国标-》%b4%b5金属电触点材料接触电阻的测量方法

国标-》%b4%b5金属电触点材料接触电阻的测量方法 ICS 77(120(99 H 68 囝亘 中华人民共和国国家 1 5078--2008 GB,T 150781994代替GB,T 贵金属电触点材料接触电阻 的测量方法 for of method contact resistance metalsTesting precious electrical contact materials 2008-03-3 1发布 2008—09—01实施 丰瞀徽鬻瓣警糌瞥星发布中 国国家标准化管理委员会仅19 15078--2008 GB,T 月U 置 本标准代替GB,T 15078--1994{贵金属电触点材料接触电阻的测量方法》。 本标准与原标准相比，主要变化如下: ——用于测量装置的直流电源、电位器、可调电阻，采用直流恒流源替代，优化了测量线路 ——试样的表面清洁处理更合理、科学。 本标准由 中国有色金属工业协会提出。 本标准由全国有色金 本标准由贵研铂业股属标准化技术委员会归口。 份有限公司负责起草。 本标准由昆明贵研金峰科技 本标准主要起草人:吴庆伟、黄有限公司参加起草。 韶华、马骏、朱武勋。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: 15078 ——GB,T 1994。 1 5078 --2008 GB,T 贵金属电触点材料接触电阻 的测量方法 1范围 本标准规定了贵金属及其合金电触点材料(静态)接触电阻的测量方 法。本标准适用于贵金属及其合金电触点材料接触电阻的测量。其他金属及合金电触点材料也可参照 使用。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文 件，其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 8170 GB,T 数值修约规则 3术语和定义 本标准采用 下列定义。3(1 static contact静态接触 触点相互静止接触、无连续性的离合动作。 3(2 resistance收缩电阻constriction 电流通过接触面时，因电流线急剧收缩而产生的电阻增量。 3(3 resistance膜电阻membrane 触点表面膜所产生的电阻。 3(4 contact resistance 接触电阻 电流通过触点时在接触处产生的电阻。它是收缩电阻与膜电阻之和。 3(5 resistance 体积电阻bulk 触点材料自身的电阻。其数值与材料的电阻率和几何尺寸有关。 3(6 探头probe 测量试样接触电阻的一种装置。测量时直接与试样的待测面接触，以试样接触的探头表面为参考 面，参考面可以为不同的形状。 3(7 circuit 开路电压open voltage 探头与试样脱离接触时，加在它们之间的稳态电压。 15078--2008 GB,T 4方法原理 采用四端子电阻测量法测量接触电阻。当稳定的电流J。通过相互接触的探头和试样时， 在接触处 的两边将产生一个接触电位差V。。只要准确测量出f。和y。，即可计算出探头与试样之间的接触电 阻R。。 5测量装置 测量装置由接触实验机、接触电流控制回路、接触电压测量回路三部 分组成。 5(1装置线路 整个装置的线路如图1所示。 5(2接触实验机 接触实验机主要包 括下列部件: 5(2(1机座 稳固牢靠，用大约10 mm厚的整块钢板制成。 5(2(2试样夹具 用于装载试样，要求能方便地夹住或取下样品。对于不同形式的试样应配备 相应的夹具。 5(2(3试样平台 用于安装试样夹具。它应配有移动的机构，可沿x—y轴方向水平或以圆心水平转 动，供选择试样 上测量点的位置。 5(2(4探头夹具 用于装配测量探头的装置，应能方便地装卸探头。图2为探头 夹具示意图。 E——直流电源 Rn——?标准电阻; K。——选择开关; V——电压测量仪; P——电位器; T一一接触实验机 R——可调电阻 K。、K——开关; 1。——直流恒流源。 mA——电流表; K:——换向开关; 图1 接触电阻测量装置示意图 15078--2008 GB,T 1——电流gl线; 2 电压引线; a_用螺钉紧固的双片活动夹具; b——改造过的显微硬度计压头夹具。 图2探头夹具示意图 5(2(5加荷装置 用来提供测量所需的接触压力。压力可由砝码、弹簧或电磁力提供。通过电磁或机 械施力机构可对探头逐步施加接触压力，施力机构在进行压力测量过程中应保持压力恒定。施力机构在闭合和断开 mm,s。mm,s，推荐值为1(5 时不能在触点表面产生冲击和跳动，下降和上升线速度小于2(5 5(2(6防尘罩 用于防止灰尘落到 实验机上。 电流回路提供测量所需的稳态电压和电流，5(3接触电流控制回路 它由下列部件组成: 5(3(1直流电源 最大输出电压6 V、电流为100 mA，其稳定度每小时不低于0(01,。可用电流源精度不低于0(01,的恒流源代替5(3(1、5(3(2、5(3(3、5(3(4部分提供直流电源。 5(3(2电位器 n左右的电位器。用于提供需要的开路电压，其电阻值视电源的输出而定。可用500 5(3(3可调电阻 000 n的十进制电阻箱。用于调节回路电流的大小。可用总电阻为10 5(3(4电流表 最小分度值1 mA，测量精度不低于0(01,。 5(3(5标准电阻 与电压测量仪配合，准确测定回路电流，精度不 低于0(02,。 5(3(6开关 K。为电源通断开关;K。为电流换 向开关。 5(4接触电压测量回路 用于测量探头和试样间的接触电位 差，由下列部件组成: 5(4(1电压测量仪 用于测量接触电位差和开路电压。它应有合适的量程，Jr4,分度值为l pV，精度为0(02,。 3 15078--2008 GB,T 5(4(2开关 K。为选择开关，用于选择试样或标准电阻;K。为电压测量仪接入、断开或短 接开关。 5(4(3电位引线 应采用单芯导线制成。连接探头的引线应细而柔软，以减小对探头运动的阻力和对力学参数测量 的干扰。电位引线的安装应使体积电阻的引入程度减小到可以忽略。 6试样和探头 6(1试样为各种形式的贵金属及其合金电触点材料，包括各种型材、铆钉、复膜和电镀体。试样应取表 面均匀的部位。 6(2探头由贵金属制成，其参考面可为球面、平面和圆柱面。通用探头(如纯金)参考面的粗糙度Rz 应不大于1(6“m。需要测定触点材料自身配对的接触电阻时，探头对表两粗糙度不作要求。球面和圆 mm,l_6 mm,o(5 mm。lqam和0(25 柱参考面的曲率半径通常分别为0(5 6(3连接试样和探头的电流和电压引线可用压接或焊接的方式安装。在安装过程中不能改变待测表 面和参考面的原始状态。 6(4试样和探头应保持清洁干净，应保持试样表面的原始状况与来样时的一致性，待测表面和参考面 不得用手触摸。 7测量步骤 7(1试验条件 7(1(1安装环境 装置应远离振动源、高温热源，无电磁干扰和腐蚀性气体，室内含粉尘量低。实验机 应安装在刚性 台座上并垫上足够厚的弹性材料。 7(1(2电气和机械条件 mV,6 mA,]00 V;接触压 测量在直流电条件下进行。推荐使用的电流为1 mA;开路电压为10 cN,500 力为3 cN。若需要，也可在其他条件下测量。 7(2测量装置的校验 7(2(1 校验用标准样品由纯金(纯度?99(9,)制成，表面粗糙度Rz不大于1(6“m。 mA,100 mA;开路 7(2(2校验在下列负荷范围内任选三种不同的组合进行接触电阻测量:电流为1 cN。 mV,6 cN,500 电压为20 V;接触压力为5 7(2(3校验方法按7(3,7(4条款的步骤进行。每种组合条件下测量5个点。每次读数的稳定时间为 30 S左右。 mQ,5(0 7(2(4若测得的接触电阻均在1(5 mQ范围内，则该装置合格，否则应找出原因予以消除。 7(3测量前的准备 7(3(1 断开K，，K:在正向位置，电位器P置于零输出，电阻R调至最大，探头夹具在升起的位置。接 通电源预热设备，将开关K。切换在标准电阻测量回路上，使得电源在带载情况下进行预热。 7(3(2装上试样和探头并接好引线，调整试样平台使试样与探头对正，但不发生接触。7(3(3设备预热后闭合K，，调节电位器并用电压测量仅测量其输出电压，直至需要的开路电压值 为止。 7(3(4先将探头上的接触压力调至零，然后加上所需的压力负荷。探头下降的线速度应事先调整好， 以后一般不再变动。 7(3(5将K。置于标准电阻选择位置。降下探头接触试样，调节可调电阻使电流升至所需的值。测定 标准电阻两端的电位差按式(1)准确计算出接触电流，若达不到预定值，进一步调节可调电阻使其达到。7(3(6将K。转到试样选择位置，测出探头与试样间的接触电位差，按式(2)计算出接触电阻。 4 15078--2008 GB,T 7(4测量 7(4(1升起探头，变更测量点。利用开关K。和K。，在电流的正反方向上分别测出标准电阻两端以及 s,30 s，必要时可延长。 探头和试样之间的电压降值。在示值稳定后读数，通常的稳定时间为20 7(4(2重复7(4(1的操作和测量，每个样品至少测量10个不同的点。 7(4(3若需变更开路电压测量，重复7(3(3,7(4(2的步骤;若需变更接触压力测量，重复7(3(4, 7(4(2的步骤;若需变更接触电流测量，重复7(3(5--7(4(2的步骤。上述测量条件的变更，按由高到低 的顺序进行。 8数据处理和测量误差 8(1接触电阻的计算 先将各测量点在电流的正反方向上测量的标准电阻两端的电压降分别代人式 (1)，计算出正反向上 的接触电流值。 (1)J。一V。,R。 式中: R。——标准电阻名义电阻值，单位为毫欧 (mn); v。——标准电阻两端电压降值，单位为毫伏 (mV); f。一,接触电流，单位为毫安(mA)。 然后，将正反向接触电流r。和相对应的探头和试样之间的接触电压降值K代人式(2)，计算出正反向电流下的接触电阻。取它们的平均值为该点的接触电阻，称单次测量值。 R。一V。,1。 (2) 式中: R。一接触电阻，单位为毫欧(mn)V。——;探头和试样 间的接触电压降值，单位为毫伏(mV)。 将所有各测量点的单次测 量值按式(3)计算整个测量的平均值可 N (3)瓦一yR。: = 式中: R。——接触电阻n次测量的平均值，单位为毫欧(mQ); R。——第i测量点的接触电阻单次测量值，单位为毫欧(mn); N——单次测量的次数; i——单次测量的顺序号，取1、2 N。 8(2数据的有效位数 被测接触电阻的数值为100 mQ、i01 mn和i02 mn数量级时，所取数据的最后一位有效数值分别 为0(01 mn、0(1 mi'2和1 mn。数值修约按GB 8170的规则进行。 8(3误差 由于接触电阻不是材料固有的单值性能，影响他的因素很多，故对测量结果不给出确定的误 差。作 为组成测试系统的误差可以确定，其相对标准偏差在?2,以内。 试验应包括以9试验报告 下内容: a)本标准号; b)试样名称、牌 号、规格、状态; c)探头的材 质、形状、规格;5 15078--2008 GB,T d)配对情况、接触压力范围、开路电压、测试电流; e)测量结果，以预定压力值表示 时，包括最大值、最小值、平均值和所有单次测量值 f)环境温度和湿度; g)测量过程中出现的有影响的情况; h)测量日期、测量人员。