Устройство для измерения переходного электрического сопротивления Советский патент 1982 года по МПК G01N27/02 

(54) УСТРРЙСТЙВО 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, выполнентое 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 tl. Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения из-за непостоянства контакта проволок что вносит неоднозначность измерения. Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения переходного электрического сопротивления, сод( два электрода, источник питан11Я и измеритель Однако у известного устройства малая точность измерения. Это объясняется тем, что за счет разнесенности электродов возникает неконтролируемая составляющая общего сопротивления, т.е. сопротивление образца за счет непостоянности прижимного усилил ма каждый электрод.к проводящему слою, что приводит к значительному разбросу данных и появлению систематической ошибки большого порядка. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения переходного сопротивления, содержащее два электрода, источник питания и измеритель тока введен дополнительней 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 питания, измерителем тока и одним из коаксиальных электродов - внутренним а внешний электрод соединен через из меритель напряжением с внутренним электродом, Данная конструкция обеспечивает равномерность электрического поля между измерительными электродами. Кольцевой контакт, образуемый внешним электродом имеет стабильную факти ескую площадь контакта с измеряемой поверхностью. Все это позволяет значительно снизить разброс в параллельных значениях величин переходног сопротивления и повысить точность из мерения. На чертеже изображено устройство. Устройство содержит эле1):трод 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. Перемеще ние электродов 1 и 2 осуществляется механизмом Ц, для прижимания йс образ цу электрода 2 он соединен с пружиной 5. При измерении переходного сопротивления устанавливают электрод 6 на который помещают образец 7. Элект род 6 устанавливают на плавающем креплении 8. Электрод 1 соединен с источником питания 9 и милливольтметром 10 дляопределения падения на пряжения между точечным и кольцевым контактами, образуемыми электродами 1 и 2 с поверхностью образца. Устройство работает следующим образом. При вращении механизма k электроды 1 и 2 опускаются на образец 7, помещенный на электрод 6, Для создания давления сверху на электрод 1 может быть помещен груз. Ток в цепи создается источником 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, проходя щий по ВТОРОЙ линии, является функци ей переходного сопротивления на границе электроды 1,2- образец 7. Мил ливольтметром 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 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 6о 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 1 - электрод 2 равен потенциалу поверхности покрытия, а следовательно -падению напряжения в контакте электрода 1 с поверхностью покрытия. Исходя из этого по формуле R определяем переходное 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 переходного 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