连接器接触电阻检验的主要方法
连接器的实际接触面可以分为两部分:一是真正金属与金属直接接触部分。即金属间无过渡电阻的接触微点,亦称接触斑点,它是由接触压力或热作用破坏界面膜后形成的。部分约占实际接触面积的5-10%。二是通过接触界面污染薄膜后相互接触的部分。因为任何金属都有返回原氧化物状态的倾向。我们可以说,连接器在大气中不存在真正洁净的金属表面。这就需要对连接器进行接触电阻检验,具体来说,有四种方法。
一,毫欧计。在实际测量连接器接触电阻时,常使用按开尔文电桥四端子法原理设计的接触电阻测试仪(毫欧计),其专用夹具夹在被测接触件端接部位两端,故实际测量的总接触电阻R由以下三部分组成,可由下式表示:R= RC + Rf + Rp,式中:RC—集中电阻;Rf—膜层电阻;Rp—导体电阻。
连接器接触电阻检验目的是确定电流流经接触件的接触表面的电触点时产生的电阻。如果有大电流通过高阻触点时,就可能产生过分的能量消耗,并使触点产生危险的过热现象。在很多应用中要求接触电阻低且稳定,以使触点上的电压降不致影响电路状况的精度。
二,接触电阻-毫伏法。在连接微弱信号电路中,设定的测试数条件对接触电阻检测结果有一定影响。因为接触表面会附有氧化层,油污或其他污染物,两接触件表面会产生膜层电阻。由于膜层为不良导体,随膜层厚度增加,接触电阻会迅速增大。膜层在高的接触压力下会机械击穿,或在高电压、大电流下会发生电击穿。但对某些小型连接器设计的接触压力很小,工作电流电压仅为mA和mV级,膜层电阻不易被击穿,接触电阻增大可能影响电信号的传输。
接触电阻-毫伏法是GB5095“电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法” 中的接触电阻测试方法之一。其规定:为防止接触件上膜层被击穿,测试回路交流或直流的开路峰值电压应不大于20mV,交流或直流的测试中电流应不大于100mA。
三,低电平接触电阻测试方法。这是在GJB1217“电连接器试验方法” 中规定的。方法基本内容与上述GB5095中的接触电阻-毫伏法相同。目的是评定接触件在加上不改变物理的接触表面或不改变可能存在的不导电氧化薄膜的电压和电流条件下的接触电阻特性。所加开路试验电压不超过20mV,试验电流应限制在100mA。在这一电平下的性能足以表现在低电平电激励下的接触界面的性能。
四,接触电阻试验方法。也是GJB1217“电连接器试验方法” 中规定的。目的是测量通过规定电流的一对插合接触件两端或接触件与测量规之间的电阻。通常采用这一试验方法施加的规定电流要比前一种试验方法大得多。如军标GJB101“小圆形快速分离耐环境电连接器总规范”中规定;测量时电流为1A,接触对串联后,测量每对接触对的电压降,取其平均值换算成接触电阻值。
这是检验方法仅仅为了证明静态接触电阻是否合格,并不能保证动态环境下使用接触可靠。在许多实际使用场合,汽车、摩托车、火车、动力机械、自动化仪器以及航空、航天、船舶等军用连接器,往往都是在动态振动环境下使用。往往接触电阻合格的连接器在进行振动、冲击、离心等模拟环境试验时仍出现瞬间断电现象。故对一些高可靠性要求的连接器,许多设计员都提出最好能100%对其进行动态振动试验来考核接触可靠性。
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