(完整版)接触电阻
接触电阻计算新方法
接触电阻计算新方法王刚;杜志叶【摘要】运用模糊系统对接触电阻进行建模.首先通过全因子法进行试验,得到足量试验数据,从试验数据中选出一部分能代表整个样本空间特征的数据作为训练数据训练模糊系统,剩下的作为测试数据对模糊系统进行测试,检测系统可靠性.然后在分析基本遗传算法与递推最小二乘算法特点的基础上,将二者结合形成混合算法,混合算法是在基本遗传算法之后进行递推最小二乘算法的运算.通过训练数据分别利用递推最小二乘算法、基本遗传算法、混合算法训练模糊系统,混合算法的收敛效果优于其他2种方法.通过训练数据建立基于回归分析的接触电阻模型.利用测试数据对各模型进行测试,并比较测试结果,混合算法训练模糊系统所得模型的测试效果是各模型中最好的.测试和比较结果说明若能得到足量训练数据,用混合算法训练模糊系统的方法对接触电阻进行建模是可行的.%The fuzzy system is used to model contact resistance.Firstly,the test is processed by the total factor method,and lots of data are obtained.The part that can reflect the characteristics of whole sample space is selected as the training data to train fuzzy system.The other part called testing data is used to evaluate the fuzzy system and verify the dependability of fuzzysystem.Afterwards,according to the characteristics of basic genetic algorithm and recursive least square algorithm,the two algorithms are combined to form hybrid algorithm,where the recursive least square algorithm is processed after basic genetic algorithm.By training data,fuzzy system is trained by recursive least square algorithm,basic genetic algorithm and hybrid algorithm,and it is found that the convergence ofhybrid algorithm is better than that of the other algorithms.Through using regression analysis,the model of contact resistance is found.All models are tested through testing data,the dependability is verified and the prediction result is compared.The fuzzy system obtained by hybrid algorithm has the best prediction effect.The result of the prediction and comparison shows that if the training data is enough,the fuzzy system trained by hybrid algorithm is reliable to predict contact resistance.【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(044)008【总页数】7页(P117-123)【关键词】接触电阻;模糊系统;基本遗传算法;递推最小二乘算法;混合算法;回归分析【作者】王刚;杜志叶【作者单位】平高集团有限公司国家电网高压开关设备绝缘材料实验室,河南平顶山 467001;武汉大学电气工程学院,湖北武汉 430072【正文语种】中文【中图分类】TM11;TP39电接触在电力电子、航空航天等领域普遍存在,接触电阻指电流在通过接触处时产生的一种附加电阻，反映了接触表面磨损情况、沉积物数量等，是衡量电接触可靠性的重要参数，由收缩电阻和膜电阻组成[1],高精度的接触电阻模型对保证电接触的可靠与稳定具有重要意义.接触电阻与很多因素有关，比如材料、表面粗糙度、接触压力等.国内外学者在接触电阻理论计算领域做了大量研究工作.Willanmson与Malucci分别建立了接触电阻的二级与三级收缩模型[2-3].Greenwood利用圆点代替金属表面接触点，得到收缩电阻模型[4].Lioner改进了Greenwood的模型，添加了形状因子，使模型的应用范围更广[5].Nakamura，Minowa分别用有限元与边界元的方法对收缩电阻进行了计算[6-8].李奎教授等通过有限元方法计算了接触电阻[9].堵永国等针对不同的电镀层建立了相应的接触电阻模型[10].王召斌等针对继电器接触电阻的变化，建立了相应的动力学模型[11].陈忠华等考虑了压力与电流对接触电阻的影响，建立了受电弓滑板与导线的接触电阻模型[12].影响接触电阻的因素很多，各影响因素之间的关系复杂，这使很多接触电阻理论模型的精度与可靠性难以满足要求.工程上常用经验公式计算接触电阻，经验公式局限性较大[13].人工智能领域的模糊系统可以利用平时积累的专家经验，通过提取数据信息逼近复杂的非线性关系，本文结合模糊系统，提出了接触电阻计算新方法. Mamdani型模糊系统(具有模糊器和解模糊器的模糊系统)集成了纯模糊系统与Takagi-Sugeno-Kang模糊系统的优点，克服了各自的缺点，得到了广泛应用.本文选用的Mamdani型模糊系统如下.式中:M为模糊规则数量；n为IF部分条件的数目；为IF部分隶属度函数的中心和宽度；为THEN模糊集中心；x1,x2,…,xn为模糊系统的输入；f(x)为模糊系统的输出.训练误差为:式中：e为训练误差；N为训练数据数目；x0,y0分别为训练数据的输入和输出.设计模糊系统的目标是尽量减小误差和简化为f和y，人类解决问题时，一般是在条件已知的情况下去研究结论，结合式(1)，确定被训练的参数为模糊系统模糊规则THEN部分模糊集中心l，通过递推最小二乘算法训练l，过程如下.设M)T，θ是由模糊规则THEN部分模糊中心组成的列向量，M是模糊规则数目.k=1，2,3，…,M式中:n为模糊规则IF部分条件的数目；为模糊规则IF条件部分高斯隶属度函数的中心；代表模糊规则IF条件部分高斯隶属度函数的宽度；x1,x2,…,xn为模糊系统的输入.b(x)=(b1(x),b2(x),…,bM(x))T，b(x)是由bk(x)(k=1，2,3，…,M)组成的列向量.这样模糊系统表达式(1)可以写为：f(x)=bT(x)θp=1,2,…,N(N为训练数据的数量，也是算法的迭代次数),递推最小二乘的迭代算法如下：θ(0)由模糊规则THEN部分模糊集的初始中心组成，P(0)=σI(σ是个很大的常数)，分别为训练数据p的输入和输出，θ(p)中的元素对应于模糊系统的参数l.递推最小二乘算法的过程是将数据依次读入式(3)～式(5)，每输入一个数据通过式(3)～式(5)调整一次θ(p)中的相应元素，也就是参数l，当数据全部输入后，算法结束，确定l的合理值以使误差e尽量小.基本遗传算法的全局搜索能力强，局部搜索能力弱，为了加强它的局部搜索能力，将其与递推最小二乘算法混合，每次遗传操作之后以一定的概率进行递推最小二乘算法的运算，整个算法结束后使用最优保存策略.基本遗传算法经常采用二进制编码，但由于递推最小二乘算法一般在实数环境下进行，为了保证数制的一致性，混合算法中的遗传算法采用实数编码，通过线性变换x(j)=a(j)+pj×(b(j)-a(j))把变化区间为[a(j) b(j)]第j个优化变量x(j)转化为变化区间为 [0 1]的实数pj.将所有变量对应的pj连在一起构成了解的新编码形式(p1,p2,…,pn)，这样所有变量的取值都统一到区间[0 1]上.混合算法流程如图1所示.基于模糊系统的建模方法的应用步骤为：第1 步：通过试验得到能代表样本空间(问题特征)的训练数据与区别于训练数据，用于检测系统可靠性的测试数据;第2步：对模糊系统进行初始化.需要初始化的有各语言变量的模糊集划分、模糊规则的制定、模糊规则中各相关参数的确定等;第3步：通过训练数据运用算法(包括递推最小二乘算法、基本遗传算法、混合算法)对模糊规则THEN部分模糊集中心l进行训练;第4步：训练完成后，通过测试数据对模糊系统进行测试，检验系统可靠性.本文研究的是在材料确定的情况下，接触电阻与接触压力、表面粗糙度的关系.在螺栓直径不变的情况下，单个螺栓接触压力与螺栓的拧紧力矩成线性关系[14]，所以单个螺栓的接触压力可以用单个连接螺栓的拧紧力矩表示.为了保证准确性，所有螺栓的拧紧力矩取值相同，这样所有螺栓的接触压力相同，总的接触压力为所有螺栓的接触压力之和，螺栓数量是固定的，这样总的接触压力与单个螺栓的拧紧力矩成线性关系，所以选取每个连接螺栓的拧紧力矩、接触处表面粗糙度作为模糊系统的输入，接触电阻作为模糊系统的输出.试验在国家电网平高集团有限公司进行，试件为两块长800 mm，宽380 mm，厚20 mm的铝板，通过24个M16的螺栓连接.试件的连接如图2所示，使用回路电阻测试仪进行接触电阻的测量，使用可调式扭力扳手对连接螺栓进行预紧.根据工程经验确定试验输入参数的取值范围.试验使用的最大拧紧力矩为190 N·m，拧紧力矩范围主要是76～190 N·m，步长为9.5 N·m，同时包括所使用力矩扳手的最小拧紧力矩40 N·m.接触处的表面粗糙度分别为25 μm,6.3 μm和3.2 μm.试验采用全因子法设计，力矩的值依次为40，76，85.5，95，104.5，114，123.5，133，142.5，152，161.5，171，180.5，190；表面粗糙度依次为25，6.3，3.2.一共得到14×3=42组试验数据，选出36组能代表样本空间特征的试验数据作为训练数据，训练模糊系统，剩下的6组数据作为测试数据对模糊系统进行测试，检测系统可靠性.将试验重复进行3次以保证样本数据的准确性.这样形成36×3=108组训练数据，6×3=18组测试数据.部分训练数据与测试数据见表1和表2.2.1 模糊系统初始化根据积累的专家经验，结合数据特点，对模糊系统进行初始化.初始化对象包括各语言变量的模糊集划分、模糊规则的制定及相关参数(各模糊集中心与宽度等)的确定等.根据专家经验对模糊规则IF部分的语言变量进行模糊集划分，为高斯隶属度函数的中心，代表相应隶属度函数的宽度.拧紧力矩：非常小(A1)、很小(A2)、比较小(A3)、小(A4)、适当(A5)、大(A6)、比较大(A7)、很大(A8);各语言变量的模糊集中心依次为为6;表面粗糙度：小(B1)、适当(B2)、大(B3);各语言变量的模糊集中心依次为为2.模糊规则THEN部分的语言变量‘接触电阻’被划分为11个模糊集:C1，C2，C3，…，C11;各模糊集的初始中心依次为6.4 μΩ，6.8 μΩ，7.2 μΩ,….由专家经验得到24条模糊规则，见表3.模糊规则1表示如果拧紧力矩T非常小(A1)，表面粗糙度Ra大(B3)，则接触电阻R为C11，其他模糊规则的含义类似.设计模糊系统的目的是在其他参数不变的条件下，调整参数l ，使误差e尽量小.2.2 模糊系统的训练分别用递推最小二乘算法、基本遗传算法、混合算法训练模糊系统，比较收敛效果.为了把收敛过程表达得更清楚，将迭代过程中的关键误差点用标示符标出，3种算法的收敛过程见图3，优化后的THEN部分模糊集中心依次为6.1 μΩ,6.9 μΩ,7.4 μΩ,….由图3得混合算法训练模糊系统稳定后的误差为0.8 (μΩ)2，递推最小二乘算法训练模糊系统稳定后的误差为1.6 (μΩ)2，基本遗传算法训练模糊系统稳定后的误差为4.2 (μΩ)2，混合算法训练模糊系统的收敛效果是3种方法中最好的，这主要是由于混合算法集成了递推最小二乘算法和基本遗传算法的优点，克服了各自的缺点，达到了较好的收敛效果.通过训练数据建立接触电阻的回归分析模型，取全因子多项式作为回归函数.回归分析建模的条件是矛盾方程组系数矩阵的秩与回归函数中待定系数个数相等.当1次和2次全因子多项式作为回归函数时，待定系数个数依次为3,6，矛盾方程组系数矩阵的秩依次也为3,6，满足条件，可以建立接触电阻的回归分析模型.由于回归函数中待定系数的个数与矛盾方程组系数矩阵的列向量数相等，所以回归分析建模条件也可以表述为矛盾方程组的系数矩阵为列满秩矩阵.当回归函数取为3次全因子多项式时，矛盾方程组的系数矩阵有10列，而矛盾方程组系数矩阵的秩为9，说明矛盾方程组系数矩阵含有相关的列向量，不满足回归分析建模条件，无法建立接触电阻的回归分析模型.由于3次全因子多项式作为回归函数时，矛盾方程组的系数矩阵含有相关的列向量，所以当回归函数为4次或4次以上的全因子多项式时，矛盾方程组的系数矩阵必然也含有相关的列向量，无法满足回归分析建模条件，无法建立接触电阻的回归分析模型.综上所述，3次或3次以上全因子多项式作为回归函数时，无法建立接触电阻的回归分析模型.当2次全因子多项式作为回归函数时，通过训练数据得到接触电阻的回归分析模型为Δt=-4.149 8×10-5T2-1.222 2×10-4TRa-0.002 7Ra2-0.008 5T+0.141 4Ra+9.389 7式中:T为螺栓的拧紧力矩，Ra为表面粗糙度.拟合优度R2=0.9，拟合效果较理想. 利用测试数据对各模型进行测试，包括递推最小二乘算法训练模糊系统、基本遗传群算法训练模糊系统、混合算法训练模糊系统和回归分析模型，结果见表4.由表4知，由混合算法所得模型预测的绝对误差大部分布在0～0.5 μΩ，优于其他方法.各模型的绝对误差最大值与平均值见图4和图5，相对误差最大值与平均值见图6和图7.由图4～图7知混合算法训练模糊系统所得接触电阻模型预测的误差绝对值最大值为0.7 μΩ，平均值为0.44 μΩ；相对误差最大值为9%，平均值为6.24%.与递推最小二乘算法训练模糊系统所得模型相比，预测的误差绝对值平均值下降了0.18 μΩ，相对误差平均值下降了2.67%；误差绝对值最大值下降了0.3 μΩ，相对误差最大值下降了4.89%.与基本遗传算法训练模糊系统所得模型相比，预测的误差绝对值平均值下降了0.97 μΩ，相对误差平均值下降了14.03%，误差绝对值最大值下降了1.2 μΩ，相对误差最大值下降了20.69%，与回归分析模型相比，预测的误差绝对值平均值下降了0.54 μΩ，相对误差平均值下降了7.57%，误差绝对值最大值下降了0.8 μΩ，相对误差最大值下降了11.83%.无论是绝对误差还是相对误差，最大值还是平均值，由混合算法训练模糊系统所得接触电阻模型的预测效果都是所有模型中最优的.由于基于2次全因子多项式的回归分析无法体现接触电阻与表面粗糙度、螺栓拧紧力矩的关系，所以回归分析模型的预测效果较差.基本遗传算法虽然全局搜索能力较强，但局部搜索能力较弱，所以由基本遗传算法训练模糊系统所得模型的预测效果也较差.递推最小二乘算法的局部搜索能力较强，全局搜索能力较弱.混合算法集成了基本遗传算法与递推最小二乘算法的优点，克服了各自的缺点，混合算法训练模糊系统所得接触电阻模型能够较准确体现表面粗糙度、螺栓拧紧力矩与接触电阻的关系，所以此模型的预测效果是所有模型中最好的，它的各测试点预测值见表5.由表5知在用第1组测试数据检验模糊系统可靠性时，预测的误差绝对值达到最大，为0.7 μΩ，相对误差也达到最大，为9%.本文根据接触电阻的特点，提出了基于模糊系统的接触电阻建模新方法，结论如下：1)将递推最小二乘算法与基本遗传算法结合得到混合算法，分别用递推最小二乘算法、基本遗传算法、混合算法训练模糊系统的方法对接触电阻进行建模.混合算法训练模糊系统的收敛效果是3种方法中最好的.2)建立基于回归分析的接触电阻模型.利用测试数据对各模型进行测试，检验其可靠性，由混合算法训练模糊系统所得模型的测试效果是各模型中最好的.3)收敛和预测结果说明若能通过试验得到能代表样本空间的足量训练数据，同时能根据专家经验对模糊系统进行合理的初始化，则由混合算法训练模糊系统的方法对接触电阻进行建模是可行的.本文所提方法不仅能对接触电阻进行建模，也为解决电气或其他领域内的复杂非线性问题提供了一个参考.【相关文献】[1] 程礼椿.接触理论及应用[M].北京：机械工业出版社,1988：6-32.CHENG Lichun.Theory and application of contact[M].Beijing:Mechanical IndustryPress,1988：6-32.(In Chinese)[2] WILLAMISON J B P.The microworld of the contact spot[C]//The 27th Holm Conference on Electrical Contact.Shanghai,1981:236-242.[3] MALUCCI R D.Multispot model of contacts based on surface features[C]//Proc 36th IEEE Holm Conf Elect Contacts.Mont-real,Canada:IEEE,1990:625-634.[4] GREENWOOD J A.Constriction resistance and the real area of contact[J].Brit J Appl Phys,1966,17:1621-1632.[5] LIONEL Boyer.Contact resistance calculations:gene-raliza-lions of greenwood's formula including interface films[J].IEEE Transactions on Components and Packing Technologies,2001,24(1):50-59.[6] NAKAMURA M,MINOWA puter simulation for the conductance of a contact Interface[J].IEEE Transactions on Components,Hybrids and ManufacturingTechnology,1986,18(6):150-155.[7] NAKAMURA M,MINOWA I.Film resistance and constriction effect of current in a contact interface[J].IEEE Trans on Comp Hybrids Manufact Technol,1989,12(1):109-113.[8] NAKAMURA M.Constriction resistance of conducting spots by the boundary element method[J].IEEE Trans on Comp,Hy-Grids,Manufact Technol,1993,16(3):339-343.[9] 李奎，张冠生，陆俭国.含膜触头静态接触下接触电阻有限元模型及其分析[J].电工技术学报，1998,13(1):27-31.LI Kui,ZHANG Guansheng,LU Jianguo.The finite element model and analysis for static contact re-sistance with film [J].Transactions of China ElectrotechnicalSociety,1998,13(1):27-31.(In Chinese)[10]堵永国，张为军，鲍小恒.电接触与电接触材料[J].电工材料，2005(4):38-44.DU Yongguo,ZHANG Weijun,BAO Xiaoheng.The electrical contact and electrical contact materials[J].Electrical Engine-ering Materials,2005(4):38-44.(In Chinese)[11]王召斌，翟国富，黄晓毅.电磁继电器贮存期接触电阻增长的动力学模型[J].电工技术学报，2012,27(5):205-211.WANG Zhaobin,ZHAI Guofu,HUANG Xiaoyi.Kinetic model of contact resistance increment of electromagnetic relay in storage[J].Transactions of China ElectrotechnicalSociety,2012,27(5):205-211.(In Chinese)[12]陈忠华，石英龙，时光，等.受电弓滑板与接触网导线接触电阻计算模型[J].电工技术学报，2013,28(5):188-195.CHEN Zhonghua,SHI Yinglong,SHI Guang,et al.Calcu-lation model of the contact resistance between pantograph slide and contact wire[J].Transactions of China Electrotechnical Society,2013,28(5):188-195.(In Chinese)[13]许军，李坤.电接触的接触电阻研究[J].电工材料，2011(1):10-13.XU Jun,LI Kun.The research on resistance of electrical contact[J].Electrical Engineering Materials,2011(1):10-13.(In Chinese)[14]秦大同，谢里阳.现代机械设计手册(第1卷)[M].北京：化学工业出版社，2011：106-139. QIN Datong，XIE Liyang.Modern mechanical design handbook(volumefirst)[M].Beijing:Chemical Industry Press，2011：106-139.(In Chinese)。
接触压力 接触电阻-概述说明以及解释
接触压力接触电阻-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：在电气领域中，接触压力和接触电阻是两个重要的概念。
接触压力指的是连接器或接插件中两个导体之间产生的力，它影响着导体之间的紧密度和电流的传输效率。
而接触电阻则是指两个导体之间接触面产生的电阻，它直接影响着电路的稳定性和性能。
本文将重点探讨接触压力和接触电阻的定义、影响因素以及测量方法，旨在帮助读者加深对这两个概念的理解，提高电路连接的稳定性和可靠性。
1.2 文章结构文章结构需要清晰明了，以便读者能够更好地理解接触压力和接触电阻的关系。
本文将首先介绍接触压力的定义和影响因素，然后探讨接触电阻的定义和测量方法。
最后，将总结接触压力和接触电阻在电子设备中的重要性和意义。
通过这样的结构，读者将能够全面了解接触压力和接触电阻在电子领域中的重要作用。
1.3 目的目的部分:本文旨在深入探讨接触压力和接触电阻这两个概念在实际工程中的重要性和应用。
通过分析接触压力的定义和影响因素，探讨其对设备性能和可靠性的影响；并介绍接触电阻的定义和测量方法，探讨其在电气系统中的重要意义。
通过本文的阐述，读者将能够更全面地了解这两个参数在工程实践中的作用，为工程设计和运行提供参考依据。
同时，也可以帮助读者更好地理解接触压力和接触电阻在电气设备中的重要性，以提高设备的效率和可靠性。
2.正文2.1 接触压力2.1.1 定义接触压力是指两个接触面之间所受的压力。
在电气连接中，接触压力是指连接器上连接的两个金属表面所施加的力量。
良好的接触压力可以确保电流传输的稳定性和可靠性。
2.1.2 影响因素接触压力的大小受到多种因素的影响，包括连接器的设计、材料的性质、连接表面的平整度等。
正常情况下，接触压力越大，接触面的接触面积就越大，从而减小接触电阻，提高电流传输的效率。
在一些特殊情况下，过大的接触压力也可能导致连接器的损坏或损坏，因此在设计和使用连接器时需要合理控制接触压力的大小，以确保良好的电气连接效果。
接触电阻
导体的接触面积和接触电阻作者：林勇发布日期：2009-4-17 10:06:41 (阅577次)关键词: 工业插头插座驳克码 MARECHAL（摘要：在电流的传输过程中两个表面宏观接触表面应该等于导线的截面面积，两个导体真正相接触的部分只是一定数量的点，由于材料表面的不平整性，真正的接触面积要比宏观上看到的接触表面要小。
关键词：接触电阻，驳克码）在我们给客户讲解产品的过程当中有一个经常被问到的问题，“你们这种触点连接的插头插座，导体截面积够吗？”，“触点连接比插针套筒连接的接触面积小，能保证连接可靠吗？”电气工程师都知道，电流越大，必须使用越粗大的电缆。
有些人自然认为接触的面积应该等于导线的截面面积，因而对电气连接器的可靠性提出怀疑。
实际上，两个表面宏观接触表面应该等于导线的截面面积，两个导体真正相接触的部分只是一定数量的点，由于材料表面的不平整性，真正的接触面积要比宏观上看到的接触表面要小。
（图2）优质的开关设备产品大都采用用银合金的接触点，通常触点是半球形的，而且把重点放在施加的力上而不是放在假定的接触面积上。
种概念在接触器或者断路器制造业中得到广泛采用。
从这个意义上讲，插头和插座是一个例外。
1．接触电阻的物理概念无论使用哪一种接触，导体接触的不连续性会产生一个附加的电阻——称为“接触电阻”）。
这个电阻比接触器自身的电阻（在没有接触面存在时）要大。
这个电阻值将决定连接的质量，因为：接触电阻阻值越高，则接触电阻上的压降越大，因而接触点释放的热量将越多。
如果温度上升到一定的极限，接触点就会损坏。
温度越高，损坏就越快，这种现象会迅速蔓延。
接触点接触电阻主要由以下两个参数决定：接触表面的状态λ所施加力的作用（图4）λ1．1 接触表面的状态三个主要参数决定了接触表面的状态：（图1）物理化学结构λ从微观角度来看，一个表面的物理化学结构是非常复杂的，周围环境中的外来元素与材料发生反应形成一个表面层，通常称为“侵蚀层”。
接触电阻——精选推荐
[浏览次数：1832次]接触电阻无论使用哪一种接触，导体接触的不连续性会产生一个附加的电阻——称为“接触电阻”）。
这个电阻比接触器自身的电阻（在没有接触面存在时）要大。
这个电阻值将决定连接的质量，因为：接触电阻阻值越高，则接触电阻上的压降越大，因而接触点释放的热量将越多。
如果温度上升到一定的极限，接触点就会损坏。
温度越高，损坏就越快，这种现象会迅速蔓延。
目录∙接触电阻的参数∙接触电阻的组成∙接触电阻的总值∙接触电阻的参数o接触点接触电阻主要由以下两个参数决定：接触表面的状态和所施加力的作用三个主要参数决定了接触表面的状态：1，物理化学结构从微观角度来看，一个表面的物理化学结构是非常复杂的，周围环境中的外来元素与材料发生反应形成一个表面层，通常称为“侵蚀层”。
2，表面的粗糙度一个表面的粗糙度是复杂的，表面的粗糙度由所采用的生产技术所决定，而且通常具有随机性和不可重复。
它引入了材料挤压压力及塑性变形的概念。
3，表面的几何形状从宏观角度来看，一个接触表面的几何形状是比较容易确定的。
这个形状将决定在两个表面之间宏观的接触面积。
∙接触电阻的组成o接触电阻有两部分组成：1、约束电阻约束电阻是由于当电流线穿过一些“元素接触点“处产生偏移而造成的。
2、薄膜电阻薄膜电阻是由于在接触表面上的污染或氧化层造成的。
∙接触电阻的总值o由于材料钢性及粗糙度的影响，实际的机械接触不是发生在整个宏观的接触面上。
机械接触只发生在一定数目的接触点上，称为“元素接触点”。
接触电阻的总值由以下几点决定：△接触点的几何形状（几何形状决定了接触点的可见接触面积），△两个导体间施加的压力，△材料的导电率，△材料的硬度和粗糙度，△表面层的导电系数，尤其是在表面被侵蚀的状态下。
[浏览次数：1259次]薄膜电阻薄膜电阻器是用蒸发的方法将一定电阻率材料蒸镀于绝缘材料表面制成,具有均匀厚度薄膜电阻的量度。
通常被用作评估半导体掺杂的结果。
这种工艺的例子有：参杂半导体领域（比如硅或者多晶硅），以及被丝网印刷到薄膜混合微电路基底上的电阻。
接触电阻率计算公式
接触电阻率计算公式
摘要：
1.接触电阻率计算公式的概述
2.接触电阻率计算公式的分类
3.接触电阻率计算公式的应用
4.接触电阻率计算公式的优缺点
正文：
一、接触电阻率计算公式的概述
接触电阻率计算公式，是一种用于计算材料接触电阻的数学公式。
接触电阻，是指在两个接触的金属导体之间，由于接触表面间的微观不平整性而导致的电阻。
接触电阻会影响电路的稳定性和电器设备的性能，因此接触电阻率计算公式在工程应用中具有重要意义。
二、接触电阻率计算公式的分类
接触电阻率计算公式可以分为两种：一种是理论计算公式，另一种是实验测量公式。
1.理论计算公式：主要依据电阻定律和接触电阻的微观原理推导得出。
其中最常用的是Vogt 公式。
2.实验测量公式：主要通过实验测量接触电阻的方法得出，如四端电阻法、双环法等。
三、接触电阻率计算公式的应用
接触电阻率计算公式广泛应用于各种金属、合金、半导体材料的接触电阻
测量，以及电气设备、电子元器件的性能检测和质量控制。
四、接触电阻率计算公式的优缺点
优点：
1.接触电阻率计算公式提供了一种定量的方法来描述接触电阻，有助于深入了解接触电阻的特性。
2.接触电阻率计算公式可以为工程应用提供参考依据，有助于提高电气设备的性能和可靠性。
缺点：
1.接触电阻率计算公式的推导过程较为复杂，对理论知识要求较高。
2.实验测量公式受到实验条件和操作技巧的影响，测量结果可能存在一定误差。
总之，接触电阻率计算公式在理论研究和实际应用中都具有重要意义。
接触电阻
一、作用原理在显微镜下观察接触件的表面，尽管镀层十分光滑，则仍能观察到5-10微米的凸起部分。
因此一对接触件的接触，并不是整个接触面（线）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，由于其表面能较高，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，接触电阻（Rc）由以下两部分组成：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）形成的电阻，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。
所以确切地说，也可把膜层电阻称为界面电阻或表面电阻。
二、影响因素接触电阻主要受接触件材料、接触压力、接触形式、表面状态、温度、使用电压和电流等因素影响。
1)接触件材料构成电接触的金属材料的性质直接影响接触电阻的大小，这些性质包括金属材料的电阻率ρ、布氏硬度HB、化学性能以及金属化合物的机械强度和电阻率等。
材料的电阻率或硬度越大，则接触电阻也越大。
2)接触压力接触件的接触压力是指施加于彼此接触的表面并垂直于接触表面的力。
随着接触压力增加，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。
第二部分接触电阻的基本概念（ＰＤＦ）
驳克码（MARECHAL）点接触式工业插座技术资料之二：第二部分 接触电阻的基本概念所有的电气工程师都知道，电流越大，必须使用越粗大的电缆。
有些人自然认为接触的面积应该等于导线的横截面面积。
实际上，两个表面真正直接相接触的面是由一些点构成的，由于材料表面的不平整性，真正的接触面积要比宏观上看到的接触表面要小。
唯一容易测量的值是整体作用在接触面上的力。
这个力会被分解到三个（保持稳定位置需要的最小的斑点数）或更多个的接触斑点上。
无论怎样努力去扩大接触面积，但电子磁力线只通过两个接触导体之间有限的几个斑点上，这些斑点的总面积实际上比宏观上的接触面要小。
电子通过“欧姆系统”( Ohmic system)（“清洁”接触，金属对金属）、隧道效应或热电子效应（fritting voltage烧结电压）进行传输,具体采用哪种传输方式由受材料的氧化和污染产生的表面绝缘层的厚度来决定。
世界上所有开关设备的制造商都使用银合金的接触点，通常是半球形的，而且把重点放在施加的力上而不是放在假定的接触面积上。
而且这种方法理念在接触器以及断路器制造业中得到广泛采用。
从这个方面讲，插头和插座是一个例外。
物理概念§2.12.1 物理概念物理概念无论使用哪一种接触，接触导体的不连续性会产生一个附加的电阻（称为“接触电阻“）。
在没有接触的情况下,这个电阻比接触的两方中的一个的电阻要大。
这个电阻的阻值将决定接触的质量，因为：接触电阻阻值越高，则接触电阻上的压降越大，因而接触点释放的热量将越多。
如果温度上升到一定的极限，接触点就会损坏。
因为温度越高，损坏的速度就越快，这种现象会很快蔓延。
一个接触点的状态（它的阻值）主要由以下两个参数决定：接触表面的状态所施加力的作用§2.2接触表面的状态2.2 接触表面的状态接触表面的状态接触表面的状态由以下三个参数决定了：（图7）它的物理化学结构从微观角度来看，一个表面的物理化学结构是非常复杂的，周围环境中的外来元素与材料发生反应形成一个表面层，通常称为“侵蚀层”。
接触电阻率计算公式
接触电阻率计算公式摘要：一、接触电阻率的概念与意义二、接触电阻率计算公式的推导三、接触电阻率计算实例与应用四、影响接触电阻率的因素五、接触电阻率在实际工程中的应用正文：接触电阻率是描述材料导电性能的一个重要参数，它在电气、电子、能源等领域具有广泛的应用。
接触电阻率是指在两个接触面之间，单位面积上的电阻。
其计算公式为：ρ_c = ρ_1 * ρ_2 / (ρ_1 + ρ_2)其中，ρ_1和ρ_2分别为两个接触材料的电阻率。
接触电阻率计算实例：假设我们需要计算铜与铜之间的接触电阻率，已知铜的电阻率为ρ_cu = 1.68 * 10^-8 Ω·m。
那么，根据接触电阻率计算公式，我们可以得到：ρ_c = ρ_cu * ρ_cu / (ρ_cu + ρ_cu) = 1.68 * 10^-8 Ω·m * 1.68 * 10^-8 Ω·m / (1.68 * 10^-8 Ω·m + 1.68 * 10^-8 Ω·m) ≈ 9.08 * 10^-17 Ω·m 接触电阻率在实际工程中的应用：接触电阻率在电缆、电线、触头等电气设备的设计与选材中具有重要意义。
例如，在高压输电线路中，为了降低输电线路的电阻损耗，需要选择电阻率低的导线材料，如铝合金、铜等。
此外，在电动汽车等领域，接触电阻率也是影响电池性能的关键因素，优化接触电阻率可以提高电池的充放电效率和使用寿命。
影响接触电阻率的因素：1.接触面积：接触面积越大，接触电阻率越小。
2.接触压力：接触压力越大，接触电阻率越小。
3.接触材料：不同材料的接触电阻率不同，一般金属材料的接触电阻率较小。
4.表面粗糙度：表面粗糙度越大，接触电阻率越大。
5.环境温度：环境温度越高，接触电阻率越大。
通过了解接触电阻率的计算公式和影响因素，我们可以更好地在实际工程中应用接触电阻率，优化电气设备的设计与选材。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
接触电阻
接触电阻产生的原因有两个：第一，由于接触面的凹凸不平，金属的实际接触面减小了，这样，当电流流过导体时，使电流线在接触面附近发生了严重的收缩现象，即在接触面附近导体有效的导电截面大大缩小，因而造成电阻的增加，这个电阻称为收缩电阻。
第二，接触面在空气中可能迅速形成一层导电性能很差的氧化膜附着于表面，也使电阻增大了，这部分电阻称为膜电阻。
因此，接触电阻是由收缩电阻和膜电阻组成。
导体的接触形式大体分为点接触，线接触和面接触，这几种接触形式对接触电阻的影响是不相同的。
点接触时对接触电阻的影响主要是收缩电阻大，而面接触时对接触电阻的影响则是膜电阻，线电阻介于两者之间。
因而，接触电阻的大小不仅取决于收缩电阻，还有膜电阻的影响。
而接触压力对接触电阻的影响是十分重要的，没有足够的压力，只靠加大接触面，并不能使接触电阻有明显的下降。
增加接触压力，可以增加接触点的有效接触面积，同时，当接触点的压强超过一定值时，可以使触点的材料产生塑性变形，表面膜被压碎出现裂缝，增大了金属的接触面，使接触电阻迅速下降，因此，加大接触压力，使收缩电阻和膜电阻都减小，总的接触电阻将减小。
除了以上影响接触电阻的因素以外，还有材料的性质，接触表面的加工情况，触点的密封情况等等都会对接触电阻产生影响。
因此，我们在日常维护和排除线路故障的时候，也要充分考虑接触电阻的影响。
我们经常在排除线路故障时会发现由于插头的腐蚀，在插钉表面就会形成一层无机膜或插钉变形，导致插钉的接触电阻增大，发生故障。
因此，我们在对插头进行施工或维护时，一定要严格按照维护手册的标准进行。
在安装插头时，应该仔细检查插头与插座内的插钉，不能有破损，弯曲，腐蚀等情况，也不要人为的去破坏插头的封严部分，对于特殊区域的插头要采取特殊的防护，比如对插头进行封严等。
对于某些工作环境比较恶劣的地方，如发动机本体上的插头，在安装时一定要注意，要对插头进行保险，一些特殊的插头一定要按照标准打好力矩，否则插头在发动机的高频振动下会松脱，有的会使插头内的插钉接触不良，造成跳火，灼伤插钉，使之工作不可靠和缩短使用期限。
接触电阻：
触点有四种工作状态，即：闭合状态、断开过程、断开状态、闭合过程。
在理想情况下，触点闭合时其接触电阻为零；触点断开时接触电阻为无穷大；在闭合过程中接触电阻瞬时由无穷大变为零；在断开过程中接触电阻瞬时由零变为无穷大。
但实际上，在闭合状态时耦合触点间有接触电阻存在，若接触电阻太大，就可能导致被控电路压降过大或不通；在断开状态时要求触点间有一定的绝缘电阻，若绝缘电阻不足就可能导致击穿放电，致使被控电路导通；在闭合过程中有触点弹跳现象，可能破坏触点的可靠闭合；在断开过程中可能产生电弧破坏触点可靠断开。
无论使用哪一种接触，导体接触的不连续性会产生一个附加的电阻——称为“接触电阻”。
这个电阻比接触器自身的电阻（在没有接触面存在时）要大。
这个电阻值将决定连接的质量，因为：接触电阻阻值越高，则接触电阻上的压降越大，因而接触点释放的热量将越多。
如果温度上升到一定的极限，接触点就会损坏。
温度越高，损坏就越快，这种现象会迅速蔓延。