接触力测试装置，这种接触力测试装置的应用以及用于制造这种接触力测试装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种接触力测试装置(10)，其具有测量探测器，该测量探测器可以与电接触元件(1，2)接触并测量与该电接触元件(1，2)接触的接触力(F)，并且其中，测量探测器(100)利用压电接收器(11)接收接触区域(3)中的接触力(F)。测量探测器(100)具有多个压电接收器(11，11′)。这些压电接收器(11，11′)通过接收器间隙(12，12′)彼此间隔开。测量探测器(100)具有保护套(107)，该保护套(107)在接触区域(3)中覆盖压电接收器(11，11′)和接收器间隙(12，12′)。

The contact force test device, the application of the contact force test device and the method for making the contact force test device

The invention relates to a contact force testing device (10), its measuring detector, the measurement detector can contact with the electrical components (1, 2) and the contact measurement and the electrical contact element (1, 2) of the contact force (F), and the detector (100) using piezoelectric receiver (11) receiving contact region (3) of the contact force (F). The measurement detector (100) has a plurality of piezoelectric receivers (11, 11 '). These piezoelectric receivers (11, 11 ') are spaced apart by a receiver gap (12, 12'). The measurement detector (100) has a protective sleeve (107), which covers a piezoelectric receiver (11, 11 ') and a receiver gap (12, 12') in the contact area (3).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】接触力测试装置，这种接触力测试装置的应用以及用于制造这种接触力测试装置的方法
本专利技术涉及一种带有测量探测器的接触力测试装置，一种这种接触力测试装置的应用以及一种用于制造这种接触力测试装置的方法。
技术介绍
压电材料被广泛用于接收压力、力和加速度。正如在由Springer出版社出版的G.Gautschi的书“压电式传感器”中所述，将诸如石英(SiO2单晶)、钙-亚镓-锗酸盐(Ca3Ga2Ge4O14或CGG)、硅酸镓镧(La3Ga5SiO14或LGS)、电气石、正磷酸镓等压电晶体切割成板状或杆状的元件，使这些元件承受机械应力。压电接收器因此形成一电容器，在该电容器中，压电材料被设置在两个接纳电极之间。在此，在直接的压电效应下产生与机械应力的大小成比例的电极化电荷。如果是在其表面法线平行于起作用的机械法向应力的压电材料表面上产生电极化电荷，则存在纵向压电效应。如果是在其表面法线垂直于起作用的机械法向应力的压电材料表面上产生电极化电荷，则存在横向压电效应。通过接纳电极，电极化电荷作为输出信号被接纳。接纳电极之间的电绝缘电阻为10ΤΩ。除了压电晶体之外，也可以如专利文献DE2831938A1中所公开的那样，作为压电材料使用压电陶瓷，例如钛酸钡(BaTiO3)、由钛酸铅(PbTiO3)和锆酸铅(PbZrO3)组成的混合物(PZT)等，以及使用压电聚合物，例如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚氯乙烯(PVC)等。电插拔连接装置具有例如接触插头、接触销等凸形接触元件并具有例如接触联接器、接触插座等凹形接触元件。凸形接触元件和凹形接触元件可以例如通过力配合可逆地相互接触。因此已知具有接触插座的片式接触，该接触插座沿纵向方向具有多个通过裂口被间隔开的片，这些片在外侧通过弹簧力将插入的接触销保持在接触重叠的区域中。这样的接触往往必须满足标准接触力。因此，在生产电插拔连接装置的过程中，在质量控制的范畴内需要检查：接触力是否满足预先限定的额定值。在此还要检查：电插拔连接装置在提高的使用温度140℃或还有160℃下是否彼此可靠地接触。压电聚合物可以被制作为厚度小于100μm的薄层，这点利用压电晶体不能做到。压电晶体的最小厚度是100μm。因此，对于非常扁平制造的接收器而言注定要使用压电聚合物。PVDF也具有比SiO2单晶体高约10倍的压电灵敏度。另一方面，PVDF的弹性模量比SiO2单晶体的弹性模量小约40倍，这点造成相对小的刚度，由此，PVDF仅能受限地被机械负载，这点又将使得输出信号质量相对差，该输出信号具有高滞后性并偏离线性度。PVDF还具有压电特性的高温相关性，由此其使用范围被限制在温度低于80℃，而压电晶体、例如LGS即使在600℃的温度下仍然可以使用。由专利文献DE4003552A1已知一种接触力测试装置，其具有用于测量电插拔连接时的接触力的测量探测器。该测量探测器具有一压电接收器，该压电接收器由一压电聚合物层制成，该压电聚合物层沿其长形伸展方向被中间地设置在两个带有接纳电极的层之间。压电接收器是电绝缘的。为此，在各层的接纳电极的上方和下方分别设置有一层电绝缘材料，并在其上面和下面又分别设置一盖板。待测试的接触插座可以经由盖板与测量探测器进行接触，测量探测器为此沉入到接触插座中。测量探测器沉入到接触插座中的长度被称为接触重叠。测量探测器的宽度和厚度为0.7mm，接触重叠的长度为1.0mm。目前，电插拔连接装置的几何尺寸变得越来越小，与之相应地，接触力测试装置也必须构建得越来越小。本专利技术的第一个目的是使已知的接触力测试装置进一步小型化并提出一种用于制造这种接触力测试装置的方法。此外，本专利技术还提出将接触力测试装置应用于对处于提高的使用温度下的电插拔连接装置进行测试。最后，该接触力测试装置应该被尽可能简单地构建、能便宜地制造、坚固且耐用、实现长使用寿命、高可用性和高测量精度。本专利技术也设立用于这些其他的目的。
技术实现思路
这些目的中的至少一个目的通过独立权利要求的特征来实现。本专利技术涉及一种接触力测试装置，其具有测量探测器，该测量探测器能够与电接触元件接触并测量与电接触元件接触的接触力，并且其中，测量探测器利用压电接收器接收接触区域中的接触力。测量探测器具有多个压电接收器，这些压电接收器通过接收器间隙彼此间隔开。测量探测器具有保护套，该保护套在接触区域中覆盖压电接收器和接收器间隙。因此，相对于根据专利文献DE4003552A1的现有技术，本专利技术的优点在于：测量探测器具有多个压电接收器，这些压电接收器在接触区域中多次接收电接触元件的接触力。为此，压电接收器通过接收器间隙彼此间隔开。保护套在接触区域中覆盖压电接收器和接收器间隙。由此，该保护套通过其力学伸展防止杂质侵入到测量探测器中，并且该保护套由于其力学伸展而形成对测量探测器的电屏蔽。由此使得接触力测试装置坚固耐用并具有高可用性和高测量精度。本专利技术还涉及一种这种接触力测试装置的应用以及一种用于制造这种接触力测试装置的方法。附图说明下面参照附图对本专利技术做示例性的详细说明。其中：图1示意性在视图中示出了一种电插拔连接装置，其在接触区域中以一接触力被可逆地接触；图2示出了穿过带有测量探测器的接触力测试装置的一种实施方式的截面图；图3示出了凹形接触元件的一种实施方式的视图，其接触力可通过根据图2的接触力测试装置来测量；图4示出了穿过根据图2的接触力测试装置的一截段的截面图，其中详细示出了测量探测器；图5示出了穿过根据图4的接触力测试装置的一截段的截面图，其中详细示出了测量探测器的接触区域；图6示出了穿过根据图5的接触力测试装置的一截段的截面图，其中详细示出了测量探测器的结构；图7示出了根据图2的接触力测试装置的立体图；图8示出了穿过根据图5的接触力测试装置的一截段的横截面图，其中详细示出了测量探测器在接触区域中的结构；图9示出了穿过根据图4的接触力测试装置的一截段的截面图，其中详细示出了测量探测器的保护帽和保护套；图10示出了穿过根据图9的测量探测器的一截段的截面图，其中详细示出了测量探测器的处于接触区域中的保护套；和图11示出了穿过根据图9的测量探测器的一截段的截面图，其中详细示出了测量探测器的处于紧固区域中的保护套。具体实施方式图1示意性地在视图中示出了一种电插拔连接装置。该电插拔连接装置具有接触销1形式的凸形接触元件，并且其具有接触插座2形式的凹形接触元件。接触销1能够与接触插座2可逆地接触。为此，接触销1沉入到接触插座2中，使得两个接触元件局部地重叠。接触销1在接触重叠的相应区域中以点划线示出。在以进行限界的虚线示出的接触区域3中发生力配合。接触插座2在接触重叠的该区域中被开槽，例如局部地通过至少一个接触插座裂口22使多个接触插座片21、21′彼此间隔开并由此构成一弹性元件。通过该弹性元件的向外弯曲来产生接触力F。接触插座2可以具有多个、例如六个接触插座片。接触元件由铜、铜合金等金属性材料制成。接触销1的直径在0.35mm至25.4mm的范围内。根据接触元件的大小而定，接触力F处在1N至10N的范围内。基于本专利技术的认知，例如在4mm弹簧插头(香蕉插头)的情况下，也可以将弹性元件安置在凸形接触元件上。图2示出了穿过具有测量探测器100的接触力测试装置10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接触力测试装置(10)，其具有测量探测器，所述测量探测器(100)能够与电接触元件(1，2)接触并测量与所述电接触元件(1，2)接触的接触力(F)，并且其中，所述测量探测器(100)利用压电接收器(11)接收接触区域(3)中的所述接触力(F)，其特征在于，所述测量探测器(100)具有多个压电接收器(11，11′)；所述压电接收器(11，11′)通过接收器间隙(12，12′)彼此间隔开；所述测量探测器(100)具有保护套(107)；并且所述保护套(107)在所述接触区域(3)中覆盖所述压电接收器(11，11′)和所述接收器间隙(12，12′)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.30 CH 00595/151.一种接触力测试装置(10)，其具有测量探测器，所述测量探测器(100)能够与电接触元件(1，2)接触并测量与所述电接触元件(1，2)接触的接触力(F)，并且其中，所述测量探测器(100)利用压电接收器(11)接收接触区域(3)中的所述接触力(F)，其特征在于，所述测量探测器(100)具有多个压电接收器(11，11′)；所述压电接收器(11，11′)通过接收器间隙(12，12′)彼此间隔开；所述测量探测器(100)具有保护套(107)；并且所述保护套(107)在所述接触区域(3)中覆盖所述压电接收器(11，11′)和所述接收器间隙(12，12′)。2.根据权利要求1所述的接触力测试装置(10)，其特征在于，所述压电接收器(11，11')围绕所述测量探测器(100)的中心轴线(XX′)彼此转动错开地设置；并且所述保护套(107)在所述接触区域(3)中关于所述中心轴线(XX′)从外部完全覆盖所述压电接收器(11，11')和所述接收器间隙(12，12')。3.根据权利要求1或2所述的接触力测试装置(10)，其特征在于，所述保护套(107)在所述接触区域(3)中力配合地紧贴在所述压电接收器(11，11')上。4.根据权利要求2或3所述的接触力测试装置(10)，其特征在于，所述测量探测器(100)具有基板(101)，所述基板沿所述测量探测器(100)的长形伸展方向设置；并且所述压电接收器(11，11')与所述基板(101)机械地连接。5.根据权利要求4所述的接触力测试装置(10)，其特征在于，每个压电接收器(11，11')具有第一层压电材料(102)，所述第一层压电材料在所述接触区域(3)中通过面向所述中心轴线(XX′)的一侧与所述基板(101)连接；每个压电接收器(11，11')具有一接纳电极(104)，所述接纳电极在所述接触区域(3)中通过面向所述中心轴线(XX′)的一侧与所述第一层压电材料(102)连接；每个压电接收器(11，11')具有第二层压电材料(103)，所述第二层压电材料在所述接触区域(3)中通过面向所述中心轴线(XX')的一侧与所述接纳电极(104)连接；每个压电接收器(11，11')具有盖板(105)，所述盖板在所述接触区域(3)中通过面向所述中心轴线(XX′)的一侧与所述第二层压电材料(103)连接。6.根据权利要求5所述的接触力测试装置(10)，其特征在于，所述第一层压电材料(102)在背向所述中心轴线(XX′)的一侧具有第一金属化部；所述第一金属化部与电导体(109，109')电连接；并且所述保护套(107)关于所述中心轴线(XX′)从外部完全覆盖该电连接。7.根据权利要求5或6所述的接触力测试装置(10)，其特征在于，所述盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·马斯特罗贾科莫，S·布兰登伯格，保罗·菲尔特，R·斯托布，罗尔夫·蒂尔，克劳迪奥·卡瓦洛尼，
申请(专利权)人：基斯特勒控股公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH