[发明专利]一种法向压力施加装置

说明书

技术领域

本发明涉及弱电电接触测试领域，特别涉及一种法向压力施加装置。 

背景技术

电接触广泛存在于电子和电力系统中，元件之间、电路之间、设备之间乃至元件内部之间都需要可靠的电子连接。在电子连接的两个元件之间，存在接触电阻，影响接触电阻的因素主要有接触斑点形状、接触形式、接触压力、温度、污染、接触面的光洁度、导体材料性质、表面镀层等。 

其中，接触压力是一项重要因素。没有足够的压力，只靠加大接触面的外形尺寸，并不能使接触电阻有明显的下降。 

接触电阻包括收缩电阻和膜层电阻，当增大接触压力F，材料受压超过弹性变形的极限，就会产生塑性变形，这时接触面增加，接触点数也增加，收缩电阻减小。同时，增大接触压力可以压碎金属表面的薄膜，使膜层电阻下降。所以接触压力的大小，会显著影响接触电阻值的大小。 

此外，在微动和滑动过程中，接触压力的大小直接影响接触对的摩擦力的大小，进而影响接触对的摩擦和磨损特性。接触压力的大小会对接触电阻造成显著的影响。 

为保证电接触的可靠性，得到低值而稳定的接触电阻。进行相关的实验是电接触研究中必不可少的环节。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，但接触压力的变化范围较宽，从几克力到上百克力。因此，要求实验装置必须可以进行小压力的准确施加，在动态接触电阻测试中更要求实验装置本身的侧向(相对实验装置的垂直方向)刚度大能抵抗侧向剪切力，垂直方向刚度小，可减少加载力的损失，同时要有一定的 抗反弹能力，可减小实验中触头的跳动，保证接触压力的准确稳定。 

图1为现有的电接触测试系统中法向压力(接触压力)施加装置示意图。参见图1，该法向压力施加装置包括砝码101、滚花圆螺母102、导柱103、平衡弹簧104、线性轴承105、支撑板106以及触头夹具107。其中， 

砝码101，用于调整施加在接触区上的法向压力的大小； 

滚花圆螺母102，通过内螺纹与导柱103配合，用于调节导柱103相对于线性轴承105上、下的位移，即调节触头相对于样片之间的距离； 

导柱103，为阶梯轴，贯穿整个结构，上端通过螺纹与滚花圆螺母102配合，由平衡弹簧平衡其重量，砝码101可加载于导柱103顶端，由导柱103将砝码101产生的负载传递至底端的接触区； 

平衡弹簧104，导柱103从平衡弹簧104中心穿过，滚花圆螺母102架设置在平衡弹簧104上，用于平衡滚花圆螺母102、导柱103、触头夹具107和触头的重量，平衡弹簧104的一端设置在滚花圆螺母102上，另一端设置在导柱103的台阶上； 

线性轴承105，通过螺钉将其固定在支撑板106上，用于限制导柱103的自由度，使导柱103只能上下运动； 

支撑板106，用螺母固定在在支撑住上，将整个法向压力施加装置架起一定的高度，提供合适的操作空间； 

触头夹具107，通过过盈配合和导柱103装配在一起，用于将触头固定在导柱103底部； 

该法向压力施加装置可以通过旋转滚花圆螺母102，从而调整导柱103下伸的长度，从而调整导柱103下端装夹的触头与样片之间的距离，实验开始前首先调整触头和样片之间的距离，把触头调整到刚刚接触到样片，接触压力为零的初始位置，然后加载砝码101，开始实验。 

由上述可见，现有的电接触测试系统中法向压力施加装置存在以下不足： 

一、动态接触电阻测试实验中法向压力不稳定，在滑动情况下，因为触 头和样片表面不是绝对的平滑，都有一定的粗糙度，所以在触头相对于样片进行滑动的时候，由于弹簧的刚度较小，触头会因为瞬时向上的冲击产生跳跃现象，而该法向压力施加装置并没有抑制触头向上弹跳的结构，导致法向压力的大小会突变，并且触头向上弹跳的时候造成触头和样片之间的电路会断路，导致实验数据突变； 

二、结构侧向间隙没有消除，不能抵抗侧向剪切力，导柱与线性轴承是过渡配合，他们之间有间隙，在滑动这种大幅度往复运动情况下，导柱就会周期性的对线性轴承产生撞击，时间长了，会影响设备的实验精度； 

三、安装触头不方便，触头如果直接安装，不能和机械系统绝缘，实验中为了将触头和触头夹持结构(触头夹具107)进行绝缘，会将触头放入塑料管中，再将其整体插入触头夹具中，这个过程需要较大的力，并且，如果用力过大，将导致塑料管破裂，就会使触头和触头夹具导通失去绝缘性，进而导致实验的失败。