1、 连接器接触电阻检验在显微镜下观察连接器接触件的表面，尽管镀金层十分光滑，则仍能观察到 5-10 微米的凸起部分。会看到插合的一对接触件的接触，并不整个接触面的接触，而是散布在接触面上一些点的接触。实际接触面必然小于理论接触面。根据表面光滑程度及接触压力大小，两者差距有的可达几千倍。实际接触面可分为两部分；一是真正金属与金属直接接触部分。即金属间无过渡电阻的接触微点，亦称接触斑点，它是由接触压力或热作用破坏界面膜后形成的。部分约占实际接触面积的 5-10%。二是通过接触界面污染薄膜后相互接触的部分。因为任何金属都有返回原氧化物状态的倾向。实际上，在大气中不存在真正洁净的金属表面，即使很洁净的金
2、属表面，一旦暴露在大气中，便会很快生成几微米的初期氧化膜层。例如铜只要 2-3 分钟，镍约 30 分钟，铝仅需 2-3 秒钟，其表面便可形成厚度约 2 微米的氧化膜层。即使特别稳定的贵金属金，由于它的表面能较高，其表面也会形成一层有机气体吸附膜。此外，大气中的尘埃等也会在接触件表面形成沉积膜。因而，从微观分析任何接触面都是一个污染面。综上所述，真正接触电阻应由以下几部分组成；1) 集中电阻电流通过实际接触面时，由于电流线收缩（或称集中）显示出来的电阻。将其称为集中电阻或收缩电阻。2) 膜层电阻由于接触表面膜层及其他污染物所构成的膜层电阻。从接触表面状态分析；表面污染膜可分为较坚实的薄膜层和较松
3、散的杂质污染层。故确切地说，也可把膜层电阻称为界面电阻。3) 导体电阻实际测量电连接器接触件的接触电阻时，都是在接点引出端进行的，故实际测得的接触电阻还包含接触表面以外接触件和引出导线本身的导体电阻。导体电阻主要取决于金属材料本身的导电性能，它与周围环境温度的关系可用温度系数来表征。为便于区分，将集中电阻加上膜层电阻称为真实接触电阻。而将实际测得包含有导体电阻的称为总接触电阻。在实际测量接触电阻时，常使用按开尔文电桥四端子法原理设计的接触电阻测试仪（毫欧计），其专用夹具夹在被测接触件端接部位两端，故实际测量的总接触电阻 R 由以下三部分组成，可由下式表示：R= RC + Rf + Rp,式中：
4、RC集中电阻；Rf膜层电阻；Rp导体电阻。接触电阻检验目的是确定电流流经接触件的接触表面的电触点时产生的电阻。如果有大电流通过高阻触点时，就可能产生过分的能量消耗，并使触点产生危险的过热现象。在很多应用中要求接触电阻低且稳定，以使触点上的电压降不致影响电路状况的精度。测量接触电阻除用毫欧计外,也可用伏-安计法,安培-电位计法。在连接微弱信号电路中，设定的测试数条件对接触电阻检测结果有一定影响。因为接触表面会附有氧化层，油污或其他污染物，两接触件表面会产生膜层电阻。由于膜层为不良导体，随膜层厚度增加，接触电阻会迅速增大。膜层在高的接触压力下会机械击穿，或在高电压、大电流下会发生电击穿。但对某些小
5、型连接器设计的接触压力很小，工作电流电压仅为 mA 和 mV 级，膜层电阻不易被击穿，接触电阻增大可能影响电信号的传输。在 GB5095“电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法” 中的接触电阻测试方法之一，“ 接触电阻- 毫伏法” 规定，为防止接触件上膜层被击穿，测试回路交流或直流的开路峰值电压应不大于 20mV，交流或直流的测试中电流应不大于 100mA。在 GJB1217“电连接器试验方法” 中规定有“ 低电平接触电阻” 和“接触电阻” 两种试验方法。其中低电平接触电阻试验方法基本内容与上述 GB5095 中的接触电阻-毫伏法相同。目的是评定接触件在加上不改变物理的接触表面或不改变可能存
6、在的不导电氧化薄膜的电压和电流条件下的接触电阻特性。所加开路试验电压不超过 20mV，试验电流应限制在 100mA。在这一电平下的性能足以表现在低电平电激励下的接触界面的性能。而接触电阻试验方法目的是测量通过规定电流的一对插合接触件两端或接触件与测量规之间的电阻。通常采用这一试验方法施加的规定电流要比前一种试验方法大得多。如军标 GJB101“小圆形快速分离耐环境电连接器总规范”中规定；测量时电流为 1A，接触对串联后，测量每对接触对的电压降，取其平均值换算成接触电阻值。影响因素主要受接触件材料、正压力、表面状态、使用电压和电流等因素影响。1) 接触件材料电连接器技术条件对不同材质制作的同规格
7、插配接触件，规定了不同的接触电阻考核指标。如小圆形快速分离耐环境电连接器总规范 GJB101-86 规定，直径为 1mm 的插配接触件接触电阻，铜合金5m,铁合金15m 。2) 正压力接触件的正压力是指彼此接触的表面产生并垂直于接触表面的力。随正压力增加，接触微点数量及面积也逐渐增加，同时接触微点从弹性变形过渡到塑性变形。由于集中电阻逐渐减小，而使接触电阻降低。接触正压力主要取决于接触件的几何形状和材料性能。3) 表面状态接触件表面一是由于尘埃、松香、油污等在接点表面机械附着沉积形成的较松散的表膜，这层表膜由于带有微粒物质极易嵌藏在接触表面的微观凹坑处，使接触面积缩小，接触电阻增大，且极不稳定
8、。二是由于物理吸附及化学吸附所形成的污染膜，对金属表面主要是化学吸附，它是在物理吸附后伴随电子迁移而产生的。故对一些高可靠性要求的产品，如航天用电连接器必须要有洁净的装配生产环境条件，完善的清洗工艺及必要的结构密封措施，使用单位必须要有良好的贮存和使用操作环境条件。4) 使用电压使用电压达到一定阈值，会使接触件膜层被击穿，而使接触电阻迅速下降。但由于热效应加速了膜层附近区域的化学反应，对膜层有一定的修复作用。于是阻值呈现非线性。在阈值电压附近，电压降的微小波动会引起电流可能二十倍或几十倍范围内变化。使接触电阻发生很大变化，不了解这种非线*，就会在测试和使用接触件时产生错误。5) 电流当电流超过
9、一定值时，接触件界面微小点处通电后产生的焦耳热（）作用而使金属软化或熔化，会对集中电阻产生影响，随之降低接触电阻。问题研讨1) 低电平接触电阻检验考虑到接触件膜层在高接触压力下会发生机械击穿或在高电压、大电流下会发生电击穿。对某些小体积的连接器设计的接触压力相当小，使用场合仅为 mV 或 mA 级，膜层电阻不易被击穿，可能影响电信号的传输。故国军标 GJB1217-91 电连接器试验方法中规定了两种试验方法。即低电平接触电阻试验方法和接触电阻试验方法。其中低电平接触电阻试验目的是评定接触件在加上不能改变物理的接触表面或不改变可能存在的不导电氧化簿膜的电压和电流条件下的接触电阻特性。所加开路试验
10、电压不超过 20mV，而试验电流应限制在 100mA，在这一电平下的性能足以满足以表现在低电平电激励下的接触界面的性能。而接触电阻试验目的是测量通过规定电流的一对插合接触件两端或接触件与测量规之间的电阻,而此规定电流要比前者大得多，通常规定为 1A。2) 单孔分离力检验为确保接触件插合接触可靠，保持稳定的正压力是关键。正压力是接触压力的一种直接指标，明显影响接触电阻。但鉴于接触件插合状态的正压力很难测量，故一般用测量插合状态的接触件由静止变为运动的单孔分离力来表征插针与插孔正在接触。通常电连接器技术条件规定的分离力要求是用实验方法确定的，其理论值可用下式表达。F=FN式中 FN 为正压力， 为
11、摩擦系数。由于分离力受正压力和摩擦系数两者制约。故决不能认为分离力大，就正压力大接触可靠。现在随着接触件制作精度和表面镀层质量的提高，将分离力控制在一个恰当的水平上即可保证接触可靠。作者在实践中发现，单孔分离力过小，在受振动冲击载荷时有可能造成信号瞬断。用测单孔分离力评定接触可靠性比测接触电阻有效。因为在实际检验中接触电阻件很少出现不合格，单孔分离力偏低超差的插孔，测量接触电阻往往仍合格。3) 接触电阻检验合格不等于接触可靠。在许多实际使用场合，汽车、摩托车、火车、动力机械、自动化仪器以及航空、航天、船舶等军用连接器，往往都是在动态振动环境下使用。实验证明仅用检验静态接触电阻是否合格，并不能保
12、证动态环境下使用接触可靠。往往接触电阻合格的连接器在进行振动、冲击、离心等模拟环境试验时仍出现瞬间断电现象。故对一些高可靠性要求的连接器，许多设计员都提出最好能 100%对其进行动态振动试验来考核接触可靠性。最近，日本耐可公司推出了一种与导通仪配套使用的小型台式电动振动台，已成功地应用于许多民用线束的接触可靠性检验。连接器的基本性能可分为三大类：即机械性能、电气性能和环境性能。1机械性能就连接功能而言，插拔力是重要地机械性能。插拔力分为插入力和拔出力（拔出力亦称分离力） ，两者的要求是不同的。在有关标准中有最大插入力和最小分离力规定，这表明，从使用角度来看，插入力要小（从而有低插入力 LIF
13、和无插入力 ZIF 的结构） ，而分离力若太小，则会影响接触的可靠性。另一个重要的机械性能是连接器的机械寿命。机械寿命实际上是一种耐久性（durability）指标，在国标 GB5095 中把它叫作机械操作。它是以一次插入和一次拔出为一个循环，以在规定的插拔循环后连接器能否正常完成其连接功能（如接触电阻值）作为评判依据。 连接器的插拔力和机械寿命与接触件结构（正压力大小）接触部位镀层质量（滑动摩擦系数）以及接触件排列尺寸精度（对准度）有关。2电气性能连接器的主要电气性能包括接触电阻、绝缘电阻和抗电强度。接触电阻高质量的电连接器应当具有低而稳定的接触电阻。连接器的接触电阻从几毫欧到数十毫欧不等。
14、绝缘电阻衡量电连接器接触件之间和接触件与外壳之间绝缘性能的指标，其数量级为数百兆欧至数千兆欧不等。 抗电强度或称耐电压、介质耐压，是表征连接器接触件之间或接触件与外壳之间耐受额定试验电压的能力。其它电气性能。电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果,电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果，一般在 100MHz10GHz 频率范围内测试。 对射频同轴连接器而言，还有特性阻抗、插入损耗、反射系数、电压驻波比（VSWR）等电气指标。由于数字技术的发展，为了连接和传输高速数字脉冲信号，出现了一类新型的连接器即高速信号连接器，相应地，在电气性能方面，除特性阻抗外，还出现了一些新的电气指标，
15、如串扰（crosstalk） ，传输延迟（delay ） 、时滞（skew ）等。3环境性能常见的环境性能包括耐温、耐湿、耐盐雾、振动和冲击等。耐温目前连接器的最高工作温度为 200（少数高温特种连接器除外） ，最低温度为-65。由于连接器工作时，电流在接触点处产生热量，导致温升，因此一般认为工作温度应等于环境温度与接点温升之和。在某些规范中，明确规定了连接器在额定工作电流下容许的最高温升。耐湿潮气的侵入会影响连接 h 绝缘性能，并锈蚀金属零件。恒定湿热试验条件为相对湿度 90%95%（依据产品规范，可达 98%） 、温度+4020，试验时间按产品规定，最少为 96 小时。交变湿热试验则更严苛
16、。耐盐雾连接器在含有潮气和盐分的环境中工作时，其金属结构件、接触件表面处理层有可能产生电化腐蚀，影响连接器的物理和电气性能。为了评价电连接器耐受这种环境的能力，规定了盐雾试验。它是将连接器悬挂在温度受控的试验箱内，用规定浓度的氯化钠溶液用压缩空气喷出，形成盐雾大气，其暴露时间由产品规范规定，至少为 48 小时。 振动和冲击耐振动和冲击是电连接器的重要性能，在特殊的应用环境中如航空和航天、铁路和公路运输中尤为重要，它是检验电连接器机械结构的坚固性和电接触可靠性的重要指标。在有关的试验方法中都有明确的规定。冲击试验中应规定峰值加速度、持续时间和冲击脉冲波形，以及电气连续性中断的时间。其它环境性能根
17、据使用要求，电连接器的其它环境性能还有密封性（空气泄漏、液体压力） 、液体浸渍（对特定液体的耐恶习化能力） 、低气压等。微动磨损下线簧插孔电连接器电接触性能的研究韩文非 朱如鹏摘 要 线簧插孔电连接器在航空工业中得到广泛的应用，它具有接触性能优良、可靠性高的特点，同时，航空工业中使用的电连接器经常处于微动磨损状态。研究了线簧插孔电连接器在微动磨损条件下其电接触特性，并分析了引起这些特性的原因。研究表明，微动磨损的振幅、电流负载的大小对接触电阻的变化有着显著的影响，而在有害气氛 H2S 的作用下，接触电阻的变化随所处振动条件的有无而有着迥然不同的差异。关键词 电连接器 微动磨损 电接触 接触电阻
18、0 引 言电连接器是实现电路连接和转换的机电元件，是一种可分离的电接触元件，它一次可以实现几十乃至几百条电路的连接和转换。电连接器一般通过其中的插针接触件和插孔接触件之间的接触实现电路的连接和断开。为适应电连接器接触高可靠性的要求，接触件大多以铜合金为基底，表面采用镀银或镀金，以达到提高导电及防蚀目的。目前，国内外对电连接器接点接触特性从材料学、摩擦学、表面物理化学和电器科学方面进行了广泛的研究 1 。矩型电连接器由于在工业中的大量应用，因而得到广泛的研究。在航空、宇航工业中线簧插孔电连接器由于其接触性能优良，可靠性高，寿命长而得到了广泛的应用，但其所处的环境与一般的工业环境有所不同。目前，对
19、线簧插孔电连接器接触性能的研究较少。在电接触性能的研究中，接触电阻是一个相当重要的指标，它反映了电连接器电接触性能的好坏。作者通过对微动磨损条件下线簧插孔电连接器接触电阻的实验研究，获得了该连接器的一些电接触特性，这是一项十分有意义的工作。1 试验材料及试验方法1.1 试 件作者采用某厂生产的航空用双曲线线簧接触件为试件，试件的基底材料为黄铜，表层镀银，银镀层的厚度为 20m，图 1 为其结构形式简图。图 1 双曲线线簧接触件结构简图1.2 试验方法作者主要研究微动磨损和有害气氛作用对接触电阻的影响，设计了微动磨损的试验设备，如图 2 所示。其原理是利用一个偏心轮带动一个拨叉，使偏心轮上微小的
20、偏心距反映到夹具所夹的试件上，从而产生了一定的振幅。根据所用试件的技术规范，选择振动频率为 36Hz，振幅分别为 0.1、0.25、0.5mm，试件的工作电流为 1A，有害气氛为 H2S，浓度分别为 20、50g/m 3，温度为 25，相对湿度为 75%，接触电阻的测量采用通直流电的方法，该方法测量接触电阻的敏感性大，且设备简单。在带有内阻工作时，这种方法可以测量电阻到 10-10，其测量误差是测量值的 0.05%，同时，由于毫伏表的测量误差一般都在 1%以下，所以测量精度主要取决于恒流源的精度，因此，作者设计了双半波整流恒流源电路，图 3 为其电路图。图 2 试验台简图在试验过程中每隔一定时
21、间测一次接触电阻，作出 Rt 关系曲线，R 为某一时刻接触电阻变化值R= i- 0i为 t 时刻所测接触电阻平均值； 0为初始阶段所测接触电阻平均值。图 3 恒流源电路图2 试验结果与分析2.1 静态插合状态下接触件的接触电阻图 4(a)、(b)表示了接触件在静态插合条件下接触电阻的变化，从中可以看出，在一般的大气环境中，线簧接触件接触电阻的变化不超过0.1m，说明在大气环境中接触件具有优良的电接触性能，而且在通有电流与未通电流时，其接触电阻的改变相差不大。而在 H2S 气氛中，由于银镀层易与 H2S 反应生成表面晦暗的 AgS 膜，这层膜的电阻率较大，对于接触电阻的升高起着主要的作用。同时，
22、接触电阻随 H2S 浓度的增大而升高，也符合化学反应中关于增加反应物的浓度可以加快反应速度的规律 2 ，说明接触电阻的升高取决于 AgS 膜的生成速度。图 4 环境气氛对静态插合下接触电阻的影响图 5 电流负载对微动磨损下接触电阻的影响2.2 微动磨损下接触件的接触电阻图 5(a)、(b)、表示在微振环境下接触电阻的变化，从中可以看出，在试验开始的 4h 内，接触电阻在不同的振幅、不同的工作条件下(无论有无电流以及电流大小的不同)几乎没有什么差异。随着时间的延长接触电阻才发生改变。首先，无论是施加电流负载，还是不加电流负载，振幅为 0.5mm 的接触件，其接触电阻变化最大，而振幅为 0.1mm
23、 的接触件接触电阻变化最小，说明随着振幅的加大，微动磨损对接触电阻的影响越显著。同时，有电流负载的接触件接触电阻的变化比相应的无电流负载的接触件接触电阻的变化要大，这说明了电流负载对接触电阻也有影响。这可以从微动磨损的机理来解释 3 ，微动磨损不仅存在与切面平行的相对运动，还有垂直于切面的相对挤压，并且其相对运动量很小。从实质上讲，微动磨损属于粘着磨损。由于任何电连接器在接触时总是接触表面的少数点(或小面)发生了真正的接触，在微动时产生接触表面的相对运动；又由于固相焊和作用使材料从一个接触表面转移到另一个接触表面，导致这些发生真正接触的微小接触区遭到破坏，使有效导电面积减小，从而使接触电阻升高
24、。另外，在试验结束后通过扫描电子显微镜(SEM)观察其磨损后的表面形貌(图 6(a)、(b)、(c)可以看出，在微动磨损后的接触表面上都出现了麻点，我们可以认为麻点是粘着磨损后材料的转移引起的。这可能是原有镀层被粘去而留下的尖点，也可能是另一配对的触头材料粘着转移过来，导致了原有光滑的银镀层遭到破坏，并且暴露出基底铜，从而导致了接触电阻的升高。在有电流负载的情况下，银镀层的破坏更严重，导致其接触电阻比相应无电流负载下接触电阻改变要大(如图 6(b)。从图 6(c)中还可看出，微动磨损过程中除粘着磨损导致的麻点外，还会出现银镀层在微振造成的交变应力作用下出现持久的挤压和推碾作用，使银镀层的表面缺
25、陷放大，最终造成整片银镀层的剥落。同时，在有电流负载情况下，发现银镀层表面存在小孔，如图 6(d)所示，这可以认为是由于微振导致了接触表面出现了瞬时的分断引起的5 。当接触点快要分离时，接触斑点逐渐减小，在接触斑点减小、导电面积减小的同时，接触电压相应增大，当接触电压增大到等于触头材料的熔化电压时，接触斑点附近的金属熔化成液体，被熔化的金属便拉成细丝，形成一个高温的液体金属桥，触头再继续分开，金属丝被拉细，直到桥被拉断，结果产生触头材料的转移而在接触表面留下凹坑，并且这些凹坑已深入到铜基底上，也会对导电性优良且光滑的银镀层造成破坏，使接触电阻升高。2.3 在微动磨损条件下存在 H2S 气氛时接
26、触件的接触电阻从图 7(a)、(b)可以看出，与在静态插合状态下不同，H 2S 气氛的存在对接触电阻的影响与正常的大气环境下没有多大的差异，可以认为虽然银易与 H2S 反应生成 AgS 晦暗膜，但在微振条件下由于交变应力引起的挤压和推碾作用，使得这层晦暗膜破裂并会从接触区域移走，导致对接触电阻的影响不大。图 6 微动磨损后的表面形貌图 7 H 2S 与微动磨损共同作用下的接触电阻3 结 论a.在静态插合条件下，有无电流负载对接触电阻影响不大，都具有优良的电接触性能，而 H2S 对接触电阻的改变影响较大。b.在微动磨损条件下，接触电阻随振幅、电流负载的增大而加大，其反应机理为微动磨损引起的粘着磨
27、损和金属桥转移现象共同作用引起的。为提高电连接器使用寿命，应尽量降低振幅。c.电连接器在 H2S 气氛中，由于微动磨损作用而使得接触电阻的变化与静态插合状态下接触电阻变化不同，H 2S 气氛对微动磨损下接触件的接触电阻的影响不大。连接器接触电阻检验在显微镜下观察连接器接触件的表面，尽管镀金层十分光滑，则仍能观察到 5-10 微米的凸起部分。会看到插合的一对接触件的接触，并不整个接触面的接触，而是散布在接触面上一些点的接触。实际接触面必然小于理论接触面。根据表面光滑程度及接触压力大小，两者差距有的可达几千倍。实际接触面可分为两部分；一是真正金属与金属直接接触部分。即金属间无过渡电阻的接触微点，亦
28、称接触斑点，它是由接触压力或热作用破坏界面膜后形成的。部分约占实际接触面积的 5-10%。二是通过接触界面污染薄膜后相互接触的部分。因为任何金属都有返回原氧化物状态的倾向。实际上，在大气中不存在真正洁净的金属表面，即使很洁净的金属表面，一旦暴露在大气中，便会很快生成几微米的初期氧化膜层。例如铜只要 2-3 分钟，镍约 30 分钟，铝仅需 2-3 秒钟，其表面便可形成厚度约 2 微米的氧化膜层。即使特别稳定的贵金属金，由于它的表面能较高，其表面也会形成一层有机气体吸附膜。此外，大气中的尘埃等也会在接触件表面形成沉积膜。因而，从微观分析任何接触面都是一个污染面。综上所述，真正接触电阻应由以下几部分
29、组成；1) 集中电阻电流通过实际接触面时，由于电流线收缩（或称集中）显示出来的电阻。将其称为集中电阻或收缩电阻。2) 膜层电阻由于接触表面膜层及其他污染物所构成的膜层电阻。从接触表面状态分析；表面污染膜可分为较坚实的薄膜层和较松散的杂质污染层。故确切地说，也可把膜层电阻称为界面电阻。3) 导体电阻实际测量电连接器接触件的接触电阻时，都是在接点引出端进行的，故实际测得的接触电阻还包含接触表面以外接触件和引出导线本身的导体电阻。导体电阻主要取决于金属材料本身的导电性能，它与周围环境温度的关系可用温度系数来表征。为便于区分，将集中电阻加上膜层电阻称为真实接触电阻。而将实际测得包含有导体电阻的称为总接
30、触电阻。在实际测量接触电阻时，常使用按开尔文电桥四端子法原理设计的接触电阻测试仪（毫欧计），其专用夹具夹在被测接触件端接部位两端，故实际测量的总接触电阻 R 由以下三部分组成，可由下式表示：R= RC + Rf + Rp,式中：RC集中电阻；Rf膜层电阻；Rp导体电阻。接触电阻检验目的是确定电流流经接触件的接触表面的电触点时产生的电阻。如果有大电流通过高阻触点时，就可能产生过分的能量消耗，并使触点产生危险的过热现象。在很多应用中要求接触电阻低且稳定，以使触点上的电压降不致影响电路状况的精度。测量接触电阻除用毫欧计外,也可用伏-安计法,安培-电位计法。在连接微弱信号电路中，设定的测试数条件对接触
31、电阻检测结果有一定影响。因为接触表面会附有氧化层，油污或其他污染物，两接触件表面会产生膜层电阻。由于膜层为不良导体，随膜层厚度增加，接触电阻会迅速增大。膜层在高的接触压力下会机械击穿，或在高电压、大电流下会发生电击穿。但对某些小型连接器设计的接触压力很小，工作电流电压仅为 mA 和 mV 级，膜层电阻不易被击穿，接触电阻增大可能影响电信号的传输。在 GB5095“电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法” 中的接触电阻测试方法之一，“ 接触电阻- 毫伏法” 规定，为防止接触件上膜层被击穿，测试回路交流或直流的开路峰值电压应不大于 20mV，交流或直流的测试中电流应不大于 100mA。在 GJB
32、1217“电连接器试验方法” 中规定有“ 低电平接触电阻” 和“接触电阻” 两种试验方法。其中低电平接触电阻试验方法基本内容与上述 GB5095 中的接触电阻-毫伏法相同。目的是评定接触件在加上不改变物理的接触表面或不改变可能存在的不导电氧化薄膜的电压和电流条件下的接触电阻特性。所加开路试验电压不超过 20mV，试验电流应限制在 100mA。在这一电平下的性能足以表现在低电平电激励下的接触界面的性能。而接触电阻试验方法目的是测量通过规定电流的一对插合接触件两端或接触件与测量规之间的电阻。通常采用这一试验方法施加的规定电流要比前一种试验方法大得多。如军标 GJB101“小圆形快速分离耐环境电连接
33、器总规范”中规定；测量时电流为 1A，接触对串联后，测量每对接触对的电压降，取其平均值换算成接触电阻值。影响因素主要受接触件材料、正压力、表面状态、使用电压和电流等因素影响。1) 接触件材料电连接器技术条件对不同材质制作的同规格插配接触件，规定了不同的接触电阻考核指标。如小圆形快速分离耐环境电连接器总规范 GJB101-86 规定，直径为 1mm 的插配接触件接触电阻，铜合金5m,铁合金15m 。2) 正压力接触件的正压力是指彼此接触的表面产生并垂直于接触表面的力。随正压力增加，接触微点数量及面积也逐渐增加，同时接触微点从弹性变形过渡到塑性变形。由于集中电阻逐渐减小，而使接触电阻降低。接触正压
34、力主要取决于接触件的几何形状和材料性能。3) 表面状态接触件表面一是由于尘埃、松香、油污等在接点表面机械附着沉积形成的较松散的表膜，这层表膜由于带有微粒物质极易嵌藏在接触表面的微观凹坑处，使接触面积缩小，接触电阻增大，且极不稳定。二是由于物理吸附及化学吸附所形成的污染膜，对金属表面主要是化学吸附，它是在物理吸附后伴随电子迁移而产生的。故对一些高可靠性要求的产品，如航天用电连接器必须要有洁净的装配生产环境条件，完善的清洗工艺及必要的结构密封措施，使用单位必须要有良好的贮存和使用操作环境条件。4) 使用电压使用电压达到一定阈值，会使接触件膜层被击穿，而使接触电阻迅速下降。但由于热效应加速了膜层附近
35、区域的化学反应，对膜层有一定的修复作用。于是阻值呈现非线性。在阈值电压附近，电压降的微小波动会引起电流可能二十倍或几十倍范围内变化。使接触电阻发生很大变化，不了解这种非线*，就会在测试和使用接触件时产生错误。5) 电流当电流超过一定值时，接触件界面微小点处通电后产生的焦耳热（）作用而使金属软化或熔化，会对集中电阻产生影响，随之降低接触电阻。问题研讨1) 低电平接触电阻检验考虑到接触件膜层在高接触压力下会发生机械击穿或在高电压、大电流下会发生电击穿。对某些小体积的连接器设计的接触压力相当小，使用场合仅为 mV 或 mA 级，膜层电阻不易被击穿，可能影响电信号的传输。故国军标 GJB1217-91
36、 电连接器试验方法中规定了两种试验方法。即低电平接触电阻试验方法和接触电阻试验方法。其中低电平接触电阻试验目的是评定接触件在加上不能改变物理的接触表面或不改变可能存在的不导电氧化簿膜的电压和电流条件下的接触电阻特性。所加开路试验电压不超过 20mV，而试验电流应限制在 100mA，在这一电平下的性能足以满足以表现在低电平电激励下的接触界面的性能。而接触电阻试验目的是测量通过规定电流的一对插合接触件两端或接触件与测量规之间的电阻,而此规定电流要比前者大得多，通常规定为 1A。2) 单孔分离力检验为确保接触件插合接触可靠，保持稳定的正压力是关键。正压力是接触压力的一种直接指标，明显影响接触电阻。但
37、鉴于接触件插合状态的正压力很难测量，故一般用测量插合状态的接触件由静止变为运动的单孔分离力来表征插针与插孔正在接触。通常电连接器技术条件规定的分离力要求是用实验方法确定的，其理论值可用下式表达。F=FN式中 FN 为正压力， 为摩擦系数。由于分离力受正压力和摩擦系数两者制约。故决不能认为分离力大，就正压力大接触可靠。现在随着接触件制作精度和表面镀层质量的提高，将分离力控制在一个恰当的水平上即可保证接触可靠。作者在实践中发现，单孔分离力过小，在受振动冲击载荷时有可能造成信号瞬断。用测单孔分离力评定接触可靠性比测接触电阻有效。因为在实际检验中接触电阻件很少出现不合格，单孔分离力偏低超差的插孔，测量接触电阻往往仍合格。3) 接触电阻检验合格不等于接触可靠。在许多实际使用场合，汽车、摩托车、火车、动力机械、自动化仪器以及航空、航天、船舶等军用连接器，往往都是在动态振动环境下使用。实验证明仅用检验静态接触电阻是否合格，并不能保证动态环境下使用接触可靠。往往接触电阻合格的连接器在进行振动、冲击、离心等模拟环境试验时仍出现瞬间断电现象。故对一些高可靠性要求的连接器，许多设计员都提出最好能 100%对其进行动态振动试验来考核接触可靠性。最近，日本耐可公司推出了一种与导通仪配套使用的小型台式电动振动台，已成功地应用于许多民用线束的接触可靠性检验。这就是专业！
