Способ определения степени загрязнения электрического контакта

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советснии

Социалистичеснив

Республин ю 748215

Ф

lг (61) Дополнительное g авт. сеид-ву (22) Заявлено 071277 (21) 2554208/18-25

{51)М. Кл.

6 01 М 27/02 с присоединением заявки №

I (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 150780. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 150780

{53) УДК 543. 257 (088.8) О.В.Хомицкий, Ю.Ш.Биглов, Б.A.Ìàëèê, Е.A.Ïåòðoâ и Г.М.Корсунский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОНТАКТА

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в электронной промышленности, в частности при контроле .качества очистки контактов герконов перед сборкой.

Известен способ определения степени загрязнения поверхности электрического контакта с использованием оптической или электронной микроскопии. Недостатком этого способа является трудность формализации процесса измерения и из-за этого неизбежный субъективизм в выводах.

Известен способ определения степени загрязнения поверхности электрического контакта по контактному электрическому сопротивлению (1j .

Недостатком электрического спосо- 20 ба является зависимость результатов от ряда дополнительных весьма значимых факторов, таких, как контактное нажатие, микрогеометрия поверхности контакта и других, определяюших 25 реальную поверхность контактирования.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению являются способ и устройство определения степени загрязнения образца по ЗО изменению коэффициента передачи тепла его поверхностью (2) .

Недостатком этого способа является невозможность отнесения результатов измерения к определенному участку поверхности образца, так как происходит усреднение по всей поверхности.

Цель изобретения — получение более достоверной оценки степени загрязнения определенного участка поверхности образца диэлектрической пленкой.

Цель достигается тем, что приводят в контакт с участком поверхности термостатированное тело, устанавливают перепад температур между телом и поверхностью 10-30оС, определяют тепловое сопротивление как отношение перепада температур к тепловому потоку между ними, измеряют контактное электрическое сопротивление между телом и поверхностью, вычисляют разность между контактным электрическим сопротивлением и тепловым сопротивлением и по отклонению разности от нуля судят о степени загрязнения участка поверхности диэлектрической пленкой.

На чертеже изображена схема, реализуюцая описываемый способ для одного контакта.

748215 формула изобретения

Способ основываетг.я на том, что контактное электрическое сопротивление и тепловое сопротивление, измеренное как отношение перепада температур между контактами к тейлойому " потоку между ними, одновременно убывают при увеличении реальной поверхности контактирования и увеличиваются при ее уменьшении. Влияние диэлектрической загрязняющей пленки на электрическое и тепловое сопротивления контакта различно из-за того, что удельные электрические сопротивления металлов и диэлектриков отличаются на 9 порядков и более.,а коэффицщ нты теплопроводности — всего на 34 порядка. Так,золото имеет удельное 15 электрическое сопротивление 0,0230м см коэффициент теплопроводности

250 ккал/м час град,а полиэтилен имеет удельное электрическое сопротивление 10" Ом см, коэффициент .тепло- 20 проводности 0,12 ккал/м ча " град.

Поэтому диэлектрическая пленка толщиной в единицы микрометров почти полностью прекращает токопрохождение между контактами, Но практически р5 не сказывается на величине теплового сопротивления.

Для заведомо незагрязненной контактной поверхности отношение электрического контактного сопротивления к тепловому равно К. При появлении диэлектрической загрязняющей пленки контактное электрическое сопротивление будет состоять из двух слагаемых.

Первое слагаемое равно тепловому сопротивлению :oíòàêòà, которое не изменится, умноженному на коэффициент

К, а второе — это электрическое сопротивление диэлектрической пленки. Таким образом, для определения 40 величины электрического сопротивления диэлектрической пленки необходимо вычислить разность между контактным электрическим сопротивлением загрязненного контакта и величиной 45 теплового сопротивления, умноженной на коэффициент К. Для почти незагрязненного контакта эта разностьблизка к нулю. Чем значительнее загрязнение, тем сильнее эта разность ®О отличается от нуля. В то же время факторы, определяющие реальную поверхность контактирования, влияют на рассчитанную указанным образом разност,ь значительно меньше, чем на контактное электрическое сопротивление, так как их влияние компенсируется одновременным изменением теплового сопротивления контакта. Устройство содержит термостатиро- 60 ,ванное тело 1 с нагревателем 2, измеритель 3 теплового потока, дифференциальную термопару 4, измеритель 5 электрического сопротивления, обра= зец 6. Термостатированное тело 1 в 65 виде алюминиевого цилиндра массой

0,2 кг нагревается на 10 ... ЗОО С электрическим нагревателем сопротивления мощностью 5 Вт. Тело 1 контактирует с образцом б через измеритель теплового потока в виде алюминиевой пластины толщиной 3 мм, в тепловом контакте с ближней и дальней относительно тела гранями которой находятся спаи термобатареи. Так как тепловое сопротивление пластины постоянно, то перепад температур между ее гранями пропорционален тепловому потоку через нее, и напряжение, развиваемое термобатареей, пропорционально тепловому потоку от термостатированного тела к об-разцу.

Перепад температур 20 C,под действием которого существует измеряемый поток, определяется с помощью дифференциальной термопары 4. Термобатарея и термопара развивают напряжения порядка 100 мкмВ. Эти напряжения измеряются нановольтамперметрами.

Электрическое сопротивление между телом 1 и образцом измеряется миллиомметром по четырехпроводной схеме и составляет около 100 мом. Его значение изменяется в широких пределах в зависимости от условий контактирования (микрометрии поверхности образца, контактного нажатия, материала образца) и наличия загрязнений на поверхности образца. В качестве образца использовался пермалоевый электрод геркона КЭМ-1 с золотым покрытием.

Так как пределы изменения измеряемых температур узкие, можно торировку термопар не производить и все вычисления выполнять в относительных единицах.

Применение способа для контроля качества очистки деталей электрокоммутационных изделий перед сборкой позволит уменьшить технологические потери (увеличить выход годных изделий) в производстве герконов, реле, переключателей.

Способ определения степени загрязнения электрического контакта, заключающийся в измерении коэффициента передачи тепла поверхностью образца, о т л и ч а ю щ и и c я тем, что, с целью увеличения достоверности контроля, устанавливают перепад температур между исследуемой поверхностью и дополнительным термостатированным образцом„ определяют тепло.— вое и электрическое сопротивление между ними, а степень загрязнения

748215

Составитель М.Кривенко

Редактор M.Áàòàíoâà Техред Ж. Кастелевич Корректор С.Шекмар

Заказ 4228/30 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 определяют по разности измеренных величин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертнзе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 491167, кл. Н 03 Н 49/00, 1972.

2. Патент США М 3810009, кл. 324-65, 1969.