(54) УСТРРЙСТЙВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕХОДНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ(54) INSTRUMENT FOR MEASUREMENT OF TRANSIENT ELECTRICAL RESISTANCE
Изобретение относитс к измеритель ной технике, в частности к измерению электрических величин, и может быть использовано дл измерени переходного электрического сопротивлени поверхностного сло металлических покрытий . Известно устройство дл измерени переходного сопротивлени , выполнентое в виде двух перекрещивающихс проволок с нанесенным покрытием. Через одну проволоку пропускают ток, а на другой измер ют падение напр жени , по закону Ома определ ют переходное сопротивление tl. Недостатком известного устройства вл етс невысока точность измерени из-за непосто нства контакта проволок что вносит неоднозначность измерени . Наиболее близким техническим решением вл етс устройство дл измерени переходного электрического сопротивлени , сод( два электрода, источник питан11Я и измеритель Однако у известного устройства мала точность измерени . Это объ сн етс тем, что за счет разнесенности электродов возникает неконтролируема составл юща общего сопротивлени , т.е. сопротивление образца за счет непосто нности прижимного усилил ма каждый электрод.к провод щему слою, что приводит к значительному разбросу данных и по влению систематической ошибки большого пор дка. Цель изобретени - повышение точности измерени . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл измерени переходного сопротивлени , содержащее два электрода, источник питани и измеритель тока введен дополнительней плоский третий электрод и измеритель напр жени , а два других электрода расположены коаксиально и отделены друг от друга изол ционной втулкой, причем дополнительный электрод соединен последовательно с источником питани , измерителем тока и одним из коаксиальных электродов - внутренним а внешний электрод соединен через из меритель напр жением с внутренним электродом, Данна конструкци обеспечивает равномерность электрического пол между измерительными электродами. Кольцевой контакт, образуемый внешним электродом имеет стабильную факти ескую площадь контакта с измер емой поверхностью. Все это позвол ет значительно снизить разброс в параллельных значени х величин переходног сопротивлени и повысить точность из мерени . На чертеже изображено устройство. Устройство содержит эле1):трод 1 дл соприкосновени с измер емой поверхностью и имеет нижнюю площадку диаметром не более 2 мм, образу с поверхностью образца точечный контакт . Электрод 1 расположен в соосном свободном сочленении с электродом 2, выполненным в виде усеченного полого цилиндра, образующего при соприкосновении с образцом кольцевой контакт. Между электродами расположена изол ционна втулка 3. Перемеще ние электродов 1 и 2 осуществл етс механизмом Ц, дл прижимани йс образ цу электрода 2 он соединен с пружиной 5. При измерении переходного сопротивлени устанавливают электрод 6 на который помещают образец 7. Элект род 6 устанавливают на плавающем креплении 8. Электрод 1 соединен с источником питани 9 и милливольтметром 10 дл определени падени на пр жени между точечным и кольцевым контактами, образуемыми электродами 1 и 2 с поверхностью образца. Устройство работает следующим образом. При вращении механизма k электроды 1 и 2 опускаютс на образец 7, помещенный на электрод 6, Дл создани давлени сверху на электрод 1 может быть помещен груз. Ток в цепи создаетс источником питани 9, проход по системе он разветвл етс на две линии: одна проходит через электрод 2, образец 7 и электрод 6, а втора проходит через электрод 1, образец 7 и электрод 2. Ток, проход щий по ВТОРОЙ линии, вл етс функци ей переходного сопротивлени на границе электроды 1,2- образец 7. Мил ливольтметром 10 измер ют падение напр жени на переходе между точечным контактом и кольцевым контактом, ток в цепи .и, определив падение напр жени , по закону Ома наход т пе,реходное электрическое сопротивление Необходимость использовать две цепи объ сн етс следующим. При наличии одной цепи мы измер ем сумму сопротивлений, а именно: измерительного электрода, переходного сопротивлени контакта электрод 1 - покрытие, сопротивление образца 7 и переходного сопротивлени контакта образец 7 электрод 6о При наличии второй измерительной цепи становитс возможным выделить из суммы перечисленных напр жений величину переходного сопротивлени контакта электрод 1 - покрытие. В виду того, что ток в измерительной цепи электрод 2, электрод 1 и измеритель напр жени не протекает, можно считать, что потенциал электрода 2 равен потенциалу поверхности покрыти . Таким образом разность потенциалов электрод 1 - электрод 2 равен потенциалу поверхности покрыти , а следовательно -падению напр жени в контакте электрода 1 с поверхностью покрыти . Исход из этого по формуле R определ ем переходное сопротивление контакта, образованного электродом 1 и покрытием. Таким образом, предлагаемым устройством возможно-измерить именно величину переходного-сопротивлени контакта электрод - покрытие. Преимущество- предлагаемого устройства заключаетс в том, что значительно снижаетс систематическа ошибка измерени (на целый пор док ) , повышаетс точность измерени переходного электрического сопротивлени . Величина переходного электрического сопротивлени . вл етс важной характеристикой покрытий. Снижение величины переходного электрического сопротивлени позвол ет уменьшить энергозатраты в микроэлектронных цеп х, используемых в ЭВМ, так как становитс возможным снизить мощность питаемого источника . Вследствие этого, необходимо точное знание величины переходного сопротивлени , а это становитс The invention relates to a measuring technique, in particular to the measurement of electrical quantities, and can be used to measure the transient electrical resistance of the surface layer of metallic coatings. A device for measuring transient resistance, made in the form of two crossed wires with a coated coating, is known. A current is passed through one wire, and a voltage drop is measured on the other, the contact resistance tl is determined according to Ohm's law. A disadvantage of the known device is the low measurement accuracy due to the non-contact of the wires, which introduces measurement ambiguity. The closest technical solution is a device for measuring transient electrical resistance, soda (two electrodes, a power source and a meter) However, the known device has a low measurement accuracy. This is due to the fact that an uncontrollable component of the total resistance occurs due to the spacing of the electrodes. E. Resistance of the sample due to the inconsistency of the clamping amplifier each electrode to the conductive layer, which leads to a significant variation of the data and the appearance of a systematic error of large The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved by the fact that a flat third electrode and a voltage meter are added to a device for measuring a transient resistance containing two electrodes, a power source and a current meter, and two other electrodes are located coaxially and separated from each other by an insulating sleeve, with the additional electrode connected in series with the power source, a current meter and one of the coaxial electrodes — an internal and external elec- The electrode is connected via a voltage meter to the internal electrode, and this structure ensures the uniformity of the electric field between the measuring electrodes. The ring contact formed by the external electrode has a stable factual contact area with the measured surface. All this makes it possible to significantly reduce the scatter in parallel values of the transient resistance values and to increase the accuracy of the measurement. The drawing shows the device. The device contains ele1): electrode 1 for contact with the measured surface and has a bottom pad with a diameter of not more than 2 mm, forming a point contact with the sample surface. The electrode 1 is located in a coaxially free articulation with the electrode 2, made in the form of a truncated hollow cylinder, which forms an annular contact when in contact with the sample. An insulating sleeve 3 is located between the electrodes. The electrodes 1 and 2 are moved by the mechanism C, to clamp the sample electrode 2 connected to the spring 5. When measuring transient resistance, install electrode 6 on which sample 7 is placed. Electrode 6 is installed on floating attachment 8. Electrode 1 is connected to a power source 9 and a millivoltmeter 10 to determine the voltage drop between the point and ring contacts formed by electrodes 1 and 2 with the sample surface. The device works as follows. When the mechanism k is rotated, the electrodes 1 and 2 are lowered onto the sample 7 placed on the electrode 6. A load can be placed on top of the electrode 1 to create a pressure. The current in the circuit is created by the power source 9, the passage through the system it splits into two lines: one passes through electrode 2, sample 7 and electrode 6, and the second passes through electrode 1, sample 7 and electrode 2. Current passing through the SECOND line Is a function of the transition resistance at the interface of the 1,2-sample electrode 7. Sample voltage of the voltmeter at the junction between the point contact and the ring contact, the current in the circuit, and measuring the voltage drop, according to Ohm's law ne, transient electrical resistance The use of two chains is explained as follows. If there is one circuit, we measure the sum of the resistances, namely: the measuring electrode, the contact transition resistance electrode 1 - the coating, the resistance of sample 7 and the contact resistance of the contact sample 7 electrode 6 o If there is a second measuring circuit, it becomes possible to separate from the sum of the listed voltages contact resistance electrode 1 - coating. Since the current in the measuring circuit of electrode 2, electrode 1 and voltage meter does not flow, we can assume that the potential of electrode 2 is equal to the potential of the surface of the coating. Thus, the potential difference between electrode 1 and electrode 2 is equal to the potential of the surface of the coating, and therefore to the voltage drop at the contact of electrode 1 with the surface of the coating. On this basis, using the formula R, we determine the contact resistance of the contact formed by electrode 1 and the coating. Thus, it is possible with the proposed device to measure precisely the magnitude of the contact-contact-electrode-coating transition. The advantage of the proposed device is that the systematic measurement error (by an order of magnitude) is significantly reduced, the measurement accuracy of the transient electrical resistance is improved. The magnitude of the transient electrical resistance. is an important characteristic of coatings. Reducing the magnitude of the transient electrical resistance makes it possible to reduce the energy consumption in the microelectronic circuits used in the computer, since it becomes possible to reduce the power of the feed source. Because of this, an exact knowledge of the magnitude of the transient resistance is necessary, and this becomes