CN109975584B - 电流探针 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电流探针包括探针组件及第二电连接端。探针组件包括针轴、第一电连接端、探针头及子探针。针轴用以可活动地穿设基板。第一电连接端设置且电性连接针轴。探针头设置于针轴相对第一电连接端的一端，并电性连接针轴，探针头用以抵压受测物。子探针穿设探针头并插设针轴，且子探针与线缆电性连接并与针轴电性绝缘，子探针位于针轴远离第一电连接端的一侧。第二电连接端对应第一电连接端。当探针头抵压受测物时，针轴可滑动地令第一电连接端位于抵靠位置，以令第一电连接端电性接触第二电连接端，且探针头通过针轴电性连接第二电连接端。

Description

电流探针

技术领域

本发明关于一种电流探针，特别是一种具有对应第一电连接端与第二电连接端的电流探针。

背景技术

目前业界有用于测量电阻值或电压值等电性特性的仪器，特别是利用大电流(例如从数十安培到数百安培)的测量仪器。在贩卖产品前，业者会利用测量仪器的多个探针组来进行多点的电性测试以确认产品的合格率和可靠度。一般而言，测量仪器的探针组固定于一板件上，且通常具有一驱动端及一感测端，驱动端与感测端分别与电线连接。当探针组接触一待测物时，大电流流经驱动端至待测物，再经由感测端回传经过此待测物的电压，以感测此待测物的电性特性。

由于，连接驱动端的电线为大电流输出之处，因此电线较为粗大，使得具有多个探针组的测量装置于配线上实为拥挤，造成大电流在流经电线时所产生的热不易消散，进而使得电线中的电阻值提高并阻碍大电流的流动。此外，探针组在抵靠待测物而滑移时，位于测量装置内的电线会随之移动，造成电线可能与测量装置内部的其他元件摩擦而破损，进而容易造成电线短路而使得测量装置失效。另外，在维修量仪器时，维修人员会将连接于探针组的电线拆下，当维修完毕时，维修人员容易将电线从原本应连接正极端子而误接成负极端子，使得测量仪器失效。

发明内容

本发明在于提供一种电流探针，藉以解决现有技术中测量装置内电线拥挤所造成的散热不易，且随着针头移动的电线容易破损，以及电线容易误接的问题。

本发明的一实施例所公开的一种电流探针适于装设于一基板并电性连接于一线缆，且用以测量一受测物的电性特性。电流探针包括一探针组件及一第二电连接端。探针组件包括一针轴、一第一电连接端、一探针头及一子探针。针轴用以可活动地穿设于基板，针轴具有一穿线口，穿线口用以供线缆穿设。第一电连接端设置且电性连接于针轴。探针头设置于针轴相对第一电连接端的一端，并电性连接于针轴，探针头用以抵压受测物。子探针穿设探针头并插设于针轴，且子探针与线缆电性连接并与针轴电性绝缘，子探针位于针轴远离第一电连接端的一侧。第二电连接端对应第一电连接端。其中，当探针头抵压受测物而令第一电连接端从一分离位置移动至一抵靠位置时，第一电连接端与第二电连接端自相分离变成相抵靠而令探针头通过针轴与第一电连接端电性连接第二电连接端。

根据上述实施例所公开的电流探针，因传输电流至探针头的电线是装设于固定不动的第二电连接端，而非装设于会随针轴一并移动的第一电连接端，故当探针头与受测物相抵而带动针轴相对滑动时，电线不会随着针轴滑动，进而可降低电线磨损的机率。

此外，因通过第一电连接端与第二电连接端取代部分电线，故探针组件附近的空间并无设置用来传输大电流的电线而可改善测量装置内电线拥挤所造成的散热不易的问题。

再者，因电线装设于第二电连接端，而非装设于第一电连接端，故维修人员在拆卸探针组件时，无需拆除电线与重新接线，进而可降低电线接错的机率。

以上关于本发明内容的说明及以下实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求书更进一步的解释。

附图说明

图1为本发明第一实施例所公开的电流探针装设于基板的立体示意图。

图2为图1的探针组件分解于基板的分解图。

图3为图1的部分剖视图。

图4为图1的第一电连接端位于抵靠位置的剖视图。

图5为本发明第二实施例所公开的电流探针的立体示意图。

图6为本发明第三实施例所公开的电流探针的立体示意图。

其中，附图标记：

10、10’、10” 电流探针

11 基板

12 线缆

13 受测物

100 探针组件

110 针轴

111、111’ 第一轴部

1111 穿线口

112、112’ 第二轴部

1121 凸块

1122 容置槽

120 外弹性件

130 固定件

140 绝缘件

150 针套

160 探针头

170 子探针

180、180’、180” 第一电连接端

181、181’、181” 柱体部

1811、1811’、1811” 插槽

1812、1812’、1812” 端面

1813 槽底面

1813” 第一柱部

1814” 第二柱部

1814 沟槽

1815 夹持片

182、182’、182” 导电部

1821、1821’、1821” 锥形结构

1822’、1822” 插设柱

1823’ 滑动柱

1824’、1823” 导电头

183” 组装柱部

190 内弹性件

195 扣环

200 第二电连接端

R1、R2 直径

D1 方向

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域的技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求保护范围及附图，任何本领域的技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

请参阅图1至图3，图1为本发明第一实施例所公开的电流探针装设于基板的立体示意图。图2为图1的探针组件分解于基板的分解图。图3为图1的部分剖视图。

本实施例的电流探针10的数量为多个，并适于装设于绝缘材质制成的一基板11。每个电流探针10皆电性连接有一线缆12，并通过线缆12传送从受测物13回传的电流。电流探针10例如通过大电流(例如从数十安培到数百安培)来测量受测物13的电性特性，电性特性例如为电阻值或电压值等性质。以下说明以其中一个电流探针10为例。

电流探针10包括一探针组件100及一第二电连接端200。探针组件100包括一针轴110、一外弹性件120、两个固定件130、两个绝缘件140、一针套150、一探针头160、一子探针170、一第一电连接端180、一内弹性件190及一扣环195。

针轴110用以可活动地穿设于基板11，针轴110包括轴向相连的一第一轴部111及一第二轴部112。第一轴部111与第二轴部112分别凸出于基板11的相对两侧。第二轴部112具有一凸块1121。第二轴部112穿设外弹性件120，且凸块1121与基板11分别抵靠外弹性件120的相对两侧。固定件130皆装设于第一轴部111，且固定件130抵靠基板11远离第二轴部112的一侧。

在本实施例中，固定件130的数量以一个为例，但并非用以限定本发明。在其他实施例中，固定件的数量可调整为多个。

第一轴部111具有一穿线口1111，穿线口1111用以供线缆12穿设。第二轴部112进一步具有一容置槽1122，容置槽1122自远离第一轴部111的一端朝第一轴部111延伸，且容置槽1122与穿线口1111连通。两个绝缘件140与针套150皆设置于容置槽1122，且针套150穿设两个绝缘件140，以及两个绝缘件140皆被夹持于第二轴部112及针套150之间。探针头160设置于第二轴部112远离第一轴部111的一端而电性连接于针轴110，且探针头160用以抵压受测物13。子探针170穿过探针头160并插设位于第二轴部112的容置槽1122内的针套150，且线缆12电性连接于针套150，以令子探针170通过针套150电性连接于线缆12，以及针套150通过两个绝缘件140与第二轴部112电性绝缘。

第一电连接端180包括一柱体部181及一导电部182。柱体部181具有一插槽1811、一端面1812、一槽底面1813及多个沟槽1814。端面1812背对于插槽1811，且槽底面1813位于插槽1811内并背对于端面1812。这些沟槽1814自柱体部181相对端面1812的一端朝端面1812延伸，并将柱体部181分为多个夹持片1815。针轴110的第一轴部111可活动地插设于柱体部181的插槽1811，且第一电连接端180电性连接于针轴110。内弹性件190设置于柱体部181的插槽1811内，且内弹性件190的相对两端分别抵靠槽底面1813及第一轴部111。扣环195扣住这些夹持片1815，而与这些夹持片1815共同固定第一轴部111。导电部182设置于端面1812，且导电部182具有多个锥形结构1821，第二电连接端200对应第一电连接端180的这些锥形结构1821。

在本实施例中，第二电连接端200是用来将电流传导至第一电连接端180，以令电流再经由针轴110传导至相对于第一电连接端180一端的探针头160。此外，本实施例的第二电连接端200的材质例如为具有良好的电传导性的金属铜板，且第一电连接端180的这些锥形结构1821可与第二电连接端200之间形成多点电性接触，以降低第一电连接端180与第二电连接端200之间的跨压。

在本实施例中，扣环195扣住这些夹持片1815是用来加强固定第一轴部111的设置，但并不以此为限。在其他实施例中，也可无扣环的设置。即仅利用夹持片来夹持第一轴部。

在本实施例中，当探针头160抵压受测物13而令第一电连接端180从一分离位置移动至一抵靠位置时，第一电连接端180与第二电连接端200自相分离变成相抵靠而令探针头160通过针轴110与第一电连接端180电性连接第二电连接端200。

接着说明电流探针10测量受测物13的电性特性的过程，请一并参阅图3及图4。图4为图1的第一电连接端位于抵靠位置的剖视图。

若欲测量受测物13的电性特性时，将电流探针10的探针头160及子探针170抵压受测物13，使针轴110朝第二电连接端200的方向D1移动，以令设置于针轴110相对于探针头160另一端的第一电连接端180的这些锥形结构1821电性接触于第二电连接端200，而使第一电连接端180位于抵靠位置。此时，探针头160通过针轴110与第一电连接端180电性连接于第二电连接端200，故从第二电连接端200输入的电流会经由第一电连接端180及针轴110而传输至与探针头160接触的受测物13。接着，电流经由探针头160经过受测物13后，电流再从子探针170流至与子探针170电性连接的线缆12，而令电流传回至具有电流探针10的测量装置，以分析得知受测物13的电性特性。

在前述探针头160抵压受测物13时，探针头160会受到受测物13的推抵而沿方向D1移动，并令第一电连接端180抵靠第二电连接端200。并且在第一电连接端180与第二电连接端200相抵时，设置于柱体部的插槽内的内弹性件190会吸收第一电连接端与第二电连接端相抵的冲击力，以延长电流探针10的使用寿命。

此外，内弹性件190的弹性位移量可吸收针轴110于制作时所产生的尺寸误差，因此可确保针轴110在抵靠受测物13而滑动至抵靠位置时，第一电连接端180与第二电连接端200电性接触。

在前述针轴110移动的过程中，针轴110的第二轴部112的凸块1121会朝方向D1压缩外弹性件120。当取得受测物13的电性特性后，探针头160脱离受测物13，原本压缩的外弹性件120的弹力即可释放，以令外弹性件120推动针轴110的第二轴部112的凸块1121而使针轴110朝方向D1的反向移动，且第一电连接端180也随针轴110的移动脱离第二电连接端200。在本实施例中，外弹性件120的设置可帮助电流探针10在测量完受测物13后复归于原本测量前的位置。其中，在针轴110朝方向D1的反向移动中，第一电连接端180脱离第二电连接端200使而得原本压缩的内弹性件190即可释放弹力，并推动第一电连接端180远离针轴110的第一轴部111。待移动的针轴110令固定件130抵靠于基板11时，第一电连接端180即位于如图3所示的分离位置。

在本实施例中，因传输电流至探针头160的电线是装设于固定不动的第二电连接端200，而非装设于会随针轴110一并移动的第一电连接端180，故当探针头160与受测物13相抵而带动针轴110相对滑动时，电线不会随着针轴110滑动，进而可降低电线磨损的机率。

此外，因通过第一电连接端180与第二电连接端200取代部分电线，故探针组件100附近的空间并无设置用来传输大电流的电线而可改善测量装置内电线拥挤所造成的散热不易的问题。

再者，因电线装设于第二电连接端200，而非装设于第一电连接端180，故维修人员在拆卸探针组件100时，无需拆除电线与重新接线，进而可降低电线接错的机率。

在本实施例中，子探针170为可插拔的插设于针套150，因此子探针170在经电流探针10长期反复地抵靠于受测物13而磨耗后，可不用将电流探针10拆下即可抽换子探针170，进而提升了更换子探针170的方便性。此外，在本实施例的电流探针10中，扣环195为可分离地扣住第一电连接端180的设置，故若第一电连接端180的锥形结构1821在电流探针10长期使用下发生磨损的情形，即可通过将扣环195拆下的方式更换第一电连接端180，因此提升了更换第一电连接端180的方便性。

在前述的实施例中，第一电连接端180的锥形结构1821为设置于柱体部181的端面1812的设置，并非用以限定本发明。请参阅图5及图6，图5为本发明第二实施例所公开的电流探针的立体示意图。图6为本发明第三实施例所公开的电流探针的立体示意图。

如图5所示，在本实施例的电流探针10’中，第一轴部111’远离第二轴部112’的一端固定于第一电连接端180’的柱体部181’的插槽1811’，且导电部182’的数量为多个。每一导电部182’包括相连的一插设柱1822’、一滑动柱1823’及一导电头1824’，插设柱1822’与导电头1824’分别连接于滑动柱1823’的相对两端。这些插设柱1822’皆插设于柱体部181’的端面1812’，且这些滑动柱1823’分别可相对这些插设柱1822’滑动，以及这些锥形结构1821’位于这些导电头1824’上。当第一电连接端180’位于抵靠位置时，这些锥形结构1821’电性接触于第二电连接端(与图4所示相似)。

如图6所示，本实施例的电流探针10”中，第一电连接端180”进一步包括多个组装柱部183”，且第一电连接端180”的柱体部181”包括相连的一第一柱部1813”及一第二柱部1814”，第一柱部1813”的直径R1小于第二柱部1814”的直径R2。这些组装柱部183”环绕第一柱部1813”并连接于第二柱部1814”，且端面1812”位于第二柱部1814”远离第一柱部1813”的一侧，以及插槽1811”位于第一柱部1813”。导电部182”的数量为多个，且每一导电部182”包括一插设柱1822”及一导电头1823”，且这些锥形结构1821”位于这些导电头1823”上，这些插设柱1822”分别可活动地穿过端面1812”并插入这些组装柱部183”。第一轴部111”远离第二轴部112”的一端固定于插槽1811”。当第一电连接端180”位于抵靠位置时，这些导电头1823”电性接触于第二电连接端(与图4所示相似)。

根据上述实施例的电流探针，因传输电流至探针头的电线是装设于固定不动的第二电连接端，而非装设于会随针轴一并移动的第一电连接端，故当探针头与受测物相抵而带动针轴相对滑动时，电线不会随着针轴滑动，进而可降低电线磨损的机率。

此外，因通过第一电连接端与第二电连接端取代部分电线，故探针组件附近的空间并无设置用来传输大电流的电线而可改善测量装置内电线拥挤所造成的散热不易的问题。

再者，因电线装设于第二电连接端，而非装设于第一电连接端，故维修人员在拆卸探针组件时，无需拆除电线与重新接线，进而可降低电线接错的机率。

设置于第一电连接端插槽内的内弹性件，可有效缓冲针轴所带动的第一电连接端接触于第二电连接端的力道，因此可有效地延长第一电连接端的使用寿命。另外，内弹性件的弹性位移量可吸收针轴于制作时所产生的尺寸误差，因此可确保针轴在抵靠受测物而滑动至抵靠位置时，第一电连接端与第二电连接端电性接触。此外，外弹性件的设置可帮助电流探针在测量完受测物后复归于原本测量前的位置。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电流探针，适于装设于一基板并电性连接于一线缆，且用以测量一受测物的电性特性，其特征在于，该电流探针包括：

一探针组件，包括：

一针轴，用以可活动地穿设于该基板，该针轴具有一穿线口，该穿线口用以供该线缆穿设；

一第一电连接端，设置且电性连接于该针轴；

一探针头，设置于该针轴相对该第一电连接端的一端，并电性连接于该针轴，该探针头用以抵压该受测物；以及

一子探针，穿设该探针头并插设于该针轴，且该子探针与该线缆电性连接并与该针轴电性绝缘，该子探针位于该针轴远离该第一电连接端的一侧；以及

一第二电连接端，对应该第一电连接端；

其中，当该探针头抵压该受测物而令该第一电连接端从一分离位置移动至一抵靠位置时，该第一电连接端与该第二电连接端自相分离变成相抵靠而令该探针头通过该针轴与该第一电连接端电性连接该第二电连接端。

2.根据权利要求1所述的电流探针，其特征在于，该探针组件进一步包括一外弹性件及至少一固定件，该针轴包括轴向相连的一第一轴部及一第二轴部，该第一轴部与该第二轴部分别凸出于该基板的相对两侧，该第一电连接端装设于该第一轴部，且该穿线口位于该第一轴部，该探针头设置于该第二轴部远离该第一轴部的一端，且该子探针插设于该第二轴部，该第二轴部具有一凸块，该第二轴部穿设该外弹性件，以令该凸块与该基板分别抵靠该外弹性件的相对两侧，该至少一固定件装设于该第一轴部并可分离地抵靠该基板，当该第一电连接端位于该分离位置时，该至少一固定件抵靠该基板。

3.根据权利要求2所述的电流探针，其特征在于，该第二轴部具有一容置槽，该容置槽自远离该第一轴部的一端朝该第一轴部延伸并与该穿线口连通，该探针组件进一步包括一针套，该针套设置于该容置槽，该子探针插设于该针套而位于该容置槽内，且该线缆电性连接于该针套，以令该子探针通过该针套电性连接于该线缆。

4.根据权利要求3所述的电流探针，其特征在于，该探针组件进一步包括至少一绝缘件，该至少一绝缘件设置于该容置槽内，该针套穿设该至少一绝缘件，以令该至少一绝缘件被夹持于该第二轴部及该针套之间，该针套通过该至少一绝缘件与该第二轴部电性绝缘。

5.根据权利要求2所述的电流探针，其特征在于，该第一电连接端包括一柱体部及至少一导电部，该柱体部具有一插槽及一端面，该端面背对于该插槽，且该端面较该插槽远离该第一轴部，该至少一导电部设置于该端面，该第一轴部插设于该插槽，当该第一电连接端位于该抵靠位置时，该至少一导电部电性接触于该第二电连接端。

6.根据权利要求5所述的电流探针，其特征在于，该探针组件进一步包括一扣环，该柱体部进一步具有多个沟槽，该些沟槽自该端面相对的一端朝该端面延伸，并将该柱体部分为多个夹持片，该些夹持片夹持该第一轴部，该扣环扣住该些夹持片。

7.根据权利要求5所述的电流探针，其特征在于，该探针组件进一步包括一内弹性件，该第一轴部可活动地插设于该柱体部的该插槽，该柱体部背对该端面的一侧具有一槽底面，该内弹性件设置于该插槽，且该内弹性件的相对两端分别抵靠该槽底面及该第一轴部，当该第一电连接端位于该抵靠位置时，该第一轴部朝该第二电连接端压缩该内弹性件。

8.根据权利要求5所述的电流探针，其特征在于，该第一轴部远离该第二轴部的一端固定于该第一电连接端的该柱体部的该插槽，该至少一导电部的数量为多个，每一该导电部包括一插设柱、一滑动柱及一导电头，该插设柱与该导电头分别连接于该滑动柱的相对两端，该些插设柱插设于该端面，且该些导电头分别可相对该些滑动柱滑动，当该第一电连接端位于该抵靠位置时，该些导电头电性接触于该第二电连接端。

9.根据权利要求5所述的电流探针，其特征在于，该第一电连接端进一步包括多个组装柱部，该第一电连接端的该柱体部包括相连的一第一柱部及一第二柱部，该第一柱部的直径小于该第二柱部的直径，该些组装柱部环绕该第一柱部并连接于该第二柱部，该端面位于该第二柱部远离该第一柱部的一侧，该插槽位于该第一柱部，该至少一导电部的数量为多个，每一该导电部包括一插设柱及一导电头，该些插设柱分别可活动地穿过该端面并插入该些组装柱部，该第一轴部远离该第二轴部的一端固定于该插槽，当该第一电连接端位于该抵靠位置时，该些导电头电性接触于该第二电连接端。

10.根据权利要求5所述的电流探针，其特征在于，该第一电连接端的该导电部具有多个锥形结构，当该第一电连接端位于该抵靠位置时，该些锥形结构与该第二电连接端电性接触。

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