CN111208325A - 一种精确定位的四端测量夹具 - Google Patents

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邹翼
黄雪林
罗东志
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Abstract

一种适用于柱状金属材料微电阻测量的精确定位的四端测量夹具，包括具有双刀口接触的电位测量端夹具和套入式接触的电流流入端夹具，电位测量端夹具由不导电的树脂基体、具有刀口的导电接触端及焊接导线构成，具有刀口的导电接触端插入不导电的树脂基体固定后，通过缚绑件将不导电的树脂基体及柱状金属材料进行固定，电流流入端夹具由套筒、固定螺栓及焊接导线构成，通过套筒套入柱状金属材料后拧紧固定螺栓进行固定。电位测量端与柱状金属材料通过刀口接触，能精确计算柱状金属材料的实际电阻测量长度，电流流入端与柱状金属材料牢固连接，能保证四端测量电路中电流的稳定。

Description

一种精确定位的四端测量夹具
技术领域
本发明涉及一种精确定位的四端测量夹具，属于微电阻四端测量设备制造的技术领域。
背景技术
在测量微电阻过程中，引线电阻、接触电阻的大小与被测电阻可比拟或者更大，如果仍将被测电阻用通常的两端联接法去测量，测量结果会远远大于真实值，而四端测量法通过电流流入端输入稳定的电流，电位测量端获取被测区间的电位，由被测区间的电位差与电流的比值可以准确的测量被测区间微电阻值，同时，该方法避免了引线电阻和接触电阻的影响，因而在微电阻测量领域被广泛采用。
常用的四端测量夹具类似于夹子形状，对柱状金属材料进行微电阻测量过程中，若金属材料同时受到拉力伸长或因疲劳荷载而产生振动，四端测量夹具具有夹持不够稳定的问题；同时，电位测量端夹具存在与柱状金属材料轴向方向接触面积过大的问题，无法精确定位柱状金属材料的微电阻测量区间，对柱状金属材料在测量区间的电阻测量和电阻率的精确计算产生干扰。
CN 109297899B公开了一种拉索腐蚀传感器，该传感器的电阻探头即为柱状金属材料，需要一种精确定位的四端测量夹具，对电阻探头的电阻测量区域进行定位测量，所测电阻值再换算得到电阻探头腐蚀区域电阻，与之前电阻探头腐蚀区域电阻数据进行计算定量得到拉索具体腐蚀量。
发明内容
技术问题：为了对柱状金属材料在静态及受到疲劳荷载振动时测量区间的微电阻进行精确测量，有必要提供一种精确定位的四端测量夹具。
技术方案：本发明提供一种适用于柱状金属材料微电阻测量的四端测量夹具，包括一对具有双刀口接触的电位测量端夹具和一对套入式接触的电流流入端夹具，电位测量端夹具由不导电的树脂基体、具有刀口的导电接触端及焊接导线构成且具有刀口的导电接触端与焊接导线连接，具有刀口的导电接触端插入不导电的树脂基体固定后，再通过缚绑件将不导电的树脂基体及柱状金属材料进行固定，电流流入端夹具由套筒、固定螺栓及焊接导线构成，通过套筒套入柱状金属材料后拧紧固定螺栓进行固定，并且，套筒与焊接导线连接。
本发明电位测量端与柱状金属材料通过刀口接触，能精确计算柱状金属材料的实际电阻测量长度，电流流入端与柱状金属材料牢固连接，能保证四端测量电路中电流的稳定，解决柱状金属材料四端测量夹具固定不牢固，测量长度定位不精确等问题。
具体的，本发明中一种精确定位的四段测量夹具的电位测量端的树脂基体刀口和导电接触端同柱状金属材料形成双刀口接触，树脂基体本身不导电，避免电流流入端夹具对柱状金属材料电阻测量过程产生干扰，且双刀口接触面积小，有利于缚绑件确保双刀口接触牢固连接。
所述的缚邦件可为橡皮筋或其它弹性材料，保证双刀口与柱状金属材料的刀刃接触面上具有一定的压力，确保电位测量端与柱状金属材料的牢固连接。
所述的导电接触端与柱状金属材料接触的刀刃面即为电阻测量位置，两位置之间的区间即为柱状金属材料电阻测量区间，导电接触端刀刃宽度远小于柱状金属材料电阻测量区间长度，对柱状金属材料电阻测量结果的影响忽略不计。
一种精确定位的四段测量夹具的电流流入端的套筒通过套入孔套入柱状金属材料后，在螺栓孔拧入固定螺栓与柱状金属材料接触，拧紧固定螺栓后使柱状金属材料与套孔形成挤压，形成牢固接触。
所述的螺栓孔数量和固定螺栓数量根据固定柱状金属材料的难易程度确定，可以是一个，两个或者多个。
有益效果：与现有技术比，本发明所提供的四端测量夹具电流流入端的套筒通过套入孔套入柱状金属材料后，在螺栓孔拧入固定螺栓与柱状金属材料接触，拧紧固定螺栓后使柱状金属材料与套孔形成挤压，形成牢固接触，电位测量端与被测柱状金属材料通过双刀口接触，减小接触面积，通过缚绑件固定，亦形成牢固接触，使得该夹具在棒状金属材料受到疲劳荷载产生振动时仍能与其牢固连接，避免测量过程中夹具与被测柱状金属材料间的滑动对测量结果的干扰；电位测量端与被测柱状金属材料呈现刀口接触，使得测量区域定位精确，有利于柱状金属材料在测量区间电阻的精确测量和电阻率的精确计算。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明正视图及局部详图；
图2为本发明轴测图；
图3为本发明轴测拆解图；
图4为本发明电位测量端的树脂基体、导电接触端和导线详图；
图5为本发明电流流入端详图；
其中有：柱状金属材料1、电位测量端2、电流流入端3、树脂基体21、导电接触端22、缚绑件23、导线24、套筒31、固定螺栓32、导线33、树脂基体主体211、缚绑件连接端212，刀口213、插口214、导电接触端刀口主体221、悬挂孔222、套筒基体311、套入孔312、螺栓孔313。
具体实施方式
一种精确定位的四端测量夹具，具有一对双刀口接触的电位测量端夹具2和一对套入式接触的电流流入端夹具3，电位测量端夹具由不导电的树脂基体21、具有刀口的导电接触端22及焊接导线24构成且具有刀口的导电接触端22与焊接导线24连接，具有刀口的导电接触端22插入不导电的树脂基体21固定后，再通过缚绑件23将不导电的树脂基体21及柱状金属材料1进行固定，电流流入端夹具3由套筒31、固定螺栓32及焊接导线33构成，通过套筒31套入柱状金属材料1后拧紧固定螺栓32进行固定，并且，套筒31与焊接导线33连接。在本实施例中，
所述电位测量端夹具2中的树脂基体21具有与导电接触端22相切合的插口214，导电接触端22能插入树脂基体21内牢固连接。
所述电位测量端夹具2中的树脂基体21具有树脂基体主体211、缚绑件连接端212、刀口213，刀口213与插入树脂基体21中的导电接触端22的刀口相互平行，其刀刃位置在同一平面上且与柱状金属材料形成点或线接触，缚绑件连接端212在刀口213和导电接触端22中部，确保电位测量端夹具2的稳定。
所述电位测量端夹具2中的导电接触端22材质由内部铜和外部防腐蚀的镍镀层构成，导电接触端22由刀口主体221和镀镍悬挂孔222组成，悬挂孔222穿透刀口主体221，用于导电接触端在镀镍过程中的悬挂，刀口主体221与导线24焊接，再连接至电阻测试仪的电位端口。
所述电流流入端夹具3中的套筒31材质由内部铜和外部防腐镍镀层构成，套筒31由套筒基体311、套入孔312和螺栓孔313构成，套入孔312与柱状金属材料1截面相切合，套筒基体311与导线33焊接，再连接至电阻测试仪的电流端口。
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
一种精确定位的四端测量夹具示意图，如图1-2所示，一对电位测量端2在一对电流流入端3之间，电位测量端2与柱状金属材料1呈双刀口接触，并通过缚绑件24固定，电流流入端通过套筒31套入柱状金属材料1后用固定螺栓32固定。
如图3所示，电位测量端2通过焊接导线24，电流流入端3通过焊接导线33连接至电阻测试仪，形成四端测量电路。
如图4所示，导电接触端22插入树脂基体插口211中，形成一个整体。
如图5所示，套筒套入孔312可套入柱状金属材料1，并通过固定螺栓32固定。
在测量柱状金属材料电阻时，先将柱状金属材料的被测区间进行刻线标定，然后放置电位测量端，要求电位测量端导电接触端刀刃与刻线标定位置对齐，然后通过缚绑件固定，再放置电流流入端，从柱状金属材料两端套入套筒，并通过固定螺栓固定，将金属材料和四端测量夹具放置在绝缘上，便可开始电阻测量；当需要测量柱状金属材料在受到拉力拉伸电阻的变化时，将该四端测量夹具与被测柱状金属材料通过上述方法牢固连接后，再将柱状金属材料两端与万能试验机上的绝缘夹具相连接，可测量柱状金属材料在受到不同拉力拉伸时的电阻；当需要测量柱状金属材料受到疲劳荷载时的电阻，从而计算其损伤时，将该四端测量夹具与被测金属材料通过上述方法牢固连接后，再将柱状金属材料两端与疲劳试验机上的绝缘夹具相连接，可测量柱状金属材料受到疲劳过程中的电阻。

Claims (5)

1.一种精确定位的四端测量夹具，其特征在于具有一对双刀口接触的电位测量端夹具(2)和一对套入式接触的电流流入端夹具(3)，电位测量端夹具由不导电的树脂基体(21)、具有刀口的导电接触端(22)及焊接导线(24)构成且具有刀口的导电接触端(22)与焊接导线(24)连接，具有刀口的导电接触端(22)插入不导电的树脂基体(21)固定后，再通过缚绑件(23)将不导电的树脂基体(21)及柱状金属材料(1)进行固定，电流流入端夹具(3)由套筒(31)、固定螺栓(32)及焊接导线(33)构成，通过套筒(31)套入柱状金属材料(1)后拧紧固定螺栓(32)进行固定，并且，套筒(31)与焊接导线(33)连接。
2.如权利要求1所述的一种精确定位的四端测量夹具，其特征在于所述电位测量端夹具(2)中的树脂基体(21)具有与导电接触端(22)相切合的插口(214)，导电接触端(22)能插入树脂基体(21)内牢固连接。
3.如权利要求1所述的一种精确定位的四端测量夹具，其特征在于所述电位测量端夹具(2)中的树脂基体(21)具有树脂基体主体(211)、缚绑件连接端(212)、刀口(213)，刀口(213)与插入树脂基体(21)中的导电接触端(22)的刀口相互平行，其刀刃位置在同一平面上且与柱状金属材料形成点或线接触，缚绑件连接端(212)在刀口(213)和导电接触端(22)中部，确保电位测量端夹具(2)的稳定。
4.如权利要求1所述的一种精确定位的四端测量夹具，其特征在于所述电位测量端夹具(2)中的导电接触端(22)材质由内部铜和外部防腐蚀的镍镀层构成，导电接触端(22)由刀口主体(221)和镀镍悬挂孔(222)组成，悬挂孔(222)穿透刀口主体(221)，用于导电接触端在镀镍过程中的悬挂，刀口主体(221)与导线(24)焊接，再连接至电阻测试仪的电位端口。
5.如权利要求1所述的一种精确定位的四端测量夹具，其特征在于所述电流流入端夹具(3)中的套筒(31)材质由内部铜和外部防腐镍镀层构成，套筒(31)由套筒基体(311)、套入孔(312)和螺栓孔(313)构成，套入孔(312)与柱状金属材料(1)截面相切合，套筒基体(311)与导线(33)焊接，再连接至电阻测试仪的电流端口。
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