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接触電気抵抗同時計測型摩擦摩耗試験機

コネクタ端子間の動摩擦係数測定と同時に接触電気抵抗を計測し、耐摩耗性をすべり性と抵抗変化の両面から評価する接触電気抵抗同時計測型摩擦摩耗試験機の接触電気抵抗計測方法を紹介いたします。

接触電気抵抗同時計測型摩擦摩耗試験機の電気抵抗計測方法と電流・電圧印加方法

一定荷重で材料表面を擦り続けると、表面に粉が発生したり表面コートが剥がれるといった摩耗破壊が発生いたします。一般的な摩擦試験機(弊社でも製造いたしております)では、この摩耗破壊を削れた量(深さや重量)や摩擦係数の変化から導くことが多いですが、摩耗する2物質間の電気抵抗を計測することで、表面変化による接触状態を電気抵抗値の変化としてご提供いたします。又、強制的な電圧印加状態を形成することで、電子の移動状態での摩耗発生を解析いたします。

電気抵抗計測方法

上の図は、電気抵抗計測及び、電流・電圧印加ラインの模擬図です。

電気抵抗計測には4端子法を用い測定対象部以外の電気抵抗を極力除去しております。この為、抵抗計測計から摩擦測定部へは4本の配線が結線され、試料ボールを固定するボールホルダと回転ステージ下部で交わるようになっております。回転ステージ部では、配線を施すことができないため、回転軸に水銀接点を用い配線することで、ベアリングや銅板接点等と比べ極力小さな抵抗に押さえることに成功いたしました。※水銀の使用出来ない環境下の場合は銅板接点を用います(ベース抵抗がUpしてしまいます)※装置内に水銀を使用しているため、お客様での廃棄をご遠慮頂いております。廃棄の際は弊社までご一報下さい。

測定の際は、抵抗計測計からの信号を摩擦測定部内の制御基板で摩擦力信号との同期を行った上で制御PCへDataを転送し、PC上で回転数と同期のとれた摩擦係数及び抵抗値のグラフをリアルタイムで描写いたします。

電流・電圧印加方法

接触電気抵抗同時計測型摩擦摩耗試験機には、摩耗部に電圧や電流を印加した状態で摩耗測定を行う機能があります。直流安定化電源を用い、電圧や電流を抵抗計測ラインに並列で配線してあります。ただし、測定部の抵抗変化により一定の電流や電圧を供給することが困難であることと、電圧及び電流の印加プロファイルを設定するため、電流・電圧ライン内に電子負荷装置を組み込んでおります。これにより、一定電圧及び電流での持続的な摩耗試験が可能となります。尚、電圧及び電流印加状態で、摩擦試験部への接触は感電の恐れが存在するため、インターロック信号による安全ラインも上図には記載されております。