[发明专利]一种测试微动接触电阻的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及低压电器连接器接触电阻测试技术，特别涉及一种测试微动接触电阻的系统和方法。

背景技术

通信系统或电力传输系统中，存在着大量的电连接环节，由于受外界环境因素，例如冲击、碰撞、振动、冷热循环等的影响，可能引起连接器的电接触触点产生相对微小位置变化(微动)，使连接器表面磨损，磨损产生的碎屑暴露在大气中，氧化形成绝缘的氧化膜层，残留在电接触面上，从而影响连接器的电接触性能，造成连接器的接触电阻值升高甚至断路，这种连接器触点由于发生微动而引起接触故障的现象称为微动失效，微动失效的机理主要为微动腐蚀。

由于微动形成的机理近于微观现象且与许多因素有关，例如，大气中的腐蚀性气体、接触界面材料及其表面形貌、化学与物理特征、电磁干扰、周围环境的振动和冲击等，理论分析难以得出准确的结论。因此对电连接器该项指标的评估、性能寿命预测以至故障分析过程中，实验室模拟是目前国际公认的有效手段。微动接触电阻作为衡量微动失效的一个重要指标，动态地再现了微动过程中接触电阻的变化以及对电接触性能影响的程度，是分析和研究微动的关键参数。

在电接触领域，特别是对于通信用低压连接器，采用的接触压力较小，但接触压力变化的范围较宽，从几克力到上百克力，微动的幅度也从几微米到几百微米不等，微动的周期一般都比较长(频率低)，电接触对的微动失效是磨损和环境腐蚀以及微动疲劳共同作用的结果，由于微动失效所需的时间长。因而在研究和分析中，常采用实验室加速模拟的方法来加速连接器微动的过程，模拟微动失效。

微动接触电阻测试系统是加速模拟连接器微动现象的实验装置，一般通过控制连接器电接触对的相对运动，加速模拟连接器微动的过程，测试微动过程中接触对的接触电阻值并自动记录，观测微动对电接触性能的影响。

图1为现有微动接触电阻测试系统结构示意图。如图1所示，包括微动接触电阻测试单元11、数据采集单元12、基座13、计算机单元14及微动台单元15。其中，

微动接触电阻测试单元11，包括测试触头111、测试样片112、电压计113、恒流源114、及接触压力调节机构115。

恒流源114第一端与测试触头111相连，第二端与测试样片112相连；电压计113第一端与恒流源114相连的测试触头111对侧相连，第二端与恒流源114相连的测试样片112对侧相连，恒流源114、测试触头111、测试样片112及电压计113之间的连接构成四点法的连接电路；

测试样片112固定或粘贴在微动台单元15表面，测试中测试触头111与测试样片112接触形成测试通路；

数据采集单元12，用于对测试触头111与测试样片112两端的电压降(U_t)进行采样输出至计算机单元14；

基座13，用于支撑微动接触电阻测试单元11及微动台单元15，调节系统处于水平状态，隔离环境振动、冲击对微动接触电阻测试的影响；

计算机单元14，用于对微动接触电阻测试设定测试参数：发送控制指令驱动微动台单元15微动，对数据采集单元12采集的数据进行记录和处理，实时绘制出微动接触电阻变化曲线；

微动台单元15，用于根据计算机单元14发送来的微动指令，产生微动，包含：微动台151、样块固定台152及驱动与控制器153；

测试样片112固定在样块固定台152上，样块固定台152与微动台151相连接，与微动台251一起微动，微动台151由驱动与控制器153控制，进行单一方向的微动，驱动与控制器153由计算机单元14发送的控制指令驱动微动台151微动，测试触头111在测试中与测试样片112保持接触，通过基座13固定，不随微动台151微动，通过调节作用在测试触头111上的接触压力大小，例如，通过在测试触头111上添加砝码的方法，进行不同接触压力下的微动接触电阻测试。

微动接触电阻测试方法采用经典的欧姆定理和四点法，预先调节恒流源114的输出电流为常值I_c，微动过程中，数据采集单元12通过对电压计113的电压降(U_t)进行采样输出至计算机单元14，则可以通过设定的程序由欧姆定理计算出一定接触压力F下测试触头111与测试样片112接触处的微动接触电阻R_c＝U_t/I_c，调节接触压力F的大小，可以得到不同接触压力F下各微动接触电阻阻值。

但上述的微动接触电阻测试系统存在如下问题：