CN101236221B - 一种精密定位测试接触电阻的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密定位测试接触电阻的方法及装置，包含精密定位单元、运动控制单元、接触电阻测试单元、计算机控制平台单元及反馈单元，预先确定标准样块上表面交点至测试样片上接触斑点的平面距离参数，计算机控制平台单元发送定位指令，运动控制单元接收定位指令及反馈指令并转化为控制电压指令输出，控制精密定位单元，反馈单元将精密定位单元的距离信息反馈到运动控制单元，然后，计算机控制平台单元发送接触压力指令和测试指令，接触电阻测试单元开始进行接触电阻测试，从而实现接触区域内接触斑点精密定位、重定位，可进行多点、多接触压力下接触电阻的自动连续测试。

Description

一种精密定位测试接触电阻的方法及装置

技术领域

本发明涉及精密定位测试技术，特别涉及一种精密定位测试接触电阻的方法及装置。

背景技术

在通信、计算机、测量、控制及各类电子系统中存在大量的电子连接器，它们起着各种电子元件之间、电路之间、设备之间以及系统之间的维系作用。当这些电子连接器接触不良时，会引起相应的通信系统中断、计算机误码、控制系统失灵、传输图像及数据失真等一系列系统故障，因此，系统运行的可靠性与电子连接处的接触电阻有着密切的联系。接触电阻与电子连接处的接触斑点大小、形状、数目和分布等有关，其中，接触斑点又与接触组件的材料、表面粗糙度、接触形式、表面膜状况、接触压力、电流大小、通电时间等因素相关，一般地，对于弱电类的电子系统，实际接触斑点或接触区域在微米级甚至更小的范围内，如何使接触电阻测试结果真实反映接触斑点处的接触电阻，也就是说，如何使测试条件与实际电子连接处的运行条件相吻合，并使得测试接触电阻的区域接近或落入接触斑点范围，是接触电阻测量的关键。尤其在对电子连接器进行电接触污染失效机理研究时，触点表面的污染对接触电阻影响尤为明显，而这些污染物(腐蚀物、尘土颗粒等)成分复杂、形态各异、颗粒尺寸分布从几微米到上百微米，为弄清这些污染物对接触电阻的影响，找出它们与电接触可靠性之间的关系，需要在含有污染物的特定微小区域内，理想状态下，即在污染物点上进行接触电阻测试。

图1为现有接触电阻测试装置结构示意图，如图1所示，包括测试接触对单元11、恒流源单元12、电压计单元13及接触压力调节单元14。其中，测试接触对单元11包括测试触头101及测试样片102，恒流源单元12一端与测试触头101相连，另一端与测试样片102相连；电压计单元13一端与恒流源单元12相连的测试触头101对侧相连，另一端与恒流源单元12相连的测试样片102对侧相连；接触压力调节单元14调节作用在测试触头101上的接触压力大小。测试采用经典的欧姆定理和四点法，调节恒流源单元12的输出电流为常值I_c，通过读取电压计单元13的电压降U_t，则可以通过欧姆定理计算出一定接触压力F下测试触头101与测试样片102接触处的接触电阻R_c＝U_t/I_c，调节接触压力F的大小，可以得到不同接触压力F下各接触电阻阻值。

但这种接触电阻测试装置需要手工将测试触头移到测试样片上含有污染物的特定微小区域内(即接触区域)，因此测试的接触区域可能偏离实际接触的污染区域，不能对电子连接器触点接触的接触位置进行精确控制，导致测试的接触电阻阻值偏低，不能真实反映接触区的状态。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个主要目的在于提供一种精密定位测试接触电阻的方法，实现接触区域的精密定位和接触电阻测试。

本发明的另一目的在于提供一种精密定位测试接触电阻的装置，实现接触区域内接触电阻测试。

为达到上述目的的第一个方面，本发明提供了一种精密定位测试接触电阻的方法，该方法包括：

为达到上述目的的另一个方面，本发明提供了一种精密定位测试接触电阻的装置，该装置包含：精密定位单元、运动控制单元、接触电阻测试单元、计算机控制平台单元及反馈单元，其中，

由上述的技术方案可见，本发明提供的精密定位测试接触电阻的方法及系统，预先测量出标准样块上表面交点至测试样片上接触斑点的平面距离参数，通过计算机控制平台单元发送定位指令到运动控制单元，运动控制单元将定位指令转化为控制电压指令后输出，精密定位单元根据控制电压指令进行精密定位，反馈单元将精密定位单元的距离信息反馈到运动控制单元，运动控制单元根据定位指令与反馈的距离信息调节输出控制电压，控制精密定位单元进行精密定位调节，然后，计算机控制平台单元发送接触压力指令和测试指令，接触电阻测试单元开始进行接触电阻测试，从而实现接触区域内接触斑点的微米级精密定位、重定位，具有测试数据自动采集、处理和保存的功能，较好的人机界面操作控制功能以及参数调节控制接触压力功能，可进行多点、多接触压力下接触电阻的自动连续测试。

附图说明

图1是现有接触电阻测试装置结构示意图；

图2是本发明精密定位测试接触电阻系统结构示意图；

图3是本发明基于图2的一个较佳实施例的结构示意图；

图4是本发明精密定位测试接触电阻系统的X、Y轴运动控制流程示意图；

图5是本发明精密定位测试接触电阻系统的Z轴运动控制方法流程示意图；

图6是本发明基于图3的精密定位测试接触电阻系统的方法流程示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：预先确定标准样块上表面交点至测试样片上接触斑点的平面距离参数，计算机控制平台单元发送定位指令到运动控制单元，运动控制单元将指令转化为控制电压指令后输出，精密定位单元根据控制电压指令进行精密定位，反馈单元将精密定位单元的距离信息反馈到运动控制单元，运动控制单元根据定位指令与反馈的距离信息调节输出控制电压，控制精密定位单元进行精密定位调节，然后，计算机控制平台单元发送接触压力指令和测试指令，接触电阻测试单元开始进行接触电阻测试，从而实现精密移动定位、重定位、多点、多接触压力下自动连续测试接触电阻。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

图2是本发明精密定位测试接触电阻系统结构示意图，如图2所示，该精密定位测试接触电阻系统包含：精密定位单元21、运动控制单元22、接触电阻测试单元23、计算机控制平台单元24及反馈单元25，各单元介绍如下：

精密定位单元21，接收运动控制单元22输出的控制电压指令，进行精密定位及定位调整；对测试触头234施加接触压力；以及，驱动接触电阻测试单元23进行接触电阻测试。

运动控制单元22，将计算机控制平台单元24发出的定位参数指令、接触压力参数指令、测试参数指令及反馈单元25反馈的距离信息指令转化为控制电压指令，输出到精密定位单元21；

本实施例中，控制电压指令包含：控制定位电压指令、控制接触压力电压指令、控制测试电压指令及控制反馈电压指令，分别对应定位参数指令、接触压力参数指令、测试参数指令及反馈单元25反馈的距离信息指令的相应转化。

接触电阻测试单元23，根据精密定位单元21的控制接触压力电压指令及控制测试电压指令，进行预定接触压力下的接触电阻测试，包含：样块固定台231、标准样块232、测试样片233、测试触头234、推压簧片235、恒流计236及电压计237，其中，

样块固定台231，在空间形成三个定位基准面，标准样块232靠紧三个定位基准面后，由推压簧片235压紧标准样块232使标准样块232固定，预先调节测试触头234，使标准样块232上表面交点为计算机控制平台单元24定位参数指令的零点，测试样片233固定在标准样块232上；

测试触头234，与精密定位单元21形成可拆卸的固定连接；

恒流计236，用于提供精密定位测试接触电阻系统的恒定电流；

电压计237，用于测试接触区域两端的测试触头与测试样片之间电压差信号。

计算机控制平台单元24，用于发送定位参数指令、接触压力参数指令及测试参数指令，管理和控制精密定位测试接触电阻系统。

反馈单元25，用于将精密定位单元21的距离信息反馈到运动控制单元22。

图2所示系统的工作原理为：

预先将测试样片233固定在标准样块232上，测量出标准样块232上表面交点至测试样片233上接触斑点的平面距离信息，在本实施例中，利用扫描电子显微镜确定出测试样片233上接触斑点与标准样块232上表面交点的平面距离信息，即交点在平面上的坐标信息，然后取出标准样块232，靠紧样块固定台231定位基准面后固定，通过计算机控制平台单元24发送Z轴定位参数指令，调节测试触头234与标准样块232处于临界接触状态，即当测试触头234上接触压力或定位参数指令位移值稍降低时，测试触头234与标准样块232处于断开状态，获取测试触头234与标准样块232在Z轴方向上的临界值，将此时计算机控制平台单元24的Z轴定位参数指令清零，然后调节Z轴定位参数指令使测试触头234抬起，再通过计算机控制平台单元24发送X轴和Y轴定位参数指令，控制测试触头234运动，调节Z轴定位参数指令为零以及X轴和Y轴定位参数指令值，当测试触头与标准样块232上表面交点重合时，即计算机控制平台单元24发送的X轴和Y轴定位参数指令分别沿标准样块232上平面有微小位移时，测试触头234与标准样块232都处于断开状态，将重合时的计算机控制平台单元24定位参数指令清零，然后再次调节Z轴定位参数指令使测试触头234抬起，输入标准样块232上表面交点至测试样片233上接触斑点的平面距离信息定位指令，运动控制单元22将平面距离信息定位指令转化为控制电压指令，控制精密定位单元21定位，并根据反馈单元25的反馈距离信息指令调节精密定位单元21进行精密定位，完成精密定位单元21位移的初始化，初始化后的测试触头在每次操作完成后都会抬起一定距离，用以保护所述测试触头；

计算机控制平台单元24发出接触压力参数指令，经运动控制单元22转换后控制施加在测试触头234上的接触压力，然后计算机控制平台单元24发出测试参数指令，接触电阻测试单元23开始进行接触电阻测试。

图3是基于图2的一个较佳实施例的结构示意图，如图3所示，该精密定位测试接触电阻系统包含精密定位单元21、运动控制单元22、接触电阻测试单元23、计算机控制平台单元24及反馈单元25，其中，

计算机控制平台单元24，包含：通信控制模块341，用户操作模块342，及数据存储和处理模块343，其中，

通信控制模块341，采用串行通信，进行通信协议的初始化，保证与运动控制单元22进行可靠的数据互相流动，通信协议包括通信方式、波特率、握手协议、命令码的约定等。

用户操作模块342，用于用户设置和调节精密定位参数、接触压力参数及测试参数；

本实施例中，测试参数包含：X轴测试范围参数、Y轴测试范围参数、X轴步进距离参数、Y轴步进距离参数、采样频率参数及平均点数，测试范围参数决定对多大范围内的接触区域进行接触电阻测试；X轴步进距离参数为每次沿X轴测量的相邻两点间距，Y轴步进距离参数为每次沿Y轴测量相邻两点间距，步进距离参数与测试范围参数决定了测试点的多少；采样频率参数决定了以多快的频率对电压差信号进行采样；平均点数即对一个测试点采集多少次后按照一定的算法对电压差信号取样平均，输出电压差信号值。

数据存储和处理模块343，以软件控制方式读取电压计237存储的测试数据，并以EXCEL表格格式将电压差信号数据显示在计算机控制平台单元24的显示屏上。

运动控制单元22，将计算机控制平台单元24发出的定位参数指令、接触压力参数指令、测试参数指令及反馈单元25反馈的距离信息指令转化为控制电压指令，输出到精密定位单元21；本实施例中，运动控制单元22为美国PARKER公司的运动控制器6K4，采用增量式PID控制算法，其具体PID控制参数可根据现场分析调试确定。

精密定位单元21，包含：X轴精密移动工作台301、Y轴精密移动工作台302、Z轴精密移动工作台303、驱动电机304及音圈电机305，其中，

X轴精密移动工作台301，用于调节和控制精密定位测试接触电阻系统X轴方向精密定位。

Y轴精密移动工作台302，用于调节和控制精密定位测试接触电阻系统Y轴方向精密定位。

Z轴精密移动工作台303，用于调节和控制精密定位测试接触电阻系统Z轴方向精密定位。

驱动电机304，接收运动控制单元22的控制定位电压指令及控制反馈电压指令，驱动X轴精密移动工作台301及Y轴精密移动工作台302进行精密定位，驱动电机304、X轴精密移动工作台301及反馈单元25组成X轴闭环伺服控制回路，对精密定位测试接触电阻系统X轴方向位移进行精密定位；驱动电机304、Y轴精密移动工作台302及反馈单元25组成Y轴闭环伺服控制回路，对精密定位测试接触电阻系统Y轴方向位移进行精密定位。

音圈电机305接收运动控制单元22输出的指令，驱动Z轴精密移动工作台303运行：当音圈电机305接收的运动控制单元22输出指令为定位电压指令及控制反馈电压指令时，调节测试触头234与测试样片233之间的工作距离，此时，音圈电机305、Z轴精密移动工作台303及反馈单元25构成Z轴半闭环控制回路；当音圈电机305接收的运动控制单元22输出指令为控制接触压力电压指令时，在测试触头234上施加接触压力，此时，音圈电机305与Z轴精密移动工作台303间为开环控制；当然，也可以在测试触头234上设置反馈单元，接收测试触头234上的接触压力信息，反馈给运动控制单元22，形成反馈控制接触压力指令，对测试触头234上的接触压力进行精密调节，本实施例中，采用在测试触头234上设置反馈单元并集成于反馈单元25中，进一步对接触压力进行精密调节。

接触电阻测试单元23，根据精密定位单元21的控制接触压力电压指令及控制测试电压指令，进行预定接触压力下的接触电阻测试，包含：样块固定台231、标准样块232、测试样片233、测试触头234、推压簧片235、恒流计236及电压计237，其中，

样块固定台231，在空间形成三个定位基准面，标准样块232靠紧三个定位基准面后，由推压簧片235压紧标准样块232使标准样块232固定，预先调节测试触头234，使标准样块232上表面交点为计算机控制平台单元24定位参数指令的零点，测试样片233固定在标准样块232上；

测试触头234，与精密定位单元21形成可拆卸的固定连接；

恒流计236，用于提供精密定位测试接触电阻系统的恒定电流；

电压计237，用于测试接触区域两端测试触头234与测试样片233之间的电压差信号，与计算机控制平台单元24直接通信，由测试触头234或测试样片233上的控制测试电压指令触发；

本实施例中，电压计237采用型号为HP34401A的软件触发方式的数字万用表，内带数据采集模块，预先在数字万用表上根据实际需要设置采集次数，在数据采集过程中，数字万用表首先判断被测电压数值的大小，而后选取适当的量程进行数据采集及A/D转换后，将数据写入到内部存储器，数据存储和处理模块343，以软件控制方式查询数字万用表内存中读数的存储量，再从万用表的内存中读取测试数据，保存并以EXCEL表格格式将电压差信号数据显示在计算机控制平台单元24的显示屏上。

反馈单元25，用于将精密定位单元21的距离信息形成反馈指令，反馈到运动控制单元22；本实施例中，反馈单元25采用雷尼绍RENISHAW公司的开放式非接触反射光栅器RGH24Z，应用莫尔条纹原理进行位移测量，其光栅尺可根据使用要求非常方便地裁剪至任意长度，方便用户不同测量长度的需求和库存管理。

图3所示系统的接触电阻测量过程为：

启动精密定位测试接触电阻系统，通信控制模块341初始化通信协议，预先将测试样片233固定在标准样块232上，测量出标准样块232上表面交点至测试样片233上接触斑点的平面距离信息，在本实施例中，利用扫描电子显微镜确定出接触斑点与标准样块232上表面交点的平面距离信息，即交点在平面上的坐标信息，然后取出将标准样块232，靠紧样块固定台231三个定位基准面后固定，通过计算机控制平台单元24发送Z轴定位参数指令，调节测试触头234与标准样块232处于临界接触状态，即当测试触头234上接触压力或定位参数指令位移值稍降低时，测试触头234与标准样块232处于断开状态，获取测试触头234与标准样块232在Z轴方向上的临界值，将此时计算机控制平台单元24的Z轴定位参数指令清零，然后调节Z轴定位参数指令使测试触头234抬起，再通过计算机控制平台单元24发送X轴和Y轴定位参数指令，控制测试触头234运动，调节Z轴定位参数指令为零以及X轴和Y轴定位参数指令值，当测试触头与标准样块232上表面交点重合时，即计算机控制平台单元24发送的X轴和Y轴定位参数指令分别沿标准样块232上平面有微小位移时，测试触头234与标准样块232都处于断开状态，将重合时的计算机控制平台单元24定位参数指令清零，然后再次调节Z轴定位参数指令使测试触头234抬起，输入标准样块232上表面交点至测试样片233上接触斑点的平面距离定位指令，运动控制单元22将平面距离定位指令转化为控制电压指令，控制精密定位单元21定位，并根据反馈单元25的反馈指令调节精密定位单元21进行精密定位，完成精密定位单元21位移的初始化，初始化后的测试触头234在每次操作完成后都会抬起一定距离，用以保护测试触头234；

设置用户操作模块342的平面定位参数，即上所述利用扫描电子显微镜测量的平面距离信息参数，控制测试触头234移动到所述测试样片233上接触斑点正上方，再次将用户操作模块342的Z轴定位参数设置为零或稍大于零的某值，使测试触头234与测试样片233处于临界接触状态；调节恒流计236的输出电流为10毫安，转换用户操作模块342的操作模式为力模式，设置接触压力参数，如50克力，通过运动控制单元22转换后输出，音圈电机305接收控制接触压力电压指令，在测试触头234上施加接触压力，反馈单元25测试测试触头234上施加的接触压力，形成接触压力反馈信号，输出到运动控制单元22，经转化后驱动音圈电机305进行接触压力的精密调整；

然后设置用户操作模块342测试参数，包含：X轴测试范围参数、Y轴测试范围参数、X轴步进距离参数、Y轴步进距离参数、采样频率参数及平均点数，用户操作模块342发送测试指令，经运动控制单元22转化后输出，接触电阻测试单元23接收控制测试电压指令，开始进行接触电阻测试，并触发电压计237，采集电压参数并经转换后保存在内存中，数据存储和处理模块343读取测试数据并以EXCEL表格格式将电压数据显示在计算机控制平台单元24的显示屏上，测试的顺序为：测试触头先测量起始接触位置点的接触电阻值，每个位置点读取3次值以EXCEL表格格式将电压数据显示在计算机控制平台单元24的显示屏上，然后测试触头234抬起，沿X轴方向步进设定的X轴步进距离，系统自动调节测试触头234Z轴定位参数为零，施加设定的接触压力，进行测试，测试完毕后再移向下一点，当达到X轴测试范围极限时，测试触头234返回至起始接触位置点，沿Y轴方向步进设定的Y轴步进距离，如此循环进行网格状的接触电阻自动测试，从网格的最右下角的点即起始接触位置点直到网格的最左上角的点即X轴测试范围极限与Y轴测试范围极限的交点，完成一次完整的接触电阻自动测试，测试完成后，测试触头234返回至起始接触位置点；

然后，调节用户操作模块342的接触压力参数，如100克力，改变作用在测试触头234上接触压力的大小，继续进行接触电阻的自动测试，实现对接触斑点内不同接触微区域内不同接触压力下的接触电阻测试。

图4是本发明精密定位测试接触电阻系统的X、Y轴运动控制方法流程示意图，如图4所示，该流程包括：

步骤401，运动控制单元接收平面定位参数指令，经增量式PID控制算法，转换为控制电压指令，输出给驱动电机；

本步骤中，平面定位参数包括X轴定位参数及Y轴定位参数，运动控制单元采用增量式PID控制算法，即根据平面定位参数转化的驱动电机转速与反馈的实际转速，进行比较，其差值经过PID控制器调整后输出电压控制信号，电压控制信号经过功率放大后输出为控制电压指令，改变驱动电机转速。

步骤402，驱动电机根据输出的控制电压指令转动，驱动精密定位台；

本步骤中，利用增量式光学编码计量光栅检测驱动电机的转速，将驱动电机转速进行编码后反馈给驱动电机内的控制部分，对驱动电机转速进行初步调节。

步骤403，反馈单元检测精密定位台位移，将距离信息参数反馈输出至运动控制单元。

本步骤中，反馈单元根据测得的精密定位台实际位移，进一步对精密定位台位移进行调节。

图5是本发明精密定位测试接触电阻系统的Z轴运动控制方法流程示意图，如图5所示，该流程包括：

步骤501，运动控制单元接收Z轴定位参数指令，经增量式PID控制算法，转换为控制电压指令，输出给音圈电机；

步骤502，音圈电机根据输出的控制电压指令转动，驱动Z轴精密定位台；

本步骤中，利用增量式光学编码计量光栅检测电磁感应式线性音圈电机的转速，将音圈电机转速编码后反馈给音圈电机内的控制部分，对音圈电机转速进行初步调节。

步骤503，反馈单元检测Z轴精密定位台位移，将距离信息参数反馈输出至运动控制单元，调节完成后转入力工作模式。

本步骤中，反馈单元根据测得的Z轴精密定位台实际位移，进一步对Z轴精密定位台位移进行调节后切换到力工作模式，进行后续的接触电阻测试。

图6是本发明基于图3的精密定位测试接触电阻系统的方法流程示意图，如图6所示，该流程包括：

步骤601，测试系统初始化；

本步骤中，首先连接系统的各接线，启动精密定位测试接触电阻装置，初始化通信协议，固定测试样片，确定标准样块上表面交点至测试样片上接触斑点的平面距离信息，通过用户操作模块分别设置X轴、Y轴及Z轴定位参数，经运动控制单元转换为控制电压指令驱动电机转动，驱动电机再驱动X轴精密移动工作台、Y轴精密移动工作台在X轴、Y轴上与标准样块靠拢；音圈电机亦根据经运动控制单元的控制电压指令转动，驱动Z轴精密移动工作台在Z轴上与标准样块靠拢；开放式非接触反射光栅器读出测试触头的实际位移，反馈给运动控制单元，对精密定位单元的位移进行校正：当测试触头与标准样块处于临界接触状态时，即当用户操作模块设置的X轴、Y轴及Z轴定位参数在允许的范围内变动时，测试触头与标准样块在相应方向分别处于导通及断开状态，将此时用户操作模块设置的X轴、Y轴及Z轴定位参数清零，完成测试系统的初始化，并设置测试触头每次操作后抬起一定距离，用以保护测试触头。

步骤602，设置定位参数及系统工作电流；

本步骤中，首先设置平面定位参数，控制测试触头移动到测试样片上接触斑点正上方，然后调节恒流计输出电流为10毫安，也可以根据实际需要设置恒流计输出电流大小。

步骤603，设置单接触压力下测试参数；

本步骤中，通过用户操作模块设置接触压力参数及测试参数，包含：X轴测试范围参数、Y轴测试范围参数、X轴步进距离参数、Y轴步进距离参数、采样频率参数及平均点数，系统自动进行工作模式的转换，开始进行接触电阻测试，以X轴测试范围与Y轴测试范围围成的矩形为测试区域，以X轴步进距离与Y轴步进距离为等分点，将矩形区域划分为许多小网格，测试以网格线交点为基准，进行逐行扫描式的自动接触电阻测试，同时触发电压计，采集电压参数并经转换后保存在内存中，数据存储和处理模块读取测试数据并以EXCEL表格格式将电压数据显示在计算机控制平台单元的显示屏上。

步骤604，改变接触压力，进行多接触压力下的接触电阻测试；

本步骤中，当进行完单压力下接触区域的接触电阻测试后，测试触头自动返回到初始测试位置，根据实际需要改变接触压力参数，重复步骤603，对同一接触区域进行不同接触压力下的接触电阻自动测试，获取接触区域内各微接触区的接触电阻信息。

以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种精密定位测试接触电阻的方法，其特征在于，该方法包括：

A.初始化精密定位测试接触电阻系统；

B.设置平面定位参数及系统工作电流；

C.设置接触压力参数，转换所述精密定位测试接触电阻系统工作模式，进行接触电阻测试；所述步骤A进一步包括：

A1.预先确定标准样块上表面交点至测试样片上接触斑点的平面距离信息；

A2.启动所述精密定位测试接触电阻系统；

A3.确定所述精密定位测试接触电阻系统坐标系原点。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A1为：预先将测试样片固定在标准样块上，利用扫描电子显微镜确定所述测试样片上接触斑点与所述标准样块上表面交点的平面距离信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述平面距离信息包括平面上X轴坐标信息及Y轴坐标信息。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A2进一步包括：启动所述精密定位测试接触电阻系统后，初始化通信协议；所述通信协议为通信方式、波特率、握手协议、命令码约定的一种或多种的组合。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A3为：调节所述精密定位测试接触电阻系统，使测试触头与所述标准样块上表面交点重合，重合点为所述精密定位测试接触电阻系统坐标系原点。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤A3进一步包括：每次对所述精密定位测试接触电阻系统进行操作后，将所述测试触头沿Z轴方向抬升，操作中所述测试触头自动定位到Z轴原点。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，设置平面定位参数包括：设置所述精密定位测试接触电阻系统X轴及Y轴定位参数。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，设置平面定位参数为：根据X轴坐标信息及Y轴坐标信息设置所述精密定位测试接触电阻系统X轴及Y轴定位参数，使所述精密定位测试接触电阻系统定位到测试样片上接触斑点，将所述X轴及Y轴定位参数清零。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C之前进一步包括设置测试参数，所述测试参数包括：X轴测试范围参数、Y轴测试范围参数、X轴步进距离参数、Y轴步进距离参数、采样频率参数及平均点数。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述X轴测试范围参数为测试样片上接触斑点X轴取样范围；所述Y轴测试范围参数为测试样片上接触斑点Y轴取样范围；所述X轴步进距离参数为每次沿X轴测量的相邻两点间距；所述Y轴步进距离参数为每次沿Y轴测量相邻两点间距；所述采样频率参数为对电压差信号的采样频率；所述平均点数为对一个测试点进行电压差信号采集后按照预定的算法对电压差信号取样平均的次数。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，转换所述精密定位测试接触电阻系统工作模式为：将所述精密定位测试接触电阻系统工作模式由位移工作模式转换为力工作模式。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C进一步包括：重新设置接触压力参数，进行后续接触电阻测试；或由力工作模式转换为位移工作模式，重回步骤B。

13.一种精密定位测试接触电阻的系统，其特征在于，该系统包含：精密定位单元、运动控制单元、接触电阻测试单元、计算机控制平台单元及反馈单元，其中，

精密定位单元，接收所述运动控制单元输出的控制电压指令，进行精密定位及定位调整；对测试触头施加接触压力；以及，驱动所述接触电阻测试单元进行接触电阻测试；

运动控制单元，将所述计算机控制平台单元发出的定位参数指令、接触压力参数指令、测试参数指令及反馈单元反馈的距离信息指令转化为控制电压指令，输出到所述精密定位单元；

接触电阻测试单元，根据所述精密定位单元的控制接触压力电压指令及控制测试电压指令，进行预定接触压力下的接触电阻测试；

计算机控制平台单元，用于发送定位参数指令、接触压力参数指令及测试参数指令，管理和控制所述精密定位测试接触电阻系统；

反馈单元，用于将所述精密定位单元的距离信息反馈到所述运动控制单元；所述控制电压指令包括：控制定位电压指令、控制接触压力电压指令、控制测试电压指令及控制反馈电压指令，分别对应所述定位参数指令、所述接触压力参数指令、所述测试参数指令及所述反馈单元反馈的距离信息指令的相应转化。

14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述接触电阻测试单元进一步包括：样块固定台、标准样块、测试样片、测试触头、推压簧片、恒流计及电压计，其中，

样块固定台，在空间形成三个定位基准面，所述标准样块靠紧三个定位基准面后，由推压簧片压紧所述标准样块使所述标准样块固定，预先调节所述测试触头，使所述标准样块上表面交点为所述计算机控制平台单元定位指令的零点，所述测试样片固定在所述标准样块上；

测试触头，与所述精密定位单元形成可拆卸的固定连接；

恒流计，用于提供所述精密定位测试接触电阻系统的恒定电流；

电压计，用于测试接触区域两端所述测试触头与所述测试样片之间的电压差信号。

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述计算机控制平台单元进一步包括：通信控制模块、用户操作模块及数据存储和处理模块，其中，

通信控制模块，采用串行通信，进行通信协议的初始化，用于与所述运动控制单元进行可靠的数据互相流动；

用户操作模块，用于用户设置和调节定位参数、接触压力参数及测试参数；

数据存储和处理模块，读取所述接触电阻测试单元中的电压计存储的测试数据，保存并输出至所述计算机控制平台单元的显示屏上。

16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述测试参数包含：X轴测试范围参数、Y轴测试范围参数、X轴步进距离参数、Y轴步进距离参数、采样频率参数及平均点数。

17.如权利要求13或15所述的系统，其特征在于，所述运动控制单元为采用增量式PID控制算法的运动控制器6K4。

18.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述精密定位单元进一步包括：X轴精密移动工作台、Y轴精密移动工作台、Z轴精密移动工作台、驱动电机及音圈电机，其中，

X轴精密移动工作台，用于调节和控制所述精密定位测试接触电阻系统X轴方向精密定位；

Y轴精密移动工作台，用于调节和控制所述精密定位测试接触电阻系统Y轴方向精密定位；

Z轴精密移动工作台，用于调节和控制所述精密定位测试接触电阻系统Z轴方向精密定位；

驱动电机，接收所述运动控制单元的控制定位电压指令及控制反馈电压指令，驱动所述X轴精密移动工作台及所述Y轴精密移动工作台进行精密定位；

所述驱动电机、所述X轴精密移动工作台及所述反馈单元组成X轴闭环伺服控制回路，对所述精密定位测试接触电阻系统X轴方向位移进行精密定位；

所述驱动电机、所述Y轴精密移动工作台及所述反馈单元组成Y轴闭环伺服控制回路，对所述精密定位测试接触电阻系统Y轴方向位移进行精密定位；

音圈电机接收所述运动控制单元输出的指令，驱动所述Z轴精密移动工作台运行。

19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，驱动所述Z轴精密移动工作台运行为：如果所述音圈电机接收的所述运动控制单元输出指令为定位电压指令及控制反馈电压指令，调节所述测试触头与所述测试样片之间的工作距离，此时，所述音圈电机、所述Z轴精密移动工作台及所述反馈单元构成Z轴半闭环控制回路；

如果所述音圈电机接收的所述运动控制单元输出指令为控制接触压力电压指令，在所述测试触头上施加接触压力，此时，所述音圈电机与所述Z轴精密移动工作台间为开环控制。

20.如权利要求13、14或19所述的系统，其特征在于，所述测试触头进一步包括：在所述测试触头上设置反馈单元，接收所述测试触头上的接触压力信息，反馈给所述运动控制单元，形成反馈控制接触压力指令，对所述测试触头上的接触压力进行精密调节。

21.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述电压计为：采用软件触发方式的数字万用表，内带数据采集模块，预先在所述数字万用表上根据实际需要设置采集次数，在数据采集过程中，所述数字万用表首先判断被测电压数值的大小，而后选取适当的量程进行数据采集及A/D转换后，将数据写入到内部存储器，所述计算机控制平台单元中的数据存储和处理模块利用软件控制方式查询所述数字万用表内存中读数的存储量，再从所述数字万用表的内存中读取数据。

22.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述反馈单元为开放式非接触反射光栅器。

23.如权利要求15所述的系统，其特征在于：

启动所述精密定位测试接触电阻系统，所述计算机控制平台单元中的通信控制模块初始化通信协议，预先将所述测试样片固定在所述标准样块上，利用扫描电子显微镜确定所述标准样块上表面交点至所述测试样片上接触斑点的平面距离信息，然后取出所述标准样块，靠紧所述样块固定台三个定位基准面后固定，通过所述计算机控制平台单元发送Z轴定位参数指令，调节所述测试触头与所述标准样块处于临界接触状态，获取所述测试触头与所述标准样块在Z轴方向上的临界值，将此时所述计算机控制平台单元的Z轴定位指令清零，然后调节Z轴定位参数指令使所述测试触头抬起，再通过所述计算机控制平台单元发送X轴和Y轴定位参数指令，控制所述测试触头运动，调节Z轴定位参数指令为零以及X轴和Y轴定位参数指令值，当所述测试触头与所述标准样块上表面交点重合时，将重合时的所述计算机控制平台单元定位参数指令清零，然后再次调节Z轴定位参数指令使所述测试触头抬起，输入所述标准样块上表面交点至所述测试样片上接触斑点的平面距离定位指令，所述运动控制单元将平面距离定位指令转化为控制电压指令，控制精密定位单元定位，并根据所述反馈单元的反馈指令调节所述精密定位单元进行精密定位，完成所述精密定位单元位移的初始化，初始化后的所述测试触头在每次操作完成后都会抬起一定距离，用以保护所述测试触头；

设置用户操作模块的平面定位参数，控制所述测试触头移动到所述测试样片上接触斑点正上方，再次将用户操作模块的Z轴定位参数设置为零或稍大于零的某值，使所述测试触头与所述测试样片处于临界接触状态；调节所述恒流计的输出电流为10毫安，转换用户操作模块的操作模式为力模式，设置接触压力参数，通过所述运动控制单元转换后输出，所述精密定位单元中的音圈电机接收控制接触压力电压指令，在所述测试触头上施加接触压力，所述反馈单元测试所述测试触头上施加的接触压力，形成接触压力反馈信号，输出到所述运动控制单元，经转化后驱动所述音圈电机进行接触压力的精密调整；

然后设置用户操作模块测试参数，包含：X轴测试范围参数、Y轴测试范围参数、X轴步进距离参数、Y轴步进距离参数、采样频率参数及平均点数，用户操作模块发送测试指令，经所述运动控制单元转化后输出，所述接触电阻测试单元接收控制测试电压指令，开始进行接触电阻测试，并触发所述电压计，采集电压参数并经转换后保存在内存中，所述数据存储和处理模块，以软件控制方式读取所述电压计存储的测试数据，并以EXCEL表格格式将电压差信号数据显示在所述计算机控制平台单元的显示屏上，测试的顺序为：所述测试触头先测量起始接触位置点的接触电阻值，每个位置点读取3次值以EXCEL表格格式将电压数据显示在所述计算机控制平台单元的显示屏上，然后所述测试触头抬起，沿X轴方向步进设定的X轴步进距离，所述精密定位测试接触电阻系统自动调节所述测试触头Z轴定位参数为零，施加设定的接触压力，进行测试，测试完毕后再移向下一点，当达到X轴测试范围极限时，所述测试触头返回至起始接触位置点，沿Y轴方向步进设定的Y轴步进距离，如此循环进行网格状的接触电阻自动测试，从网格的最右下角的点即所述起始接触位置点直到网格的最左上角的点即X轴测试范围极限与Y轴测试范围极限的交点，完成一次完整的接触电阻自动测试，测试完成后，所述测试触头返回至所述起始接触位置点；

然后，调节用户操作模块的接触压力参数，改变作用在所述测试触头上接触压力的大小，继续进行接触电阻的自动测试。

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