直流表面接触电阻测试技术

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1、测试与测量!!!"""###$$$%%%&&&’’’((()))"""***###+++,,,"""---"""&&&$$$直流表面接触电阻测试技术)"*#+,"-"&$!"./&%0+"#12345+,2*."41&$*.$"67"#%#$*&."东南大学电磁兼容研究室周忠元蒋全兴汪方龙王峰摘要针对金属材料直流表面接触电阻的特点，研制成功一套平板型金属材料直流表面接触电阻测试装置，实现了金属试样表面接触电阻的自动测量和数据处理。所研制测试系统的接触电阻测试动态范围为2"2#3!4!2!，测试结果对电磁兼容性结构设计工作具有重要的指导意义。关键词表面接触电阻直流测试$%&’()*’5(-6

2、789:;<;=1>:;>:1;<3<:678<3<1>6A6><3B:6?=>G<;G:8:;><8@6>@;=9(-6789:;<;=1>:;>:1;<=93<>:D3:><8@:D")G<;=1>:;>:1;B<<1>G<3<>:D6:3ED<6;:1H<3<:I678G@16=3<6>?:>:;:1:D6=H=3:>@;:DDA")G<8<6@6>:1;=!2!"

3、)G<><6>8<67D>@6C<8A76<97D>=J$-6>87;>78:;>:1;<，(-，3<:678<3<1>!"引言表面接触电阻是决定屏蔽质量和搭接效果的一个重要参数。由于材料的直流表面电阻大小和射频特性具有一定的相关性，可以将该量化指标作为电磁兼容性结构设计的客观依据。对于结构常用材料的表面接触电阻，目前尚无标准的测试方法与质量要求。但是，在表面镀层种类不断更新变化的情况下，结构设计人员需要通过确切的表面接触电阻要求来规范金属材料的品质。我们研制了一套稳定可靠、与材料工程使用状态较为一致的测试系统，以便研究

4、各种常用材料的表面接触电阻与压强之间的关系。#"设计方案!"#总体方案在一定的压强范围内，镀层及金属的直流表面接触电阻图!测试系统的总体结构框图随压强的增加先是快速下降，当压强超过一定数值时，表面接触电阻的变化趋于稳定，即表面电阻—压强曲线具有“拐!"!电阻测量模块的选型设计点”，表面接触电阻的测试结果是电阻和压强的二维数组，将!"!"#微欧计的选型该数组作图即可得到“拐点”的位置。本测试装置的关键问题是毫欧级电阻的精确测量。参照材料的表面接触电阻值为毫欧级，测试过程中压强的微$%&’()&’*+,!*-.#/中导电衬垫试样电阻的测试技术，本课题小变化都会引起电阻的变化。为此，设计图#所示

5、的测试系采用直流双电桥.!/（凯尔文电桥）的四电极法进行试样表面电统，包括：电阻测量模块、测试平台（包括精确的压力产生和阻的测量，以减小引线电阻和接点电阻对测试结果的影响。控制模块）以及数据自动处理模块。试验装置的设计要点是：图!为凯尔文电桥的原理电路图。被测电阻!"，比较臂的高安装精度的载物台、高分辨率的电阻测量模块以及稳定的标准电阻01各有两对接点：一为“电流接点”，如图!中#$#、#$!微欧级接触电阻的电连接器件，这样才能保证测试结果的复和#"#、#"!；一为电位接点，如图!中%$#、%$!和%"#、%"!。接线时，要现性，并有利于不同试样之间的横向比较。使电位的引出线之间只包含被测

6、电阻!"，否则就达不到排除!"#$%&’$()安全与电磁兼容·*++,-.·!·万方数据测试与测量!!!"""###$$$%%%&&&’’’((()))"""***###+++,,,"""---"""&&&$$$和减小连线电阻和接触电阻对测试结果的影响目的。标准电称分辨率!"!、最大恒流输出为!1的微欧计。阻!"和被测电阻!#用一根粗导线连接起来，并和电源组成一"2"2"测试电极的设计个闭合回路。参照美国军用标准345+675+8#9"8:中对测试电极的规定，并根据实际需要，设计了一对方形电极，每个电极与试样的接触面尺寸为"92$..（长）;!"2<..（宽）；选择=9>作为电极基体材料，

7、并进行镀金处理，以提高电极表面的导电性和抗氧化能力。"2#测试平台的选型试样与电极接触面间的压强设计为（<(?!@((）ABC。由于金属材料的表面电阻为毫欧级，并且电阻对压强的微小变化较为敏感，因此测试系统对测试平台压力控制部分的精度要求为示值的!D，选用微机控制电子万能试验机作为系统的测试平台。电子万能试验机主要用于材料分析检验，能够提供精确压力控制和输出。本课题所需要的最大压强为!@((ABC，电图!直流双电桥原理电