測(ce)結(jie)果(guo)有(you)一(yi)定(ding)影(ying)響(xiang)。因(yin)為(wei)接(jie)觸(chu)表(biao)麵(mian)會(hui)附(fu)有(you)氧(yang)化(hua)層(ceng),油(you)汙(wu)或(huo)其(qi)他(ta)汙(wu)染(ran)物(wu),兩(liang)接(jie)觸(chu)件(jian)表(biao)麵(mian)會(hui)產(chan)生(sheng)膜(mo)層(ceng)電(dian)阻(zu)。由(you)於(yu)膜(mo)層(ceng)為(wei)不(bu)良(liang)導(dao)體(ti),隨(sui)膜(mo)層(ceng)厚(hou)度(du)增(zeng)加(jia),接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)會(hui)迅(xun)速(su)增(zeng)大(da)。膜(mo)層(ceng)在(zai)高(gao)的(de)接(jie)觸(chu)壓(ya)力(li)下(xia)會(hui)機(ji)械(xie)擊(ji)穿(chuan),或(huo)在(zai)高(gao)電(dian)壓(ya)、大電流下會發生電擊穿。但對某些小型連接器設計的接觸壓力很小,工作電流電壓僅為mA和mV級,膜層電阻不易被擊穿,接觸電阻增大可能影響電信號的傳輸。
在GB5095“電子設備用機電元件基本試驗規程及測量方法” 中的接觸電阻測試方法之一,“接觸電阻-毫伏法” 規定,為防止接觸件上膜層被擊穿,測試回路交流或直流的開路峰值電壓應不大於20mV,交流或直流的測試中電流應不大於100mA。
在GJB1217“電連接器試驗方法” 中規定有“低電平接觸電阻” 和“接觸電阻” 兩種試驗方法。其中低電平接觸電阻試驗方法基本內容與上述GB5095中的接觸電阻-毫(hao)伏(fu)法(fa)相(xiang)同(tong)。目(mu)的(de)是(shi)評(ping)定(ding)接(jie)觸(chu)件(jian)在(zai)加(jia)上(shang)不(bu)改(gai)變(bian)物(wu)理(li)的(de)接(jie)觸(chu)表(biao)麵(mian)或(huo)不(bu)改(gai)變(bian)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)的(de)不(bu)導(dao)電(dian)氧(yang)化(hua)薄(bo)膜(mo)的(de)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)特(te)性(xing)。所(suo)加(jia)開(kai)路(lu)試(shi)驗(yan)電(dian)壓(ya)不(bu)超(chao)過(guo)20mV,試驗電流應限製在100mA。zaizheyidianpingxiadexingnengzuyibiaoxianzaididianpingdianjilixiadejiechujiemiandexingneng。erjiechudianzushiyanfangfamudeshiceliangtongguoguidingdianliudeyiduichahejiechujianliangduanhuojiechujianyuceliangguizhijiandedianzu。tongchangcaiyongzheyishiyanfangfashijiadeguidingdianliuyaobiqianyizhongshiyanfangfadadeduo。ruguojunbiaoGJB101“小圓形快速分離耐環境電連接器總規範”中規定;測量時電流為1A,接觸對串聯後,測量每對接觸對的電壓降,取其平均值換算成接觸電阻值。
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2.2 影響因素
主要受接觸件材料、正壓力、表麵狀態、使用電壓和電流等因素影響。
1) 接觸件材料
電連接器技術條件對不同材質製作的同規格插配接觸件,規定了不同的接觸電阻考核指標。如小圓形快速分離耐環境電連接器總規範GJB101-86規定,直徑為1mm的插配接觸件接觸電阻,銅合金≤5mΩ,鐵合金≤15mΩ。
2) 正壓力
jiechujiandezhengyalishizhibicijiechudebiaomianchanshengbingchuizhiyujiechubiaomiandeli。suizhengyalizengjia,jiechuweidianshuliangjimianjiyezhujianzengjia,tongshijiechuweidiancongdanxingbianxingguodudaosuxingbianxing。youyujizhongdianzuzhujianjianxiao,ershijiechudianzujiangdi。jiechuzhengyalizhuyaoqujueyujiechujiandejihexingzhuanghecailiaoxingneng。
3) 表麵狀態
接觸件表麵一是由於塵埃、鬆香、油(you)汙(wu)等(deng)在(zai)接(jie)點(dian)表(biao)麵(mian)機(ji)械(xie)附(fu)著(zhe)沉(chen)積(ji)形(xing)成(cheng)的(de)較(jiao)鬆(song)散(san)的(de)表(biao)膜(mo),這(zhe)層(ceng)表(biao)膜(mo)由(you)於(yu)帶(dai)有(you)微(wei)粒(li)物(wu)質(zhi)極(ji)易(yi)嵌(qian)藏(zang)在(zai)接(jie)觸(chu)表(biao)麵(mian)的(de)微(wei)觀(guan)凹(ao)坑(keng)處(chu),使(shi)接(jie)觸(chu)麵(mian)積(ji)縮(suo)小(xiao),接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)增(zeng)大(da),且(qie)極(ji)不(bu)穩(wen)定(ding)。二(er)是(shi)由(you)於(yu)物(wu)理(li)吸(xi)附(fu)及(ji)化(hua)學(xue)吸(xi)附(fu)所(suo)形(xing)成(cheng)的(de)汙(wu)染(ran)膜(mo),對(dui)金(jin)屬(shu)表(biao)麵(mian)主(zhu)要(yao)是(shi)化(hua)學(xue)吸(xi)附(fu),它(ta)是(shi)在(zai)物(wu)理(li)吸(xi)附(fu)後(hou)伴(ban)隨(sui)電(dian)子(zi)遷(qian)移(yi)而(er)產(chan)生(sheng)的(de)。故(gu)對(dui)一(yi)些(xie)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)要(yao)求(qiu)的(de)產(chan)品(pin),如(ru)航(hang)天(tian)用(yong)電(dian)連(lian)接(jie)器(qi)必(bi)須(xu)要(yao)有(you)潔(jie)淨(jing)的(de)裝(zhuang)配(pei)生(sheng)產(chan)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian),完(wan)善(shan)的(de)清(qing)洗(xi)工(gong)藝(yi)及(ji)必(bi)要(yao)的(de)結(jie)構(gou)密(mi)封(feng)措(cuo)施(shi),使(shi)用(yong)單(dan)位(wei)必(bi)須(xu)要(yao)有(you)良(liang)好(hao)的(de)貯(zhu)存(cun)和(he)使(shi)用(yong)操(cao)作(zuo)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)。
4) 使用電壓
shiyongdianyadadaoyidingyuzhi,huishijiechujianmocengbeijichuan,ershijiechudianzuxunsuxiajiang。danyouyurexiaoyingjiasulemocengfujinquyudehuaxuefanying,duimocengyouyidingdexiufuzuoyong。yushizuzhichengxianfeixianxing。zaiyuzhidianyafujin,dianyajiangdeweixiaobodonghuiyinqidianliukenengershibeihuojishibeifanweineibianhua。shijiechudianzufashenghendabianhua,bulejiezhezhongfeixian***,就會在測試和使用接觸件時產生錯誤。
5) 電流
當電流超過一定值時,接觸件界麵微小點處通電後產生的焦耳熱()作用而使金屬軟化或熔化,會對集中電阻產生影響,隨之降低接觸電阻。
2.3 問題研討
1) 低電平接觸電阻檢驗
考慮到接觸件膜層在高接觸壓力下會發生機械擊穿或在高電壓、大電流下會發生電擊穿。對某些小體積的連接器設計的接觸壓力相當小,使用場合僅為mV或mA 級,膜層電阻不易被擊穿,可能影響電信號的傳輸。故國軍標GJB1217-91dianlianjieqishiyanfangfazhongguidingleliangzhongshiyanfangfa。jididianpingjiechudianzushiyanfangfahejiechudianzushiyanfangfa。qizhongdidianpingjiechudianzushiyanmudeshipingdingjiechujianzaijiashangbunenggaibianwulidejiechubiaomianhuobugaibiankenengcunzaidebudaodianyanghuabumodedianyahedianliutiaojianxiadejiechudianzutexing。suojiakailushiyandianyabuchaoguo20mV,而試驗電流應限製在100mA,zaizheyidianpingxiadexingnengzuyimanzuyibiaoxianzaididianpingdianjilixiadejiechujiemiandexingneng。erjiechudianzushiyanmudeshiceliangtongguoguidingdianliudeyiduichahejiechujianliangduanhuojiechujianyuceliangguizhijiandedianzu,而此規定電流要比前者大得多,通常規定為1A。
2) 單孔分離力檢驗
為wei確que保bao接jie觸chu件jian插cha合he接jie觸chu可ke靠kao,保bao持chi穩wen定ding的de正zheng壓ya力li是shi關guan鍵jian。正zheng壓ya力li是shi接jie觸chu壓ya力li的de一yi種zhong直zhi接jie指zhi標biao,明ming顯xian影ying響xiang接jie觸chu電dian阻zu。但dan鑒jian於yu接jie觸chu件jian插cha合he狀zhuang態tai的de正zheng壓ya力li很hen難nan測ce量liang,故gu一yi般ban用yong測ce量liang插cha合he狀zhuang態tai的de接jie觸chu件jian由you靜jing止zhi變bian為wei運yun動dong的de單dan孔kong分fen離li力li來lai表biao征zheng插cha針zhen與yu插cha孔kong正zheng在zai接jie觸chu。通tong常chang電dian連lian接jie器qi技ji術shu條tiao件jian規gui定ding的de分fen離li力li要yao求qiu是shi用yong實shi驗yan方fang法fa確que定ding的de,其qi理li論lun值zhi可ke用yong下xia式shi表biao達da。
F=FN•μ
式中FN為正壓力, μ為摩擦係數。
由you於yu分fen離li力li受shou正zheng壓ya力li和he摩mo擦ca係xi數shu兩liang者zhe製zhi約yue。故gu決jue不bu能neng認ren為wei分fen離li力li大da,就jiu正zheng壓ya力li大da接jie觸chu可ke靠kao。現xian在zai隨sui著zhe接jie觸chu件jian製zhi作zuo精jing度du和he表biao麵mian鍍du層ceng質zhi量liang的de提ti高gao,將jiang分fen離li力li控kong製zhi在zai一yi個ge恰qia當dang的de水shui平ping上shang即ji可ke保bao證zheng接jie觸chu可ke靠kao。作zuo者zhe在zai實shi踐jian中zhong發fa現xian,單dan孔kong分fen離li力li過guo小xiao,在zai受shou振zhen動dong衝chong擊ji載zai荷he時shi有you可ke能neng造zao成cheng信xin號hao瞬shun斷duan。用yong測ce單dan孔kong分fen離li力li評ping定ding接jie觸chu可ke靠kao性xing比bi測ce接jie觸chu電dian阻zu有you效xiao。因yin為wei在zai實shi際ji檢jian驗yan中zhong接jie觸chu電dian阻zu件jian很hen少shao出chu現xian不bu合he格ge,單dan孔kong分fen離li力li偏pian低di超chao差cha的de插cha孔kong,測ce量liang接jie觸chu電dian阻zu往wang往wang仍reng合he格ge。
3) 接觸電阻檢驗合格不等於接觸可靠。
在許多實際使用場合,汽車、摩托車、火車、動力機械、自動化儀器以及航空、航天、船chuan舶bo等deng軍jun用yong連lian接jie器qi,往wang往wang都dou是shi在zai動dong態tai振zhen動dong環huan境jing下xia使shi用yong。實shi驗yan證zheng明ming僅jin用yong檢jian驗yan靜jing態tai接jie觸chu電dian阻zu是shi否fou合he格ge,並bing不bu能neng保bao證zheng動dong態tai環huan境jing下xia使shi用yong接jie觸chu可ke靠kao。往wang往wang接jie觸chu電dian阻zu合he格ge的de連lian接jie器qi在zai進jin行xing振zhen動dong、衝擊、離心等模擬環境試驗時仍出現瞬間斷電現象。故對一些高可靠性要求的連接器,許多設計人員都提出最好能100%對dui其qi進jin行xing動dong態tai振zhen動dong試shi驗yan來lai考kao核he接jie觸chu可ke靠kao性xing。最zui近jin,日ri本ben耐nai可ke公gong司si推tui出chu了le一yi種zhong與yu導dao通tong儀yi配pei套tao使shi用yong的de小xiao型xing台tai式shi電dian動dong振zhen動dong台tai,已yi成cheng功gong地di應ying用yong於yu許xu多duo民min用yong線xian束shu的de接jie觸chu可ke靠kao性xing檢jian驗yan。
- 連接器接觸電阻的作用原理
- 連接器接觸電阻的影響因素
- 連接器接觸電阻的問題研討
不論是高頻電連接器,還是低頻電連接器,接觸電阻、絕緣電阻和介質耐壓(又稱抗電強度)都是保證電連接器能正常可靠地工作的最基本的電氣參數。通常在電連接器產品技術條件的質量一致性檢驗A、B組zu常chang規gui交jiao收shou檢jian驗yan項xiang目mu中zhong都dou列lie有you明ming確que的de技ji術shu指zhi標biao要yao求qiu和he試shi驗yan方fang法fa。這zhe三san個ge檢jian驗yan項xiang目mu也ye是shi用yong戶hu判pan別bie電dian連lian接jie器qi質zhi量liang和he可ke靠kao性xing優you劣lie的de重zhong要yao依yi據ju。但dan根gen據ju多duo年nian來lai從cong事shi電dian連lian接jie器qi檢jian驗yan的de實shi踐jian發fa現xian;目前各生產廠之間以及生產廠和使用廠之間,在具體執行有關技術條件時尚存在許多不一致和差異,往往由於采用的儀器、測試工裝、操作方法、樣(yang)品(pin)處(chu)理(li)和(he)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)等(deng)因(yin)素(su)的(de)不(bu)同(tong),直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)檢(jian)驗(yan)結(jie)果(guo)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)和(he)一(yi)致(zhi)性(xing)。為(wei)此(ci),針(zhen)對(dui)目(mu)前(qian)這(zhe)三(san)個(ge)常(chang)規(gui)電(dian)性(xing)能(neng)檢(jian)驗(yan)項(xiang)目(mu)在(zai)實(shi)際(ji)操(cao)作(zuo)中(zhong)存(cun)在(zai)的(de)問(wen)題(ti)進(jin)行(xing)一(yi)些(xie)專(zhuan)題(ti)研(yan)討(tao),對(dui)提(ti)高(gao)電(dian)連(lian)接(jie)器(qi)檢(jian)驗(yan)可(ke)靠(kao)性(xing)是(shi)十(shi)分(fen)有(you)益(yi)的(de)。
另(ling)外(wai),隨(sui)著(zhe)電(dian)子(zi)信(xin)息(xi)技(ji)術(shu)的(de)迅(xun)猛(meng)發(fa)展(zhan),新(xin)一(yi)代(dai)的(de)多(duo)功(gong)能(neng)自(zi)動(dong)檢(jian)測(ce)儀(yi)正(zheng)在(zai)逐(zhu)步(bu)替(ti)代(dai)原(yuan)有(you)的(de)單(dan)參(can)數(shu)測(ce)試(shi)儀(yi)。這(zhe)些(xie)新(xin)型(xing)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)的(de)應(ying)用(yong)必(bi)將(jiang)大(da)大(da)提(ti)高(gao)電(dian)性(xing)能(neng)的(de)檢(jian)測(ce)速(su)度(du)、效率和準確可靠性。
2.1 作用原理
在顯微鏡下觀察連接器接觸件的表麵,盡管鍍金層十分光滑,則仍能觀察到5-10微wei米mi的de凸tu起qi部bu分fen。會hui看kan到dao插cha合he的de一yi對dui接jie觸chu件jian的de接jie觸chu,並bing不bu是shi整zheng個ge接jie觸chu麵mian的de接jie觸chu,而er是shi散san布bu在zai接jie觸chu麵mian上shang一yi些xie點dian的de接jie觸chu。實shi際ji接jie觸chu麵mian必bi然ran小xiao於yu理li論lun接jie觸chu麵mian。根gen據ju表biao麵mian光guang滑hua程cheng度du及ji接jie觸chu壓ya力li大da小xiao,兩liang者zhe差cha距ju有you的de可ke達da幾ji千qian倍bei。實shi際ji接jie觸chu麵mian可ke分fen為wei兩liang部bu分fen;一(yi)是(shi)真(zhen)正(zheng)金(jin)屬(shu)與(yu)金(jin)屬(shu)直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu)部(bu)分(fen)。即(ji)金(jin)屬(shu)間(jian)無(wu)過(guo)渡(du)電(dian)阻(zu)的(de)接(jie)觸(chu)微(wei)點(dian),亦(yi)稱(cheng)接(jie)觸(chu)斑(ban)點(dian),它(ta)是(shi)由(you)接(jie)觸(chu)壓(ya)力(li)或(huo)熱(re)作(zuo)用(yong)破(po)壞(huai)界(jie)麵(mian)膜(mo)後(hou)形(xing)成(cheng)的(de)。這(zhe)部(bu)分(fen)約(yue)占(zhan)實(shi)際(ji)接(jie)觸(chu)麵(mian)積(ji)的(de) 5-10%。二(er)是(shi)通(tong)過(guo)接(jie)觸(chu)界(jie)麵(mian)汙(wu)染(ran)薄(bo)膜(mo)後(hou)相(xiang)互(hu)接(jie)觸(chu)的(de)部(bu)分(fen)。因(yin)為(wei)任(ren)何(he)金(jin)屬(shu)都(dou)有(you)返(fan)回(hui)原(yuan)氧(yang)化(hua)物(wu)狀(zhuang)態(tai)的(de)傾(qing)向(xiang)。實(shi)際(ji)上(shang),在(zai)大(da)氣(qi)中(zhong)不(bu)存(cun)在(zai)真(zhen)正(zheng)潔(jie)淨(jing)的(de)金(jin)屬(shu)表(biao)麵(mian),即(ji)使(shi)很(hen)潔(jie)淨(jing)的(de)金(jin)屬(shu)表(biao)麵(mian),一(yi)旦(dan)暴(bao)露(lu)在(zai)大(da)氣(qi)中(zhong),便(bian)會(hui)很(hen)快(kuai)生(sheng)成(cheng)幾(ji)微(wei)米(mi)的(de)初(chu)期(qi)氧(yang)化(hua)膜(mo)層(ceng)。例(li)如(ru)銅(tong)隻(zhi)要(yao)2-3分鍾,鎳約30分鍾,鋁僅需2-3秒鍾,其表麵便可形成厚度約2weimideyanghuamoceng。jishitebiewendingdeguijinshujin,youyutadebiaomiannengjiaogao,qibiaomianyehuixingchengyicengyoujiqitixifumo。ciwai,daqizhongdechenaidengyehuizaijiechujianbiaomianxingchengchenjimo。yiner,congweiguanfenxirenhejiechumiandoushiyigewuranmian。
綜上所述,真正接觸電阻應由以下幾部分組成;
1) 集中電阻
電流通過實際接觸麵時,由於電流線收縮(或稱集中)顯示出來的電阻。將其稱為集中電阻或收縮電阻。
2) 膜層電阻
由於接觸表麵膜層及其他汙染物所構成的膜層電阻。從接觸表麵狀態分析;表麵汙染膜可分為較堅實的薄膜層和較鬆散的雜質汙染層。故確切地說,也可把膜層電阻稱為界麵電阻。
3) 導體電阻
實(shi)際(ji)測(ce)量(liang)電(dian)連(lian)接(jie)器(qi)接(jie)觸(chu)件(jian)的(de)接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)時(shi),都(dou)是(shi)在(zai)接(jie)點(dian)引(yin)出(chu)端(duan)進(jin)行(xing)的(de),故(gu)實(shi)際(ji)測(ce)得(de)的(de)接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)還(hai)包(bao)含(han)接(jie)觸(chu)表(biao)麵(mian)以(yi)外(wai)接(jie)觸(chu)件(jian)和(he)引(yin)出(chu)導(dao)線(xian)本(ben)身(shen)的(de)導(dao)體(ti)電(dian)阻(zu)。導(dao)體(ti)電(dian)阻(zu)主(zhu)要(yao)取(qu)決(jue)於(yu)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)本(ben)身(shen)的(de)導(dao)電(dian)性(xing)能(neng),它(ta)與(yu)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)的(de)關(guan)係(xi)可(ke)用(yong)溫(wen)度(du)係(xi)數(shu)來(lai)表(biao)征(zheng)。
為便於區分,將集中電阻加上膜層電阻稱為真實接觸電阻。而將實際測得包含有導體電阻的稱為總接觸電阻。
在實際測量接觸電阻時,常使用按開爾文電橋四端子法原理設計的接觸電阻測試儀(毫歐計),其專用夾具夾在被測接觸件端接部位兩端,故實際測量的總接觸電阻 R由以下三部分組成,可由下式表示:
R= RC + Rf + Rp,式中:RC-集中電阻;Rf-膜層電阻;Rp-導體電阻。
接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)檢(jian)驗(yan)目(mu)的(de)是(shi)確(que)定(ding)電(dian)流(liu)流(liu)經(jing)接(jie)觸(chu)件(jian)的(de)接(jie)觸(chu)表(biao)麵(mian)的(de)電(dian)觸(chu)點(dian)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)阻(zu)。如(ru)果(guo)有(you)大(da)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)高(gao)阻(zu)觸(chu)點(dian)時(shi),就(jiu)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)過(guo)分(fen)的(de)能(neng)量(liang)消(xiao)耗(hao),並(bing)使(shi)觸(chu)點(dian)產(chan)生(sheng)危(wei)險(xian)的(de)過(guo)熱(re)現(xian)象(xiang)。在(zai)很(hen)多(duo)應(ying)用(yong)中(zhong)要(yao)求(qiu)接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)低(di)且(qie)穩(wen)定(ding),以(yi)使(shi)觸(chu)點(dian)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)降(jiang)不(bu)致(zhi)影(ying)響(xiang)電(dian)路(lu)狀(zhuang)況(kuang)的(de)精(jing)度(du)。
測量接觸電阻除用毫歐計外,也可用伏-安計法,安培-電位計法。
在(zai)連(lian)接(jie)微(wei)弱(ruo)信(xin)號(hao)電(dian)路(lu)中(zhong),設(she)定(ding)的(de)測(ce)試(shi)參(can)數(shu)條(tiao)件(jian)對(dui)接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)檢(jian)測(ce)結(jie)果(guo)有(you)一(yi)定(ding)影(ying)響(xiang)。因(yin)為(wei)接(jie)觸(chu)表(biao)麵(mian)會(hui)附(fu)有(you)氧(yang)化(hua)層(ceng),油(you)汙(wu)或(huo)其(qi)他(ta)汙(wu)染(ran)物(wu),兩(liang)接(jie)觸(chu)件(jian)表(biao)麵(mian)會(hui)產(chan)生(sheng)膜(mo)層(ceng)電(dian)阻(zu)。由(you)於(yu)膜(mo)層(ceng)為(wei)不(bu)良(liang)導(dao)體(ti),隨(sui)膜(mo)層(ceng)厚(hou)度(du)增(zeng)加(jia),接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)會(hui)迅(xun)速(su)增(zeng)大(da)。膜(mo)層(ceng)在(zai)高(gao)的(de)接(jie)觸(chu)壓(ya)力(li)下(xia)會(hui)機(ji)械(xie)擊(ji)穿(chuan),或(huo)在(zai)高(gao)電(dian)壓(ya)、大電流下會發生電擊穿。但對某些小型連接器設計的接觸壓力很小,工作電流電壓僅為mA和mV級,膜層電阻不易被擊穿,接觸電阻增大可能影響電信號的傳輸。
在GB5095“電子設備用機電元件基本試驗規程及測量方法” 中的接觸電阻測試方法之一,“接觸電阻-毫伏法” 規定,為防止接觸件上膜層被擊穿,測試回路交流或直流的開路峰值電壓應不大於20mV,交流或直流的測試中電流應不大於100mA。
在GJB1217“電連接器試驗方法” 中規定有“低電平接觸電阻” 和“接觸電阻” 兩種試驗方法。其中低電平接觸電阻試驗方法基本內容與上述GB5095中的接觸電阻-毫(hao)伏(fu)法(fa)相(xiang)同(tong)。目(mu)的(de)是(shi)評(ping)定(ding)接(jie)觸(chu)件(jian)在(zai)加(jia)上(shang)不(bu)改(gai)變(bian)物(wu)理(li)的(de)接(jie)觸(chu)表(biao)麵(mian)或(huo)不(bu)改(gai)變(bian)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)的(de)不(bu)導(dao)電(dian)氧(yang)化(hua)薄(bo)膜(mo)的(de)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)特(te)性(xing)。所(suo)加(jia)開(kai)路(lu)試(shi)驗(yan)電(dian)壓(ya)不(bu)超(chao)過(guo)20mV,試驗電流應限製在100mA。zaizheyidianpingxiadexingnengzuyibiaoxianzaididianpingdianjilixiadejiechujiemiandexingneng。erjiechudianzushiyanfangfamudeshiceliangtongguoguidingdianliudeyiduichahejiechujianliangduanhuojiechujianyuceliangguizhijiandedianzu。tongchangcaiyongzheyishiyanfangfashijiadeguidingdianliuyaobiqianyizhongshiyanfangfadadeduo。ruguojunbiaoGJB101“小圓形快速分離耐環境電連接器總規範”中規定;測量時電流為1A,接觸對串聯後,測量每對接觸對的電壓降,取其平均值換算成接觸電阻值。
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2.2 影響因素
主要受接觸件材料、正壓力、表麵狀態、使用電壓和電流等因素影響。
1) 接觸件材料
電連接器技術條件對不同材質製作的同規格插配接觸件,規定了不同的接觸電阻考核指標。如小圓形快速分離耐環境電連接器總規範GJB101-86規定,直徑為1mm的插配接觸件接觸電阻,銅合金≤5mΩ,鐵合金≤15mΩ。
2) 正壓力
jiechujiandezhengyalishizhibicijiechudebiaomianchanshengbingchuizhiyujiechubiaomiandeli。suizhengyalizengjia,jiechuweidianshuliangjimianjiyezhujianzengjia,tongshijiechuweidiancongdanxingbianxingguodudaosuxingbianxing。youyujizhongdianzuzhujianjianxiao,ershijiechudianzujiangdi。jiechuzhengyalizhuyaoqujueyujiechujiandejihexingzhuanghecailiaoxingneng。
3) 表麵狀態
接觸件表麵一是由於塵埃、鬆香、油(you)汙(wu)等(deng)在(zai)接(jie)點(dian)表(biao)麵(mian)機(ji)械(xie)附(fu)著(zhe)沉(chen)積(ji)形(xing)成(cheng)的(de)較(jiao)鬆(song)散(san)的(de)表(biao)膜(mo),這(zhe)層(ceng)表(biao)膜(mo)由(you)於(yu)帶(dai)有(you)微(wei)粒(li)物(wu)質(zhi)極(ji)易(yi)嵌(qian)藏(zang)在(zai)接(jie)觸(chu)表(biao)麵(mian)的(de)微(wei)觀(guan)凹(ao)坑(keng)處(chu),使(shi)接(jie)觸(chu)麵(mian)積(ji)縮(suo)小(xiao),接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)增(zeng)大(da),且(qie)極(ji)不(bu)穩(wen)定(ding)。二(er)是(shi)由(you)於(yu)物(wu)理(li)吸(xi)附(fu)及(ji)化(hua)學(xue)吸(xi)附(fu)所(suo)形(xing)成(cheng)的(de)汙(wu)染(ran)膜(mo),對(dui)金(jin)屬(shu)表(biao)麵(mian)主(zhu)要(yao)是(shi)化(hua)學(xue)吸(xi)附(fu),它(ta)是(shi)在(zai)物(wu)理(li)吸(xi)附(fu)後(hou)伴(ban)隨(sui)電(dian)子(zi)遷(qian)移(yi)而(er)產(chan)生(sheng)的(de)。故(gu)對(dui)一(yi)些(xie)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)要(yao)求(qiu)的(de)產(chan)品(pin),如(ru)航(hang)天(tian)用(yong)電(dian)連(lian)接(jie)器(qi)必(bi)須(xu)要(yao)有(you)潔(jie)淨(jing)的(de)裝(zhuang)配(pei)生(sheng)產(chan)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian),完(wan)善(shan)的(de)清(qing)洗(xi)工(gong)藝(yi)及(ji)必(bi)要(yao)的(de)結(jie)構(gou)密(mi)封(feng)措(cuo)施(shi),使(shi)用(yong)單(dan)位(wei)必(bi)須(xu)要(yao)有(you)良(liang)好(hao)的(de)貯(zhu)存(cun)和(he)使(shi)用(yong)操(cao)作(zuo)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)。
4) 使用電壓
shiyongdianyadadaoyidingyuzhi,huishijiechujianmocengbeijichuan,ershijiechudianzuxunsuxiajiang。danyouyurexiaoyingjiasulemocengfujinquyudehuaxuefanying,duimocengyouyidingdexiufuzuoyong。yushizuzhichengxianfeixianxing。zaiyuzhidianyafujin,dianyajiangdeweixiaobodonghuiyinqidianliukenengershibeihuojishibeifanweineibianhua。shijiechudianzufashenghendabianhua,bulejiezhezhongfeixian***,就會在測試和使用接觸件時產生錯誤。
5) 電流
當電流超過一定值時,接觸件界麵微小點處通電後產生的焦耳熱()作用而使金屬軟化或熔化,會對集中電阻產生影響,隨之降低接觸電阻。
2.3 問題研討
1) 低電平接觸電阻檢驗
考慮到接觸件膜層在高接觸壓力下會發生機械擊穿或在高電壓、大電流下會發生電擊穿。對某些小體積的連接器設計的接觸壓力相當小,使用場合僅為mV或mA 級,膜層電阻不易被擊穿,可能影響電信號的傳輸。故國軍標GJB1217-91dianlianjieqishiyanfangfazhongguidingleliangzhongshiyanfangfa。jididianpingjiechudianzushiyanfangfahejiechudianzushiyanfangfa。qizhongdidianpingjiechudianzushiyanmudeshipingdingjiechujianzaijiashangbunenggaibianwulidejiechubiaomianhuobugaibiankenengcunzaidebudaodianyanghuabumodedianyahedianliutiaojianxiadejiechudianzutexing。suojiakailushiyandianyabuchaoguo20mV,而試驗電流應限製在100mA,zaizheyidianpingxiadexingnengzuyimanzuyibiaoxianzaididianpingdianjilixiadejiechujiemiandexingneng。erjiechudianzushiyanmudeshiceliangtongguoguidingdianliudeyiduichahejiechujianliangduanhuojiechujianyuceliangguizhijiandedianzu,而此規定電流要比前者大得多,通常規定為1A。
2) 單孔分離力檢驗
為wei確que保bao接jie觸chu件jian插cha合he接jie觸chu可ke靠kao,保bao持chi穩wen定ding的de正zheng壓ya力li是shi關guan鍵jian。正zheng壓ya力li是shi接jie觸chu壓ya力li的de一yi種zhong直zhi接jie指zhi標biao,明ming顯xian影ying響xiang接jie觸chu電dian阻zu。但dan鑒jian於yu接jie觸chu件jian插cha合he狀zhuang態tai的de正zheng壓ya力li很hen難nan測ce量liang,故gu一yi般ban用yong測ce量liang插cha合he狀zhuang態tai的de接jie觸chu件jian由you靜jing止zhi變bian為wei運yun動dong的de單dan孔kong分fen離li力li來lai表biao征zheng插cha針zhen與yu插cha孔kong正zheng在zai接jie觸chu。通tong常chang電dian連lian接jie器qi技ji術shu條tiao件jian規gui定ding的de分fen離li力li要yao求qiu是shi用yong實shi驗yan方fang法fa確que定ding的de,其qi理li論lun值zhi可ke用yong下xia式shi表biao達da。
F=FN•μ
式中FN為正壓力, μ為摩擦係數。
由you於yu分fen離li力li受shou正zheng壓ya力li和he摩mo擦ca係xi數shu兩liang者zhe製zhi約yue。故gu決jue不bu能neng認ren為wei分fen離li力li大da,就jiu正zheng壓ya力li大da接jie觸chu可ke靠kao。現xian在zai隨sui著zhe接jie觸chu件jian製zhi作zuo精jing度du和he表biao麵mian鍍du層ceng質zhi量liang的de提ti高gao,將jiang分fen離li力li控kong製zhi在zai一yi個ge恰qia當dang的de水shui平ping上shang即ji可ke保bao證zheng接jie觸chu可ke靠kao。作zuo者zhe在zai實shi踐jian中zhong發fa現xian,單dan孔kong分fen離li力li過guo小xiao,在zai受shou振zhen動dong衝chong擊ji載zai荷he時shi有you可ke能neng造zao成cheng信xin號hao瞬shun斷duan。用yong測ce單dan孔kong分fen離li力li評ping定ding接jie觸chu可ke靠kao性xing比bi測ce接jie觸chu電dian阻zu有you效xiao。因yin為wei在zai實shi際ji檢jian驗yan中zhong接jie觸chu電dian阻zu件jian很hen少shao出chu現xian不bu合he格ge,單dan孔kong分fen離li力li偏pian低di超chao差cha的de插cha孔kong,測ce量liang接jie觸chu電dian阻zu往wang往wang仍reng合he格ge。
3) 接觸電阻檢驗合格不等於接觸可靠。
在許多實際使用場合,汽車、摩托車、火車、動力機械、自動化儀器以及航空、航天、船chuan舶bo等deng軍jun用yong連lian接jie器qi,往wang往wang都dou是shi在zai動dong態tai振zhen動dong環huan境jing下xia使shi用yong。實shi驗yan證zheng明ming僅jin用yong檢jian驗yan靜jing態tai接jie觸chu電dian阻zu是shi否fou合he格ge,並bing不bu能neng保bao證zheng動dong態tai環huan境jing下xia使shi用yong接jie觸chu可ke靠kao。往wang往wang接jie觸chu電dian阻zu合he格ge的de連lian接jie器qi在zai進jin行xing振zhen動dong、衝擊、離心等模擬環境試驗時仍出現瞬間斷電現象。故對一些高可靠性要求的連接器,許多設計人員都提出最好能100%對dui其qi進jin行xing動dong態tai振zhen動dong試shi驗yan來lai考kao核he接jie觸chu可ke靠kao性xing。最zui近jin,日ri本ben耐nai可ke公gong司si推tui出chu了le一yi種zhong與yu導dao通tong儀yi配pei套tao使shi用yong的de小xiao型xing台tai式shi電dian動dong振zhen動dong台tai,已yi成cheng功gong地di應ying用yong於yu許xu多duo民min用yong線xian束shu的de接jie觸chu可ke靠kao性xing檢jian驗yan。
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