RU51229U1

RU51229U1 - DEVICE FOR CONTROL OF SPECIFIC VOLUME ELECTRIC RESISTANCE OF COMPOSITE ELECTRIC CONDUCTING MATERIALS

Info

Publication number: RU51229U1
Application number: RU2005124825/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Сысоев; Антон Алексеевич Зуев
Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2006-01-27

Abstract

Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения удельного объемного электрического сопротивления композиционных электропроводящих материалов. Технический результат - расширение функциональной возможности устройства, возможность создания регулируемого и контролируемого теплового воздействия на испытуемый образец, при котором устройство обеспечивает измерение удельного объемного электрического сопротивления в условии постоянства заданной температуры на контролируемом токопроводящем покрытии испытуемого образца. В устройстве для контроля удельного объемного электрического сопротивления композиционных электропроводящих материалов состоящем из основания, держателя с электродами, контактирующими с токопроводящим покрытием испытуемого образца, измерительного блока, содержащего измерители тока, напряжения, источник питания, в основании выполнен ступенчатый продольный паз, в нижней части которого установлен плоский нагреватель, контактирующий с размещенным на нем испытуемым образцом, на электродах закреплены термочувствительные элементы контактирующие с испытуемым образцом, подключенные совместно с электродами через коммутатор к измерительному блоку, дополнительно содержащему измеритель температуры, причем держатель электродов выполнен в виде крышки из электроизоляционного материала с теплоотражающим внутренним покрытием, и снабжен направляющими, входящими в верхнюю часть паза основания. В электродах могут быть выполнены отверстия, в которых установлены термочувствительные элементы.The device relates to measuring technique and can be used to measure specific volumetric electrical resistance of composite electrically conductive materials. The technical result is the expansion of the functionality of the device, the possibility of creating a controlled and controlled thermal effect on the test sample, in which the device provides a measurement of specific volume electric resistance under the condition of constant temperature at a controlled conductive coating of the test sample. In the device for controlling the specific volume electrical resistivity of composite electrically conductive materials consisting of a base, a holder with electrodes in contact with the conductive coating of the test sample, a measuring unit containing current meters, voltage, a power source, a stepwise longitudinal groove is made at the base, in the lower part of which is installed a flat heater in contact with the test sample placed on it; thermosensitive elements are fixed to the electrodes activating with the test sample, connected together with the electrodes through the switch to a measuring unit, additionally containing a temperature meter, the electrode holder is made in the form of a cover of electrical insulating material with a heat-reflecting inner coating, and is equipped with guides included in the upper part of the base groove. In the electrodes, holes can be made in which thermosensitive elements are installed.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения удельного объемного электрического сопротивления композиционных электропроводящих материалов.The utility model relates to measuring technique and can be used to measure specific volumetric electrical resistance of composite electrically conductive materials.

Известно устройство [авт. свид. СССР №840725, G 01 N 27/02, Б.И. №23, 1981] для измерения удельной электрической проводимости, содержащее держатель с электродами, служащий одновременно формой для размещения испытуемого материала.A device is known [ed. testimonial. USSR No. 840725, G 01 N 27/02, B.I. No. 23, 1981] for measuring electrical conductivity, containing a holder with electrodes, serving simultaneously as a form for placing the test material.

Данное устройство не позволяет производить измерения удельного объемного электрического сопротивления твердых электропроводящих композиционных материалов из-за своих конструктивных особенностей, которые не позволяют обеспечивать надежного контакта электродов с токопроводящим покрытием испытуемого образца.This device does not allow measurements of the specific volumetric electrical resistance of solid conductive composite materials due to its design features, which do not allow for reliable contact of the electrodes with the conductive coating of the test sample.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для определения объемного удельного электрического сопротивления композиционных материалов, содержащее основание для установки образца, держатель с электродами, контактирующими с токопроводящим покрытием испытуемого образца, измерительный блок, содержащий измерители тока, напряжения, источник питания [ГОСТ 20214-79 «Пластмассы электропроводящие. Метод определения удельного объемного электрического сопротивления при постоянном напряжении», с.10].Closest to the claimed is a device for determining the volume resistivity of composite materials, containing a base for installing the sample, a holder with electrodes in contact with the conductive coating of the test sample, a measuring unit containing meters of current, voltage, power source [GOST 20214-79 "Plastics electrically conductive. A method for determining the volumetric electrical resistivity at constant voltage ", p.10].

Для прогнозирования надежной работы композиционных токопроводящих полимерных материалов (клеев) в конструкциях микроэлектронной и радиоэлектронной аппаратуры необходимо определять удельное объемное сопротивление этих материалов при различных эксплуатационных температурах.To predict the reliable operation of composite conductive polymer materials (adhesives) in the structures of microelectronic and electronic equipment, it is necessary to determine the specific volume resistance of these materials at various operating temperatures.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности контроля электропроводности испытуемого материала при повышенных температурах. Помещение устройства в тепловые камеры приводит к существенной погрешности измерения за счет отсутствия возможности контроля температуры на поверхности токопроводящего слоя испытуемого образца и равномерности ее распределения вдоль его слоя.The disadvantage of this device is the inability to control the conductivity of the test material at elevated temperatures. The placement of the device in thermal chambers leads to a significant measurement error due to the inability to control the temperature on the surface of the conductive layer of the test sample and the uniformity of its distribution along its layer.

Техническим результатом заявляемого устройства является расширение его функциональной возможности, а именно: возможность создания регулируемого и контролируемого теплового воздействия на испытуемый образец, при котором устройство обеспечивает измерение удельного объемного электрического сопротивления в условии постоянства заданной температуры на контролируемом токопроводящем покрытии испытуемого образца.The technical result of the claimed device is the expansion of its functionality, namely: the ability to create controlled and controlled thermal effects on the test sample, in which the device provides a measurement of specific volume electric resistance under the condition of constant temperature at a controlled conductive coating of the test sample.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для контроля удельного объемного электрического сопротивления композиционных электропроводящих материалов, состоящем из основания, держателя с электродами, контактирующими с токопроводящим покрытием испытуемого образца, измерительного блока, содержащего измерители тока, напряжения, источник питания, в основании выполнен ступенчатый продольный паз, в нижней части которого установлен плоский нагреватель, контактирующий с размещенным на нем испытуемым образцом, на электродах закреплены термочувствительные элементы контактирующие с испытуемым образцом, подключенные совместно с электродами через коммутатор к измерительному блоку, дополнительно содержащему измеритель температуры, причем держатель электродов выполнен в виде крышки из электроизоляционного материала с теплоотражающим внутренним покрытием, и снабжен направляющими, входящими в верхнюю часть паза основания. В электродах могут быть выполнены отверстия, в которых установлены термочувствительные элементы.The technical result is achieved by the fact that in the device for controlling the specific volume electrical resistance of composite electrically conductive materials, consisting of a base, a holder with electrodes in contact with the conductive coating of the test sample, a measuring unit containing current, voltage, and power sources, a stepwise longitudinal is made at the base a groove in the lower part of which there is a flat heater in contact with the test sample placed on it, on the electrodes behind thermosensitive elements in contact with the test sample are attached, connected together with the electrodes through the switch to a measuring unit additionally containing a temperature meter, the electrode holder made in the form of a cover made of electrical insulation material with a heat-reflecting inner coating, and provided with guides that enter the upper part of the base groove. In the electrodes, holes can be made in which thermosensitive elements are installed.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

На фиг.1 представлено устройство (вид спереди), содержащее основание 1, на рабочей поверхности которого выполнен ступенчатый Figure 1 presents the device (front view) containing the base 1, on the working surface of which is made step

продольный паз 2. В нижней части паза установлен плоский нагреватель 3, соединенный с регулятором температуры 4. На плоском нагревателе размещен испытуемый образец 5. На поверхности образца установлена совокупность электродов 6 (токовые и потенциометрические), закрепленных в держателе 7, на внутренней стороне которого нанесено теплоотражающее покрытие 8. Держатель содержит направляющие элементы 9, входящие в верхнюю часть ступенчатого продольного паза 2 основания 1. В электродах выполнены отверстия 10, в которых закреплены термочувствительные элементы 11. Токовые и потенциометрические электроды 6 и термочувствительные элементы 11 подключены к коммутатору 12, который в свою очередь подключен к блоку измерения, состоящего из измерителя тока 13, измерителя напряжения 14, измерителя температуры 15 и источника питания 16.longitudinal groove 2. In the lower part of the groove there is a flat heater 3 connected to a temperature controller 4. A test sample 5 is placed on the flat heater. A set of electrodes 6 (current and potentiometric) is mounted on the surface of the sample, mounted in the holder 7, on the inside of which heat-reflecting coating 8. The holder contains guide elements 9 included in the upper part of the stepped longitudinal groove 2 of the base 1. Holes 10 are made in the electrodes, in which are thermally sensitive ive elements 11. Current and potentiometric electrodes 6 and heat-sensitive elements 11 are connected to a switch 12, which in turn is connected to a measurement unit, consisting of a current meter 13, voltage meter 14, temperature meter 15 and power source 16.

На фиг.2 представлено сечение А-А заявляемого устройства. Плоский нагреватель 3 выполнен в виде подложки 17 на которую нанесен тепловыделяющий элемент 18. Испытуемый образец состоит из электроизоляционной пластины 19, на поверхности которой нанесено токопроводящее покрытие 20 из исследуемого композиционного материала в виде полоскового элемента.Figure 2 presents a section aa of the inventive device. The flat heater 3 is made in the form of a substrate 17 on which a fuel element 18 is applied. The test sample consists of an electrical insulating plate 19, on the surface of which a conductive coating 20 of the test composite material is applied in the form of a strip element.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Испытуемый образец помещают в нижнюю часть паза основания 2, непосредственно на плоский нагреватель 3 таким образом, чтобы продольные оси испытуемого образца и плоского нагревателя лежали в одной плоскости, перпендикулярной поверхности основания 1. На токопроводящий слой 20 испытуемого образца устанавливаются электроды 6, таким образом, чтобы направляющие 9 корпуса держателя располагались в верхней части паза основания. Коммутатор 12 переводят в первый режим работы, при котором обеспечивается контроль температуры на токопроводящем покрытии 20 испытуемого образца 5. Производят нагрев образца до заданной температуры за счет установки необходимого напряжения на тепловыделяющем элементе 18 плоского нагревателя 3 при помощи регулятора температуры 4. Контроль температуры на полосковом The test sample is placed in the lower part of the groove of the base 2, directly on the flat heater 3 so that the longitudinal axis of the test sample and the flat heater lie in the same plane perpendicular to the surface of the base 1. Electrodes 6 are mounted on the conductive layer 20 of the test sample so that guides 9 of the holder body were located in the upper part of the base groove. The switch 12 is transferred to the first mode of operation, which provides temperature control on the conductive coating 20 of the test sample 5. The sample is heated to a predetermined temperature by setting the required voltage on the fuel element 18 of the flat heater 3 using a temperature controller 4. Temperature control on the strip

элементе 20 испытуемого образца 5 осуществляется с помощью термочувствительных элементов 11 по показаниям измерителя температуры 15. При условии равенства температуры вдоль продольной центральной оси образца в зонах расположения электродов 6 коммутатор 12 переводится во второй режим работы, при котором обеспечивается измерение электрических параметров (токовой нагрузки и падения напряжения между потенциометрическими электродами). После этого коммутатор 12 переводится в первый режим работы.the element 20 of the test sample 5 is carried out using temperature-sensitive elements 11 according to the readings of the temperature meter 15. Provided that the temperature is equal along the longitudinal central axis of the sample in the areas of the electrodes 6, the switch 12 is switched to the second mode of operation, which ensures the measurement of electrical parameters (current load and drop voltage between potentiometric electrodes). After that, the switch 12 is transferred to the first mode of operation.

С помощью направляющих 9 держатель электродов 7 перемещается вдоль продольной центральной оси испытуемого образца 5 на очередную позицию, на которой процесс подготовки и измерения осуществляется по вышеописанному принципу.Using the guides 9, the electrode holder 7 moves along the longitudinal central axis of the test sample 5 to the next position at which the preparation and measurement process is carried out according to the above-described principle.

Расчет удельного сопротивления производится на основе статистической обработки результатов испытаний, полученных в разных зонах установки электродов 6 вдоль продольной центральной оси образца 5.The calculation of resistivity is based on the statistical processing of the test results obtained in different zones of the installation of the electrodes 6 along the longitudinal central axis of the sample 5.

Использование данного устройства выгодно отличает его от прототипа, поскольку введение новых конструктивных признаков позволяет расширить его функциональные возможности: определять удельное объемное сопротивление композиционных материалов при повышенных температурах, при условии постоянства температуры на поверхности испытуемого образца, что позволяет существенно снизить погрешность измерения.The use of this device compares favorably with the prototype, since the introduction of new design features allows to expand its functionality: to determine the specific volume resistance of composite materials at elevated temperatures, provided that the temperature on the surface of the test sample is constant, which can significantly reduce the measurement error.

Claims

1. A device for monitoring the specific volume electrical resistivity of composite electrically conductive materials, consisting of a base, a holder with electrodes in contact with the conductive coating of the test sample, a measuring unit containing current meters, voltage, a power source, characterized in that a stepwise longitudinal is made at the base of the device a groove in the lower part of which there is a flat heater in contact with the test sample placed on it, t thermosensitive elements in contact with the test sample, connected together with the electrodes through the switch, to a measuring unit additionally containing a temperature meter, the electrode holder being made in the form of a cover of electrical insulation material with a heat-reflecting inner coating, and provided with guides that enter the upper part of the base groove.

2. A device for monitoring the electrical conductivity of composite materials according to claim 1, characterized in that the holes are made in the electrodes in which the thermosensitive elements are installed.