Устройство для измерения сопротивлений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения контактных сопротивлений в электрохимических системах. Цель изобретения - расширение области применения путем измерения контактного сопротивления . На технологический фланец укладывается фторопластовая прокладка. На нее устанавливают токоотвод 2 с компенсатором в виде набора никелевых пластин, затем укладывается исследуемый образец 5 - потенциальный электрод, основной электродный блок 6, потенциальный электрод 3 в виде металлической пластины, дополнительный электродный блок 7, потенциальный электрод 4 в виде металлической сетки с ионопро водя щей прокладкой, токоотвод 1. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G

7 7 02 G01R1500

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 1 1á9, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

acecseaae 1 A.> 1; p, .,,1 41ЖФ)9

f 4

° Ь

СО

С)

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4880332/21 (22) 06.11.90 (46) 23.07.92. Бюл. 3Ф 27 (71) Научно-производственное объединение

"Квант" (72) А.Ф.Герасимов, А.М.Иванов, С.А.Ковбаса и А.А.Черенков (56) Авторское свидетельство СССР

М 1006987, кл. G 01 N 27/02, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения контактных сопротивлений в

GLED,,1749809 А1 электрохимических системах. Цель изобретения — расширение области применения путем измерения контактного сопротивления. На технологический фланец укладывается фторопластовая прокладка. На нее устанавливают токоотвод 2 с компенсатором в виде набора никелевых пластин, затем укладывается исследуемый образец 5— потенциальный электрод, основной электродный блок 6, потенциальный электрод 3 в виде металлической пластин ы, до пол н ительный электродный блок 7, потенциальный электрод 4 в виде металлической сетки с ионопроводящей прокладкой, токоотвод

1. 1 ил.

1749809

35

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к устройствам для измерения контактных сопротивлений в электрохимических системах.

Известно устройство для измерения электрических параметров материалов, содержащее изолированные подвижный и неподвижный плоские электроды и средство

@ля измерения и изменения межэлектродного расстояния. Устройство содержит также дополнительный электрод, толщина и периметр которого равны толщине и периметру основного подвижного электрода.

Указанное устройство может быть использовано только для измерения материалов с высокой величиной сопротивления. В случае измерения параметров материалов с низким сопротивлением в результаты измерений вносится погрешность от неоднородности распределения тока в зонах, смежных и удаленных от дополнительного подвижного электрода.

Известно устройство для определения электрических параметров материалов, содержащее токовые электроды, ионопроводящие диафрагмы, потенциальный электрод и приспособление для сжатия.

Однако установка потенциального электрода между токовыми электродами приводит к экранированию поверхности токовых электродов, что вносит неопределенность в результаты измерений, Известно также устройство для измере- ния сопротивлений (прототип), содержащее токоотводы, размещенные между ними исследуемый материал и потенциальные электроды.

Однако данное устройство обеспечивает возможность измерения только суммарного сопротивления исследуемого материала (т.е. сопротивление самого материала и суммы контактных сопротивлений между материалом и потенциальными электродами), При анализе полученных данных не удается выделить из полученного результата долю, вносимую одним контактным сопротивлениемм.

Цель изобретения — расширение области применения путем измерения контактного сопротивления металлической подложки с исследуемым объемно-пористым материалом.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения сопротивлений, содержащее токоотводы, размещенный между ними исследуемый материал и два потенциальных электрода, снабжено дополнительным третьим потенциальным электродом и идентичными основным и дополнительным электродными блоками, каждый электродный блок состоит из двух идентичных угольных электродов с расположенным между ними сепаратором из ионопроводящего материала, потенциальные электроды расположены соответственно один между электродными блоками, другой между дополнительным электродным блоком и токоотводом и третий между основным электродным блоком и токоотводом, причем первый из электродов выполнен в виде металлической пластины, второй — в виде металлической сетки с ионопроводящей прокладкой со стороны токоотвода, а в качестве третьего потенциального электрода используется исследуемый материал, Токоотводы, потенциальные электроды и электродные блоки образуют при сжатии электрохимическую ячейку. Снабжение устройства идентичными электродными блоками и выполнение потенциальных электродов соответственно из металлической пластины, из металлической сетки с ионопроводящей прокладкой и последнего из исследуемого материала позволяет выделить из суммы измеренных сопротивлений контактное сопротивление объемно-пористого тела (угольного электрода) с исследуемым материалом.

На чертеже представлено устройство для измерения сопротивлений, продольный разрез, Устройство для измерения сопротивлений содержит токоотводы 1 и 2, три потенциальных электрода 3 — 5 и идентичные основной и дополнительный электродные блоки 6 и 7. Каждый электродный блок состоит из двух идентичных угольных электродов 8 и 9 с расположенными между ними сепараторами t0 и 11 из ионопроводящего материала, потенциальные электроды 3 — 5 расположены следующим образом. электрод 3 — между электродными блоками, электрод 4 — между дополнительным электродным блоком 7 и токоотводом 1, электрод 5 — между основным электродным блоком 6 и токоотводом 2, причем электрод

3 выполнен в виде металлической пластины, второй электрод 4 — в виде металлической сетки 12 с ионопроводящей прокладкой 13 со стороны токоотвода 1, а третий электрод

5 выполнен из исследуемого материала.

В период подготовки к работе устройство собирается в следующей последовательности. На технологический фланец укладывается фторопластовая прокладка, затем устанавливается токоотвод 2 с компенсатором в виде набора никелевых пластин, далее укладывается исследуемый образец 5, основной электродный блок 6, потенциальный электрод 3 в виде металли1749809 ческой пластины, дополнительный электродный блок 7, потенциальный электрод 4 в виде металлической сетки 12 с ионопроводящей прокладкой 13, токоотвод 1, фторопластовая прокладка и ответный технологический фланец.

При работе к токоотводам 1 и 2 подключают генератор синусоидальных колебаний и подают ток резонансной частоты, фиксируют силу тока I в цепи и величину падения напряжения Ui и 0 соответственно между потенциальными электродами 5 и 3.

Определяем импеданс Z<= — и 5= —.

О1 Ог

I 1

Далее находим искомую. величину электрического сопротивления контактного перехода

Вкп=22 Z1.

Необходимым условием достижения указанного результата является равенство сопротивлений, вносимых электродными блоками 6 и 7, равенство контактных сопротивлений между блоками 6 и 7 и потенциальным электродом 3 и практически отсутствие контактного сопротивления между электродным блоком 7 и потенциальным электродом 4, Подбор двух электродных блоков 6 и 7 с одинаковыми активными потерями не представляет сложностей.

Равенство контактных сопротивлений между потенциальным электродом 3 и блоками 6 и 7 определяется выбором материала электрода 3 и усилием сжатия собранного устройства. В качестве электрода 3 используется шлифованная с двух сторон никелевая пластина. Таким образом, путем подбора электродов блоков 6 и 7 с одинаковыми характеристиками и обеспечением. одинаковой чистоты поверхности электрода

3 достигается равенство контактных сопротивленийй. Э кс пери ментал ьная и ро верка использования никелевой пластины показала, что результаты измерений контактного сопротивления при усилии сжатия от 8,8 до 45 кг/см дают разброс данных при повторных г испытаниях, не превышающий 3 . Возможно применение тонкой отожженной никелевой фольги толщиной 0,1-0,05 мм.

Исключение влияния контактного сопротивления между электродным блоком 7 и потенциальным электродом 4 достигается выполнением электрода 4 в виде металлической сетки с ионопроводящей прокладкой.

Введение металлической сетки и ионопроводящей прокладки позволяет организоват объемно-пористую структуру электрода 4 и практически исключить паде5 ние напряжения на потенциальном электроде 4, поскольку в указанной системе определяющим будет сопротивление электролита с ионной проводимостью. При-этом организация контакта через объемно-пори,.10 стое тело резко увеличивает емкостную составляющую сопротйвления.

Как показал анализ устройства прототипа, в нем не удается выделить в чистом виде величину контактного сопротивления меж15 ду токоотводом или исследуемым материалом и потенциальным электродом. В связи с этим искомая величина контактного сопротивления определяется приблизительно расчетным путем. Предлагаемая конструк20 ция устройства позволяет измерять непосредственно величину контактного сопротивления между исследуемым материалом и объемно-пористым телом. При этом точность получаемых величин контактного

25 сопротивления возрастает в 1,2-1,5 раза.

Формула изобретения

Устройство для измерения сопротивления, содержащее токоотводы, размещенный между ними исследуемый материал и

30 два потенциальных электрода, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения путем измерения контактного сопротивления металлической подложки с исследуемым материалом, уст35 ройство снабжено дополнительным третьим потенциальным электродом и идентичными основным и дополнительным электродными блоками, каждый электродный блок состоит из двух идентичных уголь40 ных электродов с расположенным между ними сепаратором из ионопроводящего материала, потенциальные электроды расположены соответственно один между электродными блоками, другой между до45 полнительным электродным блоком и токоотводом и третий между основным . электродным блоком и токоотводом, причем первый из электродов выполнен в виде металлической пластины, второй — в виде ме50 таллической сетки с ионопроводящей прокладкой со стороны токоотвода, а в качестве третьего потенциального электрода выполнен исследуемый материал.