Устройство для измерения переходного электрического сопротивления

 

Союз Советсиик

Социалистичесииз республик

О П И С А Н И Е ()943563

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5! )М. Кл. (22)Заявлено 28.08.80 (21) 2981219/18-25 с присоединением заявки М (23) ПриоритетG 01 N 27/02

1 вввуааратввквмй квмитвт

СССР

II0 делам кзабрвтвинк и вткрыткй

Опубликовано 15. 07. 82. Бюллетень М 26 (53) УДК 543.257 (088.8) Дата опубликования описания !5.07.82

М. А. Озеров, В. T. Фомичев, Г. А. АнтОнов

В. А. Зыбин и Е. Н. Кутыгин (72) Авторы изобретения

Волгоградский инженерно-строительный институт (7!) Заявитель

{54) УСТРОЙСрВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕХОДНОГО

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измеритель ной технике, в частности к измерению электрических величин, и может быть использовано для измерения переходноГо электрического сопротивления поверхностного слоя металлических покрытий.

Известно устройство для измерения переходного сопротивления, выполненное в виде двух перекрещивающихся проволок с нанесенным покрытием. Через одну проволоку пропускают ток, а на другой измеряют падение напряжения, по закону Ома определяют переходное сопротивление (1).

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения из-за непостоянства контакта проволок, что вносит неоднозначность измерения °

Наиболее близким техническим решением является ус.гройство для измерения переходного электрического сопротивления, сод .ржащее два электрода, источник пит» ия и измеритель тока(23.

Однако у известного устройства малая точность измерения, Это обьясняется тем, что за счет разнесенности электродов возникает неконтролируемая составляющая общего сопротивления, т.е. сопротивление образца за счет непостоянности прижимного усилия ма каждый электрод к проводящему слою, что приводит к значительному разбросу данных и появлению систематической о ошибки большого порядка.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, 15 что в устройство для измерения переходного сопротивления, содержащее два электрода, источник питания и измеритель тока введен дополнительннй плоский третий электрод и измеритель напряжения, а два других электрода расположены коаксиально и отделены друг от друга изоляционной втулкой, причем дополнительный электрод соединен последовательно с источником пи943563

25 за

35 ла

Л5

55 тания, измерителем тока и одним из коаксиальных электродов - внутренним, а внешний электрод соединен через измеритель напряжением с внутренним электродом.

Данная конструкция обеспечивает равномерность электрического поля между измерительными электродами.

Кольцевой контакт, образуемый внешним электродом имеет стабильную фактическую площадь контакта с измеряемой поверхностью.. Все это позволяет значительно снизить разброс в параллельных значениях величин переходного сопротивления и повысить точность измерения.

На чертеже изображено устройство.

Устройство содержит электрод 1 для соприкосновения с измеряемой поверхностью и имеет нижнюю площадку диаметром не более 2 мм, образуя с поверхностью образца точечный контакт. Электрод 1 расположен в соосном свободном сочленении с электродом 2, выполненным в виде усеченного полого цилиндра, образующего при соприкосновении с образцом кольцевой контакт. Между электродами расположена изоляционная втулка 3. Перемещение электродов 1 и 2 осуществляется механизмом 4, для прижимания Ik(образцу электрода 2 он соединен с пружиной 5. При измерении переходного сопротивления устанавливают электрод 6, на который помещают образец 7. Электрод 6 устанавливают на плавающем креплении 8. Электрод 1 соединен с источником питания 9 и милливольтметром 10 для определения падения напряжения между точечным и кольцевым контактами, образуемыми электродами

1 и 2 с поверхностью образца.

Устройство работает следующим образом.

При вращении механизма 4 электроды 1 и 2 опускаются на образец 7, помещенный на электрод 6, Для создания давления сверху на электрод 1 может быть по лещен груз. Ток в цепи создается источнико л питания 9, проходя по системе он разветвляется на две линии: одна проходит через электрод 2, образец 7 и электрод 6, а вторая проходит через электрод 1, образец 7 и электрод 2. Ток, проходящий по второй линии, является функцией переходного сопротивления на границе электроды 1, 2 - образец 7. Милливольтметром 10 измеряют падение напряжения на переходе между точечным контактом и кольцевым контактом, ток в цепи .и, определив падение напряжения, по закону Ома находят пе,реходное электрическое сопротивление

U кllBP

Необходимость использовать две цепи объясняется следующим. При наличии одной цепи мы измеряем сумму сопротивлений, а именно: измерительного электрода, переходного сопротивления контакта электрод 1 — покрытие, сопротивление образца 7 и переходного сопротивления контакта образец 7 электрод 6.

При наличии второй измерительной цепи становится возможным выделить из суммы перечисленных напряжений величину переходного сопротивления контакта электрод 1 - покрытие.

В виду того, что ток в измерительной цепи электрод 2, электрод 1 и измеритель напряжения не протекает, можно считать, что потенциал электрода 2 равен потенциалу поверхности покрытия. Таким образом разность потенциалов электрод t — электрод 2 равен потенциалу поверхности покрытия, а следовательно — падению напряжения в контакте электрода 1 с поверхностью покрытия. Исходя из этоU го по формуле R = — определяем пе1 реходное сопротивление контакта, образованного электродом 1 и покрытием.

Таким образом, предлагаемым устройством возможно измерить именно величину переходного сопротивления контакта электрод - покрытие. Преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что значительно снижается систематическая ошибка измерения (на целый порядок ), повышается точность измерения переходного электрического сопротивления. Величина пере ходного электрического сопротивления.является важной характеристикой покрытий, Снижение величины переходного электрического сопротивления позволяет уменьшить энергозатраты в микроэлектронных цепях, используемых в ЭВМ, так как становится возможным снизить мощность питаемого источника. Вследствие этого, необходимо точное знание величины переходного сопротивления, а это становится

Формула изобретения

Составитель М. Кривенко

Редактор.Т. Парфенова Техред Е.Харитончик Корректор Г. Опар

Заказ 5096/48 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

943563 6 возможным благодаря использованию полнительный электрод соединен послеизобретения. довательно с источником питания, измерителем тока и одним из коаксиальных электродов - внутренним, а внешний

s электрод соединен через измеритель напряжения с внутренним электродом, Устройство для измерения переход- Источники информации, ного электрического сопротивления, принятые во внимание при экспертизе содержащее два электрода, источник 1. Вячеславов П. М. и др. Методы питания и измеритель тока, о т л и- 1В испытаний электролитических покрытий, ч а ю щ е е с я тем, что, с целью "Машиностроение", 1977, с. 82-83.. повышения точности измерения, в него 2. Каданер Л. И. и др. Сборник введен дополнительный третий плоский статей семинара МДНТП им. Ф. Э. Дзерэлектрод и измеритель напряжения, а жинского. Повышение качества гальвадва других электрода расположены нических и химических покрытий и мекоаксиально и отделены один от друго- тоды их контроля. М, 1977, с. 69-73 го изоляционной втулкой, причем до- (прототип) .