CN223664686U - 金属丝电阻率测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供的金属丝电阻率测量仪，属于电阻率检测技术领域，主要包括用于检测金属丝电阻的检测电路，还包括用于夹持待测金属丝的一个固定架和一个活动架，其中，固定架固定不动，活动架能够沿着一根具有刻度的导杆直线移动，活动架夹持住金属丝的一端远离固定架而直线移动时，金属丝被拉直，且根据导杆上的刻度能直接读出拉直时的金属丝的长度；所述检测电路可以测得金属丝的电阻。本金属丝电阻率测量仪可以快速测出金属丝的长度，以便代入计算获得电阻率，使得测量更为便捷而可靠。

Description

金属丝电阻率测量仪

技术领域

本实用新型涉及电阻率测量技术领域，尤其涉及金属丝电阻率的测量设备。

背景技术

目前实验室测金属丝的电阻率的测量原理主要是依靠电阻率公式：R＝ρL/S来进行设计，其中ρ为电阻率，L为金属丝的长度，S为金属丝的横截面积；由此可知，电阻率可以通过测量电阻丝的电阻、横截面积、长度来计算出，这就是测量金属丝电阻率的基本原理。测金属丝的电阻率的实验步骤中，通常都是采用的伏安法测量对应金属丝两端的电压以及电流，从而得出其阻值。对于测量金属丝的长度L与直径D而言，目前主要采用直尺进行长度测量，并采用螺旋测微仪进行直径测量，从而来计算出所需的横截面积，亦即，横截面积S的计算式S＝πD2/4。

现有的上述测量设备，对于金属丝的长度测量较为不便，因为金属丝相对细而软，测量时必须拉直后才可以得到相对准确的长度测量值，因此需要两个人配合为宜，测量非常不便。另外，对于金属丝的直径而言，则测量更加繁琐，需要对螺旋测微仪的使用非常熟练，并在夹持时保证金属丝不是出于局部弯曲，因此，其测量效率是更低的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种金属丝电阻率测量仪，以解决现有技术中，测量金属丝电阻率时较为不便的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的一种金属丝电阻率测量仪，包括用于检测金属丝电阻的检测电路，还包括用于夹持待测金属丝的一个固定架和一个活动架，其中，所述固定架固定不动，活动架能够沿着一根具有刻度的导杆直线移动，所述活动架夹持住金属丝的一端远离固定架而直线移动时，金属丝被拉直，且根据该导杆上的刻度能直接读出拉直时的金属丝的长度；

所述检测电路为伏安法测电阻的电路，其连接该金属丝的两端，以获得该金属丝的电阻。

进一步地，固定架和活动架上均安装有夹持部件，所述夹持部件包括圆形的主体，以及同轴转动安装在主体内的平面螺纹盘，平面螺纹盘一端同轴固定有锥形齿圈，所述锥形齿圈与转动安装在平面螺纹盘侧壁内的一个调节锥齿轮啮合；在所述平面螺纹盘的另一端上环形阵列有若干根滑柱，每根滑柱均与平面螺纹盘通过平面螺纹副传动连接，所有滑柱彼此靠拢的一端用于挤压金属丝的端部，以将金属丝的端部夹持住。

进一步地，滑柱彼此靠拢的一端固定有弧形的压片，所述压片用于从金属丝的径向上压在金属丝的端部侧壁上。

进一步地，导杆水平固定在一对左右布置的支持架上，且在支撑架上还与导杆平行地安装有能转动的丝杆，所述活动架与丝杆螺纹配合，所述导杆轴向滑动配合地贯穿活动架。

进一步地，在所述活动架以及固定架的一侧均固定有竖直设置的限位挡板，所述限位挡板用于与金属丝的端面贴合，活动架上的限位挡板的底端连接有一根指示针，所述指示针用于在活动架水平移动时，指向导杆上对应的刻度。

进一步地，丝杆的一端与电机的主轴通过一个过载部件传动连接，所述过载部件使得丝杆在受到设定扭矩以上的扭力时，主轴与丝杆相对打滑而脱离传动连接。

进一步地，过载部件包括固定在丝杆端部的一个承插罩，以及固定在主轴端部的插接凸台，插接凸台轴向插入在承插罩内，并与承插罩的内壁通过弹性元件轴向弹性挤压连接，当金属丝被拉直时，活动架因无法继续前移而导致插接凸台与承插罩之间克服弹力而相对打滑。

进一步地，弹性元件的端部连接有滑动盘，滑动盘与所述承插罩的内壁挤压接触；

还包括一个转动配合地套在主轴上的锁紧盖，所述锁紧盖螺纹配合地旋在所述承插罩的外侧壁上，并通过若干个顶销将所述插接凸台顶向弹性元件。

进一步地，顶销与主轴平行布置，且呈环形阵列地布置在主轴的周围。

在所述锁紧盖与所述承插罩的端面之间还安装有碟簧，所述碟簧始终处于被轴向压缩状态。

本实用新型的一种金属丝电阻率测量仪，本检测设备采用活动架带着金属丝端部移动，直至拉直，直接从对应的导杆刻度上得到金属丝的长度值，测量非常便捷，而且精确度较高，与此同时，还特定设置夹持部件，迅速夹紧金属丝的端部的同时，利用红外测距元件的检测值的变化量，辅以特定金属丝的已知特定直径值，即可快速得出金属丝的直径大小，可以不使用螺旋测仪，测量直径也变得更为便捷，从而进一步地提高金属丝电阻率的测量效率。

附图说明

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，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，并非代表全部具体结构或原理。

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是夹持部件的一种主视结构图；

图3是滑柱的安装结构的侧视图；

图4是过载部件的一种结构示意图；

图5是检测电路的一种连接结构图；

图6是红外测距元件相对于滑柱的一种安装结构示意图。

图中，固定架1、活动架2、导杆3、夹持部件4、主体401、平面螺纹盘402、调节锥齿轮403、滑柱404、压片405、红外测距元件406、支撑架5、丝杆6、限位挡板7、过载部件8、承插罩801、插接凸台802、弹性元件803、滑动盘804、顶销805、锁紧盖806、电机9、指示针10、待测金属丝11、主轴12、碟簧13、电源14、电压表15、电流表16。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实施例中提出的这种金属丝电阻率测量仪，与传统金属丝电阻率检测方法一样，首先都要检测出该金属丝的电阻值，即必须包括用于检测金属丝电阻的检测电路，通常采用的是伏安法测量其电阻；例如图5所示，进行检测电路的连接，将电源14、电流表16和待测金属丝11串联起来，而电压表15则并联在待测金属丝11的两端，以测其电压，根据电压表15、电流表16分别测出的电压值和电流值，即可计算出待测金属丝11的阻值。所不同的是，本实施例中，该电阻率检测设备，还包括用于夹持待测金属丝11的一个固定架1，以及一个活动架2，固定架1是固定不动，而活动架2能够沿着一根具有刻度的导杆3直线移动，刻度标记了导杆3的相应位置处的长度，用以替指活动架2移动到的位置和距离，当活动架2夹持住金属丝的一端远离固定架1而直线移动时，金属丝被拉直，此时，利用导杆3上的刻度，就能直接地读出拉直时的金属丝的长度，从而不必额外测量金属丝的长度。与此同时，上述提及的检测电路可以测出金属丝两端的电流和电压，从而可以计算出金属丝的电阻，即常见的伏安法测电阻的原理，以便代入电阻值而计算出电阻率，具体计算方式在背景技术中已经介绍，且本身也为本领域技术人员公知，此处不再赘述。

具体来说，如图2-3所示，本固定架1和活动架2上均安装有夹持部件4，这个夹持部件4包括圆形的主体401，以及同轴转动安装在主体401内的平面螺纹盘402，平面螺纹盘402一端同轴固定有锥形齿圈，锥形齿圈与转动安装在平面螺纹盘402侧壁内的一个调节锥齿轮403啮合，从而在转动调节锥齿轮403时，平面螺纹盘402就会转动，以带着所有在平面螺纹盘402的另一端上环形阵列的若干根滑柱404同步移动，亦即每根滑柱404均与平面螺纹盘402通过平面螺纹副传动连接，所有滑柱404彼此靠拢的一端用于挤压金属丝的端部，以将金属丝的端部夹持住，实现固定金属丝端部的作用。

更详细地来说，本滑柱404彼此靠拢的一端固定有弧形的压片405，压片405可以做得较厚，使得本主体401可以相应地做得足够大，压片405用于从金属丝的径向上压在金属丝的端部侧壁上，以更好地固定金属丝端部，同时起到对端部金属丝进行校直的作用，保证金属丝平直性。

以上实施例中，如图1，其导杆3水平固定在一对左右布置的支持架上，且在支撑架5上还与导杆3平行地安装有能转动的丝杆6，活动架2与丝杆6螺纹配合，导杆3轴向滑动配合地贯穿活动架2，引导活动架2直线移动。在活动架2以及固定架1的一侧均固定有竖直设置的限位挡板7，限位挡板7用于与金属丝的端面贴合，以限定金属丝端部安装位置，从而确保金属丝长度测量时更为准确，实践中，这个限位挡板7可以紧贴上述压片405形成的环形夹紧结构的端部，也可以与之留有既定间距，在标记导杆3上刻度时，适应性地调整且刻度值即可。为了便于指示，在活动架2上的限位挡板7的底端连接有一根指示针10，指示针10用于在活动架2水平移动时，指向导杆3上对应的刻度。

为了使得金属丝被拉直后，避免过度拉伸导致金属丝过度延伸，或者被拉断，作为一个特殊结构，本丝杆6的一端与电机9的主轴12通过一个过载部件8传动连接，过载部件8使得丝杆6在受到设定扭矩以上的扭力时，主轴12与丝杆6相对打滑而脱离传动连接，实现过拉保护。作为具体实施结构之一，如图4，本过载部件8包括固定在丝杆6端部的一个承插罩801，以及固定在主轴12端部的插接凸台802，插接凸台802轴向插入在承插罩801内，且具备在承插罩801内转动的配合精度，并与承插罩801的内壁通过弹性元件803轴向弹性挤压连接。在使用时，当金属丝被拉直时，活动架2因无法继续前移，从而导致插接凸台802与承插罩801之间可以克服弹力而相对打滑，使得丝杆6脱离传动，避免金属丝被拉断的偶然情况出现。为了提高配合的灵活性，在弹性元件803的端部连接有滑动盘804，滑动盘804与承插罩801的内壁挤压接触，从而便于过载打滑时相对转动。

此外，本实施例中，如图4所示结构中，其还包括一个转动配合地套在主轴12上的锁紧盖806，锁紧盖806螺纹配合地旋在承插罩801的外侧壁上，并通过若干个顶销805将插接凸台802顶向弹性元件803，拧动锁紧盖806，调整对插接凸台802端面的顶紧力，可以改变过载部件8的过载极限扭矩大小，以适应不同材质的金属丝。在安装时，本顶销805与主轴12平行布置，且呈环形阵列地布置在主轴12的周围，均匀挤压插接凸台802，为了保持锁紧盖806始终保持一定的稳定性，本实施例还特别地在锁紧盖806与承插罩801的端面之间还安装有碟簧13，碟簧13始终处于被轴向压缩状态，使得锁紧盖806始终被呈顶开的趋势而实现预紧。

最后，另一个重要的设计结构在于，在上述所有实施例结构中，对应的夹持部件4中，如图3和图6所示，在至少其中一个滑柱404端部之外，安装有一个与之相对的红外测距元件406，该红外测距元件406可以安装在主体401侧面上，其与滑柱404端部的间距m，间接表征着当下待测金属丝11的直径大小，事先将一个已经准确测量的金属丝或者其它圆柱形的杆件夹持在夹持部件4上，该特定金属丝或者圆柱形的杆件的特定直径作为参考直径d，上述红外测距元件406测出的与滑柱404之间的间距变化量，利用参考直径d来加上或者减去2倍间距变化量，即可得到对应的待测金属丝11的直径，如此可以不必在每根金属丝直径测量时都用到螺旋测微仪，大大节省检测时间，十分巧妙。例如，夹紧好特定金属丝时，上述红外测距元件406测出的与滑柱404之间的间距为m1，这个m1就作为一个本电阻率测量仪的恒定参考计算参数；在实验过程中，夹紧好待测金属丝时，上述红外测距元件406测出的与滑柱404之间的间距为m2，若是m2大于m1，说明待测金属丝的直径小于上述作为参考的特定金属丝的直径，且待测金属丝的直径值应该等于d-2*(m2-m1)。若是m2小于m1，则说明待测金属丝的直径大于上述作为参考的特定金属丝的直径，相应地就有：待测金属丝的直径值应该等于d+2*(m1-m2)。有了待测金属丝的直径值，就可以得到其半径值，继而就可以计算出待测金属丝的横截面，从而结合前述的金属丝长度值和金属丝接入检测电路的电阻值计算出电阻率。以上的计算过程，完全可以适应性地编为自动运算程序，更简便地直接得到待测金属丝11的直径值。

作为一个优选实施例，由于电阻率通过R＝ρL/S反推计算，可以得到上述特定金属丝的电阻率ρ＝πd²R/3L其中，d为该金属丝的直径，R为该金属丝的电阻，L为该金属丝的长度，故而当将上述特定金属丝作为参考纳入待测金属丝11电阻率的计算时，则有特定金属丝的电阻率与待测金属丝11的电阻率之比K＝L_xd²R/Ld_x ²R_x，其中，L_x为待测金属丝的长度值，d_x为待测金属丝的直径值，R_x为待测金属丝的电阻值，从而待测金属丝11的电阻率就应该等于Kρ，直接得到待测金属丝11的电阻率的值。作为更佳的一个实施例，设定特定金属丝的长度与待测金属丝的长度一致，那么待测金属丝11的电阻率就应该等于Kρ＝ρd²R/d_x ²R_x＝ρ(d/d_x)²R/R_x，本式中，代入前述待测金属丝的直径值为d+2*(m1-m2)，即得到待测金属丝11的电阻率。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种金属丝电阻率测量仪，包括用于检测金属丝电阻的检测电路，其特征在于，还包括用于夹持待测金属丝(11)的一个固定架(1)和一个活动架(2)，其中，所述固定架(1)固定不动，活动架(2)能够沿着一根具有刻度的导杆(3)直线移动，所述活动架(2)夹持住该金属丝的一端远离该固定架(1)而直线移动时，该金属丝被拉直，且根据该导杆(3)上的刻度能直接读出拉直时的金属丝的长度；

所述检测电路为伏安法测电阻的电路，其连接该金属丝的两端，以获得该金属丝的电阻。

2.根据权利要求1所述的金属丝电阻率测量仪，其特征在于，所述固定架(1)和活动架(2)上均安装有夹持部件(4)，所述夹持部件(4)包括圆形的主体(401)，以及同轴转动安装在主体(401)内的平面螺纹盘(402)，平面螺纹盘(402)一端同轴固定有锥形齿圈，所述锥形齿圈与转动安装在平面螺纹盘(402)侧壁内的一个调节锥齿轮(403)啮合；在所述平面螺纹盘(402)的另一端上环形阵列有若干根滑柱(404)，每根滑柱(404)均与平面螺纹盘(402)通过平面螺纹副传动连接，所有滑柱(404)彼此靠拢的一端用于挤压金属丝的端部，以将金属丝的端部夹持住。

3.根据权利要求2所述的金属丝电阻率测量仪，其特征在于，所述滑柱(404)彼此靠拢的一端固定有弧形的压片(405)，所述压片(405)用于从金属丝的径向上压在金属丝的端部侧壁上；在至少其中一个滑柱(404)的端部之外，安装有一个与之相对的红外测距元件(406)。

4.根据权利要求1所述的金属丝电阻率测量仪，其特征在于，所述导杆(3)水平固定在一对左右布置的支持架上，且在支撑架(5)上还与导杆(3)平行地安装有能转动的丝杆(6)，所述活动架(2)与丝杆(6)螺纹配合，所述导杆(3)轴向滑动配合地贯穿活动架(2)。

5.根据权利要求4所述的金属丝电阻率测量仪，其特征在于，在所述活动架(2)以及固定架(1)的一侧均固定有竖直设置的限位挡板(7)，所述限位挡板(7)用于与金属丝的端面贴合，活动架(2)上的限位挡板(7)的底端连接有一根指示针(10)，所述指示针(10)用于在活动架(2)水平移动时，指向导杆(3)上对应的刻度。

6.根据权利要求4所述的金属丝电阻率测量仪，其特征在于，所述丝杆(6)的一端与电机(9)的主轴(12)通过一个过载部件(8)传动连接，所述过载部件(8)使得丝杆(6)在受到设定扭矩以上的扭力时，主轴(12)与丝杆(6)相对打滑而脱离传动连接。

7.根据权利要求6所述的金属丝电阻率测量仪，其特征在于，所述过载部件(8)包括固定在丝杆(6)端部的一个承插罩(801)，以及固定在主轴(12)端部的插接凸台(802)，插接凸台(802)轴向插入在承插罩(801)内，并与承插罩(801)的内壁通过弹性元件(803)轴向弹性挤压连接，当金属丝被拉直时，活动架(2)因无法继续前移而导致插接凸台(802)与承插罩(801)之间克服弹力而相对打滑。

8.根据权利要求7所述的金属丝电阻率测量仪，其特征在于，所述弹性元件(803)的端部连接有滑动盘(804)，滑动盘(804)与所述承插罩(801)的内壁挤压接触；

还包括一个转动配合地套在主轴(12)上的锁紧盖(806)，所述锁紧盖(806)螺纹配合地旋在所述承插罩(801)的外侧壁上，并通过若干个顶销(805)将所述插接凸台(802)顶向弹性元件(803)。

9.根据权利要求8所述的金属丝电阻率测量仪，其特征在于，所述顶销(805)与主轴(12)平行布置，且呈环形阵列地布置在主轴(12)的周围。

10.根据权利要求8所述的金属丝电阻率测量仪，其特征在于，在所述锁紧盖(806)与所述承插罩(801)的端面之间还安装有碟簧(13)，所述碟簧(13)始终处于被轴向压缩状态。