电触点材料接触电阻高精密测量技术

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1、电触点材料接触电阻高精密测量技术任万滨1武剑2陈宇1曹晟1崔黎3翟国富1（1.哈尔滨工业大学军用电器研究所哈尔滨1500012.北京时代之峰科技有限公司硬件开发部北京1000853.桂林航天电子有限公司桂林541002）摘要电触点材料是影响电气与电子工程中电接触可靠性的关键。本文综合应用了激励电流断续斩波技术、低噪低漂移弱信号调理技术和滑动窗口平均滤波技术，设计并实现了接触电阻的高精密测量，进而应用0.01级标准电阻和M22等级标准砝码完成了测量系统的误差分析。最后以典型平面AgCdO复合触点材料完成了不同激励电流条件下接触电阻与接触压力间滞回特性的测试与分

2、析，实验结果确定了接触压力和激励电流对接触电阻的影响规律。关键词：电接触触点材料接触电阻接触压力测量中图分类号：TM501PrecisionMeasuringTechniqueforContactResistanceofContactMaterialsRenWanbin1WuJian2ChenYu1CaoSheng1CuiLi3ZhaiGuofu1（1.HarbinInstituteofTechnologyHarbin150001China2.BeijingTIMEHighTechnologyLtd.Beijing100085China3.G&ATechno

3、logyCo.LtdGuilin541002China）AbstractContactmaterialisverycriticalforthereliabilityofelectricalengineeringandelectronicengineering.Anewprecisionmeasuringsystemandrelevanttestingmethodarepresentedbyintroducingintermittentchoppingforexcitedcurrent,conditioningforlownoiselowdriftweakvo

4、ltagedropsignalandaveragingfilteringalgorithminmovingwindowcomprehensively.TheerroroftestfacilityisdeterminedbyusingLevel0.01standardresistorsandLevelM22standardweightsaccurately.ThehystereticcharacteristicsbetweencontactresistanceandcontactforceofAgCdOcompositecontactmaterialwithf

5、latsurfacearemeasuredwithdifferentexcitedcurrents.Theresultsshowedthattheeffectofcontactforceandexcitedcurrentoncontactresistance.Keywords：Electricalcontact,contactmaterial,contactresistance,contactforce,measurement1引言电触点材料广泛应用于各类接触器、继电器、照明开关、故障电流开关及辅助开关中，其工作电流从几安培至几千安培不等，不同工业应用需求使

6、触点材料的成分、制备工艺与尺寸结构各异。触点是电器开关内完成导通、分断电流功能的载体，因此其电接触性能已成为影响电气与电子工程可靠性的关键[1]。触点对间由于接触面的凹凸不平使得真国家自然科学基金（51007010,51377029）资助项目。收稿日期2013-05-10改稿日期2013-07-22正导电面积远远小于其视在面积，由此产生电流线弯曲收缩并形成收缩电阻，再加上触点材料表面膜产生的膜电阻一并构成了触点材料的接触电阻[2,3]。接触电阻是决定电接触性能的关键参数，同时触点材料的静态接触理论亦是经典电接触科学的重要分支[4,5]，所涉及的静接触特性即

7、接触压力、触点电流与接触电阻间的关系曲线将不仅决定触点材料正确选择、触点几何形状正确设计，同时也是开关电器电寿命与可靠性的主要研究内容。触点材料静接触特性实验研究的核心在于微欧级接触电阻的精确测量[6]。微弱信号不仅表现为其幅值微弱，更表现在其可能被各种噪声信号严重淹没。直流微弱信号的测量还会受到诸如接触电动势、温差电动势、电化学电动势、放大电路失调电压与电流等直流误差信号严重影响。虽然文献[7,8]提出了以较大脉冲电流测量接触电阻的原理，并提高了接触电阻测量精度；且国外学者以超导量子器件方法[9]、电解槽法[10]和三次谐波法[11]对接触电阻测量进行了创

8、新。但国家标准GB/T15078—1994《贵金属电