專利名稱：一種多組測量的自適應(yīng)接觸探針組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非均質(zhì)材料電阻、電阻率測定裝置，具體是一種多組測量的自適應(yīng) 接觸探針組。
背景技術(shù)：
目前在測量非均質(zhì)材料電阻率的裝置中，要用一對導電探針去接觸試樣的表面 來獲得兩探針間的電壓降，這一功能的實現(xiàn)在國內(nèi)現(xiàn)有的技術(shù)是用手動來完成。由 于炭素材料的特殊性， 一般需要沿圓柱體試樣的柱面均勻地測3-4次，每測定一次 需要將試樣旋轉(zhuǎn)90度或120度再測下一個點；這樣就需要松動導電夾具，旋轉(zhuǎn)試 樣后重新夾緊；由于每次裝甲狀況不同，造成探針與試樣表面接觸壓力改變引起測 量誤差，使測量準確度降低，重現(xiàn)性較差。
自動機構(gòu)目前只有瑞士炭素研究所生產(chǎn)的鋁用炭素電阻率測定儀，該儀器有一 個機構(gòu)帶動的探針組，每次只能進行一次測量，而我國2008年6月頒布的有色行 業(yè)標準YS63.2-2006要求在圓周方向進行四次測量，取平均值作為試樣的電阻率值， 因此需要機構(gòu)的反復操作才能完成一個試樣的測量；而且該裝置的測量點是固定 的，如果試樣表面存在缺陷，如加工過程顆粒脫落造成凹坑、試樣加工時直線度誤 差較大，就會出現(xiàn)兩個探針接觸力差別較大甚至一個接觸另一個不接觸的狀況，這 時候需要實驗人員反復調(diào)整試樣，使探針處于合適的測量位置上，操作比較繁瑣， 測量不易準確。
鋁用炭素預焙陽極電阻率測定標準有國際標準IS011713-2000和我國2008年6月 頒布的有色行業(yè)標準YS63. 2-2006。
現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)測量示意圖見圖1，當電流通過導電板8接通試樣7兩端面后， 兩探針9接觸試樣7的柱面。由于探針的接觸力由絕緣板IO傳遞，而探針與絕緣 板10是硬性連接，因此當試樣表面有凹坑并處于某一個探針接觸位置時，就會出 現(xiàn)兩個探針接觸力差別較大、甚至一個接觸而另一個未接觸的狀態(tài)，這種情況對于 手持探針組和自動探針組是一樣的。另一種情況是，當試樣加工面直線度大于兩探針端面直線度時，也會出現(xiàn)兩個探針接觸力不一致甚至一個接觸而另一個未接觸的 狀態(tài)，造成測量結(jié)果誤差較大。因此，現(xiàn)有技術(shù)要求試樣的加工相應(yīng)嚴格，其柱面 的光潔度要達到50，直線度要達到0. 05mm，。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多組測量的自適應(yīng)接觸探針組，以解決上述存在的測 量誤差大和試樣加工要求嚴格的問題。本發(fā)明的目的是按如下技術(shù)方案完成的。
本發(fā)明是一種多組測量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是包括4組環(huán)繞中心成
90度分布的探針總成，每一探針總成包括探針組件和移動裝置，探針組件裝在移動
裝置上，移動裝置在動力作用下能向中心前進和復位。
每一所述的探針組件包括座體、彈簧和探針，在座體上具有兩個階梯孔，每一 階梯孔內(nèi)各裝有一個探針和彈簧，在彈簧的作用下，探針的一端伸出于階梯孔外。
探針具有桿部、凸臺和探測端，在桿部套有彈簧，彈簧一端抵壓在裝于階梯孔
一端的探針擋板上，另一端抵壓在探針的凸臺上，使凸臺522抵壓在座體的階梯孔 的擋邊上，使探測端伸出于階梯孔外。
以所述的探針的凸臺或探測端的外圓作為導向部位與座體51的相應(yīng)孔配合。
所述的移動裝置為氣缸。
還包括活塞桿防塵套，活塞桿防塵套的一端固定在氣缸的端面，另一端固定在 座體上。
所述的座體由絕緣材料制成。
本發(fā)明自適應(yīng)接觸探針組采用四組機構(gòu)帶動四組自適應(yīng)探針總成進行單獨或 同時測量，能一次完成試樣測量并保證每組探針的接觸力達到標準要求，避免了旋 轉(zhuǎn)測定過程中試樣內(nèi)等勢面的改變，具有使用方便、測量精確度高、數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好 等特點。
本發(fā)明解決了電阻率測量過程中手持式探針組造成的測量誤差、自動機構(gòu)帶動 的探針組反復操作和對試樣加工精度的過高要求等問題。四組測量機構(gòu)在圓周方向 呈90°均勻分布，在自控控制系統(tǒng)控制下，可同時接觸試樣表面，探針座的導向孔 保證了每組探針組中兩個探針距離的一致，自適應(yīng)探針組內(nèi)的彈性機構(gòu)能夠調(diào)節(jié)探 針位置，使探針與接觸面保持一定的接觸力，消除了人為因素造成的誤差，同時降 低了對制樣的精度要求。對于C50xl30mm的鋁用炭素試樣，用手持探針板或單個自動探針板，要求試樣直線度在0. 05mm以上、表面光潔度50以上，需要進行精密機 加工。采用本發(fā)明探針組后，同樣的試樣的加工精度為直線度不超過0.5ram、表面 光潔度125，就能滿足儀器重復性要求， 一般實驗室均能制樣。
綜上所述，本發(fā)明能一次完成試樣測量并保證每組探針的接觸力達到標準要 求，避免了旋轉(zhuǎn)測定過程中試樣內(nèi)等勢面的改變，具有使用方便、測量精確度高、 數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好，試樣加工精度要求低等特點。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)測量時的示意圖。
圖2是本發(fā)明探針組測量時的俯視示意圖。
圖3是圖2中的A-A剖面放大圖(底面逆時針轉(zhuǎn)到水平位置)。
圖中代號
l氣缸座2氣缸3活塞桿防塵套 4工作腔體
5探針組件51探針座體52探針521桿部522凸臺523探測端
53擋板54彈簧
6、 7試樣8導電板9探針I(yè)O絕緣板
具體實施例方式
如圖2、 3所示是本發(fā)明探針組的示意圖，以鋁用炭素制品電阻率測定裝置為 例對本發(fā)明加以說明。待測試樣為直徑50mm，長度130mm的圓柱體。
本發(fā)明多組測量的自適應(yīng)接觸探針組包括四組環(huán)繞中心成90度分布的探針總 成，每一探針總成包括探針組件5和移動裝置，本實施例中的移動裝置采用氣缸2， 探針組件5裝在氣缸2上，氣缸2在動力作用下能向中心前進和復位。
還包括活塞桿防塵套3，活塞桿防塵套3的一端固定在氣缸2的端面，另一端 固定在座體51上。所述的座體51由絕緣材料制成。
每一所述的探針組件5包括座體51、彈簧54和探針52，在座體上具有兩個階 梯孔，每一階梯孔內(nèi)各裝有一個探針52和彈簧54，在彈簧54的作用下，探針的一 端伸出于階梯孔外。本實施例的結(jié)構(gòu)是，探針52具有桿部521、凸臺522和探測端 523，在桿部套有彈簧54，彈簧一端抵壓在裝于階梯孔一端的探針擋板53上，另一 端抵壓在探針的凸臺522上，使凸臺522抵壓在座體51的階梯孔的擋邊上，使探 測端523伸出于階梯孔外。所述的座體51由絕緣材料制成?？捎锰结?2的凸臺522或探測端523的外圓作為導向部位與座體51的相應(yīng)孔 配合。本實施例采用凸臺522的外圓作為導向部位，并用彈簧54預壓在座孔內(nèi)， 預壓力大于50N，探針的回彈距離約為5mm。當探針接觸試樣表面時，在彈簧力的 作用下，探針自動調(diào)節(jié)伸出量，保證了每個探針都與試樣圓柱面的接觸，接觸力在 5(T80N;由于探針前端的結(jié)構(gòu)非常尖銳，50 80N接觸力的變化對接觸電阻沒有影響。 特殊設(shè)計的絕緣探針座，兩個探針孔的加工距離保證了每組探針距離相等，減少了 測量探針距離的操作，為自動計算提供了方便。由于氣缸壓力的存在，活塞桿伸出 距離隨探針座位置自動調(diào)整，保證了四組探針與試樣的良好接觸狀態(tài)。
工作過程，待測試樣6放置在中央的工作腔體4內(nèi)就位后，當上導電板壓緊試 樣后，啟動探針伸出按鈕，四組探針52同時伸出，接觸試樣6的圓柱面。釆用的 氣缸2為雙軸氣缸，保證了四組探針處在相同的橫截面上。自動測量系統(tǒng)測出每組 探針的電壓降并取平均值，得到試樣的電阻率值。四點測量一次完成，確保了導通
狀況的一致性，保證了測量系統(tǒng)的重復性和再現(xiàn)性。
權(quán)利要求
1、一種多組測量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是包括四組環(huán)繞中心成90度分布的探針總成，每一探針總成包括探針組件(5)和移動裝置，探針組件裝在移動裝置上，移動裝置在動力作用下能向中心前進和復位。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多組測量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是每一所述的探針組件(5)包括座體(51)、彈簧(54)和探針(52)，在座體上具有兩個 階梯孔，每一階梯孔內(nèi)各裝有一個探針和彈簧，在彈簧的作用下，探針的一端伸出 于階梯孔外。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多組測量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是；探針(52) 具有桿部(521)、凸臺(522)和探測端(523)，在桿部套有彈簧(54)，彈簧一端 抵壓在裝于階梯孔一端的探針擋板(53)上，另一端抵壓在探針的凸臺上，使凸臺 抵壓在座體的階梯孔的擋邊上，使探測端伸出于階梯孔外。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多組測量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是以所述 的探針(52)的凸臺(522)或探測端(523)的外圓作為導向部位與座體(51)的 相應(yīng)孔配合。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多組測量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是所述的 移動裝置為氣缸(2)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多組測量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是還包括 活塞桿防塵套(3)，活塞桿防塵套的一端固定在氣缸(2)的端面，另一端固定在 座體(51)上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多組測量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是所述的 座體(51)由絕緣材料制成。
全文摘要
本發(fā)明是一種多組測量的自適應(yīng)接觸探針組，其特征是包括四組環(huán)繞中心成90度分布的探針總成，每一探針總成包括探針組件和移動裝置，探針組件裝在移動裝置上，移動裝置在動力作用下能向中心前進和復位。每一探針組件包括座體、彈簧和探針，在座體上具有兩個階梯孔，每一階梯孔內(nèi)各裝有一個探針和彈簧，在彈簧的作用下，探針的一端伸出于階梯孔外。本發(fā)明能一次完成試樣測量并保證每組探針的接觸力達到標準要求，避免了旋轉(zhuǎn)測定過程中試樣內(nèi)等勢面的改變，具有使用方便、測量精確度高、數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好、試樣加工精度要求低等特點。
文檔編號G01R1/073GK101441227SQ20081022479
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者李紅梅 申請人:北京英斯派克科技有限公司