彈簧接觸插針裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種彈簧接觸插針裝置，其具有彈簧接觸插針，該彈簧接觸插針具有插針殼體，接觸元件可縱向移動(dòng)地支承在該插針殼體中并由相對(duì)于移動(dòng)方向起作用的彈簧裝置加載力，其中，接觸元件與彈簧接觸插針裝置的至少一個(gè)第一接口相連接，并且通過接觸區(qū)域從插針殼體向外突出，以與電測(cè)試對(duì)象進(jìn)行電接觸。該彈簧接觸插針裝置具有位置傳感器，其中，接觸元件為了傳遞其行程而與用于檢測(cè)其行程位置的位置傳感器的可移動(dòng)傳感元件相連接。
【專利說明】彈簧接觸插針裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有彈簧接觸插針的彈簧接觸插針裝置，該彈簧接觸插針具有插針殼體，接觸元件可縱向移動(dòng)地支承在插針殼體中并由相對(duì)于移動(dòng)方向起作用的彈簧裝置加載力，其中，接觸元件與彈簧接觸插針裝置的至少一個(gè)第一接口電連接，并且通過接觸區(qū)域從插針殼體向外突出，以與電測(cè)試對(duì)象進(jìn)行電接觸。
【背景技術(shù)】
[0002]上述類型的彈簧接觸插針裝置是公知的。彈簧接觸插針裝置的彈簧接觸插針用于對(duì)電測(cè)試對(duì)象進(jìn)行電接觸，以測(cè)試其性能。通過查詢彈簧接觸插針的電觸點(diǎn)，使用是/否的描述方式就足以完成對(duì)電測(cè)試對(duì)象的存在性測(cè)試。如果使用開關(guān)插針作為彈簧接觸插針，其在登錄期間也同樣看作是彈簧接觸插針，則關(guān)于測(cè)試對(duì)象在預(yù)先設(shè)定的測(cè)試區(qū)域(開關(guān)插針的開關(guān)區(qū)域)中的存在或位置也可以使用是/否的描述方式來確定。在此，開關(guān)插針的位置必須通過校準(zhǔn)操作相對(duì)于測(cè)試對(duì)象的位置加以調(diào)整。這種借助于彈簧接觸插針實(shí)現(xiàn)的位置確定的準(zhǔn)確性不是很高(大約+/-0.2mm)。此方法不能定量地說明測(cè)試對(duì)象的絕對(duì)位置，而是只涉及到該位置是在預(yù)先設(shè)定的機(jī)械公差范圍之內(nèi)或之外。此外，由于機(jī)械公差可以直接計(jì)入測(cè)量結(jié)果中并且其自身也可能會(huì)不適宜地加入，因此可能會(huì)出現(xiàn)原則性的測(cè)量誤差。這樣產(chǎn)生的測(cè)試結(jié)果的表述是有限的。常用的彈簧接觸插針(即非開關(guān)插針)可以實(shí)現(xiàn)與測(cè)試對(duì)象的電接觸，但是不具有電開關(guān)路徑，其只能用于電測(cè)試以及僅能以上述粗略的描述方式(測(cè)試對(duì)象存在或測(cè)試對(duì)象不存在)用于存在性測(cè)試，在此，電誤差(例如沒有電勢(shì))不能說明測(cè)試對(duì)象是否有缺陷或者其是否不存在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此，本發(fā)明目的在于提供一種上述類型的彈簧接觸插針裝置，其可以靈活地使用并能夠?qū)﹄姕y(cè)試對(duì)象進(jìn)行更準(zhǔn)確、更全面的測(cè)試。
[0004]該目的根據(jù)本發(fā)明在考慮到上述已知的彈簧接觸插針裝置的情況下通過本發(fā)明的彈簧接觸插針裝置實(shí)現(xiàn)，該彈簧接觸插針裝置具有位置傳感器，在此，接觸元件為了傳遞其行程而與位置傳感器的可移動(dòng)傳感元件相連接，在此，位置傳感器用于檢測(cè)接觸元件的行程位置。根據(jù)本發(fā)明的工作原理不僅能夠電接觸測(cè)試對(duì)象，而且同時(shí)還可以通過位置傳感器確定測(cè)試對(duì)象的精確位置。這種位置檢測(cè)可以通過接觸元件的行程(工作行程)實(shí)現(xiàn)。因此，彈簧接觸插針的接觸元件實(shí)現(xiàn)了與測(cè)試對(duì)象的電接觸，并且考慮到其在測(cè)試過程中相對(duì)于彈簧裝置所實(shí)現(xiàn)的行程而同時(shí)作為“探測(cè)元件”，在此，該行程可以導(dǎo)致位置傳感器的傳感元件的相應(yīng)位置移動(dòng)，因此，在長(zhǎng)度測(cè)量框架中的位置傳感器可以確定測(cè)試對(duì)象的位置。在本發(fā)明的原理中涉及到雙重功能，其中，結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明的位置傳感器的特征的彈簧接觸插針能夠同時(shí)執(zhí)行兩種測(cè)量，即電測(cè)量和位置測(cè)量。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一種擴(kuò)展方案，將位置傳感器設(shè)置在彈簧接觸插針的插針殼體中，或者設(shè)計(jì)為與彈簧接觸插針分開的位置傳感器，尤其是位置傳感器插針，特別是具有插針狀的傳感器殼體。當(dāng)位置傳感器位于彈簧接觸插針的插針殼體中時(shí)，可以獲得特別節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)，在此，該方案與替代方案，也就是位置傳感器的設(shè)計(jì)方案相比，特別是與設(shè)計(jì)為與彈簧接觸插針分開的位置傳感器插針相比柔韌性更低。將彈簧接觸插針和位置傳感器、特別是位置傳感器插針相互設(shè)置為，使彈簧接觸插針能夠執(zhí)行其接觸功能，而位置傳感器能夠執(zhí)行其位置測(cè)量功能，在此，在這兩個(gè)單元之間設(shè)置機(jī)械耦合，以便將彈簧接觸插針的接觸元件的行程傳遞到位置傳感器的傳感元件上。這種兩個(gè)獨(dú)立元件、特別是彼此耦合的插針的設(shè)計(jì)方案能夠獲得更靈活的應(yīng)用，因?yàn)閺椈山佑|插針也可以在沒有位置傳感器的情況下使用，并且當(dāng)這兩個(gè)元件其中之一發(fā)生故障時(shí)只需要更換有缺陷的元件。彈簧接觸插針和位置傳感器的橫截面尺寸可以設(shè)計(jì)得特別小，從而可以較高的插針密度(每單位面積的插針數(shù)目)設(shè)置，并因此能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)極小間距(例如較高觸點(diǎn)密度的測(cè)試對(duì)象)的測(cè)量。在將不同類型的商用彈簧接觸插針與位置傳感器相結(jié)合時(shí)的前提是，它們能夠機(jī)械耦合，并且彈簧接觸插針的活塞行程不超出傳感器的測(cè)量范圍。
[0006]此外優(yōu)選將彈簧接觸插針和位置傳感器、特別是插針殼體和傳感器殼體設(shè)置為彼此依次排列或者并排排列的。依次排列能夠容易地將彈簧接觸插針的接觸元件的行程傳遞到位置傳感器的傳感元件上，并且特別是可以基于這種排列的極小橫截面尺寸而獲得較高的插針密度。并排排列降低了元件的結(jié)構(gòu)深度，但是增大了橫假面尺寸的度量，由此將導(dǎo)致較低的密度。如果這兩個(gè)元件、特別是插針彼此并排排列，則需要借助于側(cè)臂或類似的裝置使接觸元件與傳感元件機(jī)械耦合。因此優(yōu)選在這兩個(gè)插針的殼體中設(shè)置相應(yīng)的槽形凹部，以便能夠?qū)崿F(xiàn)臂運(yùn)動(dòng)。
[0007]在根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案中設(shè)有耦合套筒，其以一區(qū)域承載彈簧接觸插針的至少一部分，而以另一區(qū)域承載位置傳感器、特別是位置傳感器插針的至少一部分。這種耦合套筒使兩個(gè)依次排列的耦合元件、特別是插針相耦合。在此特別是可以設(shè)置為，使彈簧接觸插針的外螺紋擰入耦合套筒的內(nèi)螺紋中。相應(yīng)地這同樣適用于位置傳感器或位置傳感器插針，即，位置傳感器或位置傳感器插針同樣優(yōu)選具有外螺紋，并使該外螺紋擰入耦合套筒的內(nèi)螺紋中，從而使這兩個(gè)元件、特別是插針通過耦合套筒保持彼此依次排列，并(沿軸向方向看)借助于相應(yīng)的推桿將彈簧接觸插針的接觸元件的行程傳遞到傳感元件上，從而使受到接觸元件驅(qū)動(dòng)的傳感元件移動(dòng)相同的行程，并可以通過這種方式確定(通過接觸元件所檢測(cè)到的)測(cè)試對(duì)象的位置。
[0008]當(dāng)然也可以通過其他的連接方式作為內(nèi)螺紋和外螺紋使這兩個(gè)元件、特別是插針保持在耦合套筒上。因此也可以考慮使用止擋階梯、卡扣式鎖緊件等等。
[0009]在本發(fā)明的一種擴(kuò)展方案中，耦合套筒是彈簧接觸插針的安裝套筒。這意味著彈簧接觸插針通過該安裝套筒保持在測(cè)試裝置或類似的裝置上。如果位置傳感器、特別是位置傳感器插針借助于耦合套筒保持在彈簧接觸插針上，則通過利用安裝套筒保持彈簧接觸插針并通過耦合套筒將位置傳感器、特別是位置傳感器插針保持在彈簧接觸插針上，可以保持整個(gè)裝置，即彈簧接觸插針裝置。這適用于以上所述的彈簧接觸插針和位置傳感器的依次排列的情況。如果將這兩個(gè)元件彼此設(shè)置為并排排列，則可以設(shè)置相應(yīng)的耦合元件，用以使這兩個(gè)部件彼此保持，在此，再次設(shè)置用于彈簧接觸插針的安裝套筒，用以將彈簧接觸插針保持在測(cè)試裝置上，并通過上述耦合元件使位置傳感器、特別是位置傳感器插針保持在彈簧接觸插針上。[0010]根據(jù)本發(fā)明的一種擴(kuò)展方案，利用相對(duì)于移動(dòng)方向起作用的彈簧元件向傳感元件施加力，并由此相對(duì)于接觸元件推擠傳感元件，以使接觸元件和傳感元件相連接。在上述情況下，以上所述的接觸元件和傳感元件之間的連接只在這兩個(gè)部件相貼靠的情況下發(fā)生。這意味著這兩個(gè)部件優(yōu)選沿軸向相互依次設(shè)置，并且接觸元件的端面緊貼在傳感元件的端面上，在此，所述貼靠通過彈簧加載實(shí)現(xiàn)，這樣就可以借助于彈簧元件相對(duì)于接觸元件推擠傳感元件。接觸元件本身考慮到其可縱向移動(dòng)的安裝而受到上述彈簧裝置的加載，因此接觸元件始終在原始姿態(tài)中受到推擠。其結(jié)果是:彈簧裝置和彈簧元件的彈簧常數(shù)一起起作用，特別是相加地起作用。
[0011 ] 在本發(fā)明的一種擴(kuò)展方案中，插針殼體和傳感器殼體具有相同的或大致相同的橫截面尺寸。這在彈簧接觸插針和位置傳感器插針相互設(shè)置為依次排列的情況下是特別有利的，因?yàn)檫@樣會(huì)使得這兩個(gè)插針不會(huì)就橫截面尺寸出現(xiàn)一個(gè)需要比另一個(gè)更大的空間，并且因此也不會(huì)使單位測(cè)試面積的彈簧接觸插針裝置的最大數(shù)量受到這兩個(gè)插針其中一個(gè)的特別限制。
[0012]在本發(fā)明的一種擴(kuò)展方案中，位置傳感器具有至少一個(gè)電阻式，電容式，電感式，壓電式，壓阻式，基于聲音、尤其是超聲波的和/或光學(xué)的傳感器器件，優(yōu)選該傳感器器件是連續(xù)(StuflOS)工作的。由此能夠?qū)崿F(xiàn)距離和長(zhǎng)度測(cè)量。該傳感器器件(與開關(guān)插針相t匕)具有較大的測(cè)量范圍，至少等于彈簧接觸插針的最大活塞行程。通過這種連續(xù)工作可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的測(cè)量，并因此實(shí)現(xiàn)非常精確的位置確定(長(zhǎng)度值確定)，即非常高精度的位置測(cè)量，分辨率可達(dá)+/-0.01_，在此優(yōu)選可以非常高的可重復(fù)性實(shí)現(xiàn)分辨率高達(dá)+/-0.05mm的位置測(cè)量。優(yōu)選電阻測(cè)量通過至少一個(gè)歐姆電阻進(jìn)行，例如電位器，其電阻值根據(jù)傳感元件的位置來調(diào)整，并且傳感元件的位置取決于接觸元件的位置。還可以實(shí)現(xiàn)其他的測(cè)量方法(電容，電感和/或光學(xué))實(shí)現(xiàn)高精度的、優(yōu)選為連續(xù)的位置測(cè)量，在此，在任意情況下都可以通過對(duì)測(cè)量結(jié)果的相應(yīng)分析“逆推(zuriickgerechnet)”出一幾何位置。
[0013]在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，位置傳感器具有至少一個(gè)電位器，該電位器具有至少一個(gè)滑動(dòng)端和至少一個(gè)歐姆電阻軌道，并且該滑動(dòng)端或歐姆電阻軌道與傳感元件相連接。由此可以通過接觸元件確定傳感元件的位置，這將產(chǎn)生相應(yīng)的滑動(dòng)端位置或歐姆電阻軌道相對(duì)于固定滑動(dòng)端的位置，由此可以在電位器上截取相應(yīng)的電阻值和/或通過加載電壓而截取相應(yīng)的電壓值，在此，每個(gè)測(cè)量結(jié)果都可作為高精度位置確定的度量。
[0014]在本發(fā)明的一種擴(kuò)展方案中，位置傳感器與彈簧接觸插針裝置的至少一個(gè)第二接口相連接。前面所述的第一接口對(duì)應(yīng)于彈簧接觸插針的功能。其用于建立從外部到接觸元件的電連接，以便能夠在測(cè)試對(duì)象上進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量。上述第二接口配屬于位置傳感器，從而能夠從外部截取傳感器器件的測(cè)量信號(hào)。
[0015]特別是可以將第一接口和/或第二接口設(shè)計(jì)為至少一個(gè)有線和/或無線接口。至少一個(gè)上述接口可以建立去往測(cè)試裝置的分析單元或類似裝置的電和/或光學(xué)和/或無線連接。如果該接口是有線接口，也就是與電纜相連接，以傳輸電信號(hào)，則可以采用例如卷邊、電線纏繞、固定接線、插拔電纜連接、釬焊、焊接等連接技術(shù)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，特別優(yōu)選使接觸元件通過與接觸區(qū)域相對(duì)的端部區(qū)域從插針殼體向外突出，在此，端部區(qū)域與傳感元件相連接。接觸元件因此通過端部區(qū)域?qū)崿F(xiàn)與測(cè)試對(duì)象的接觸，在此，該端部區(qū)域是上述的接觸區(qū)域。接觸元件的另一端部區(qū)域負(fù)責(zé)將行程傳遞到位置傳感器、特別是位置傳感器插針。為此特別設(shè)置為，該端部區(qū)域從插針殼體向外突出，并因此使突出長(zhǎng)度根據(jù)行程變化。由此可以利用從插針殼體向外突出的端部區(qū)域向與彈簧接觸插針連接的位置傳感器加載，由此將行程傳遞到位置傳感器的傳感元件上，該傳感元件也移動(dòng)相同的行程，從而可以實(shí)現(xiàn)位置測(cè)量，尤其是長(zhǎng)度測(cè)量。接觸元件也可以是彈簧接觸插針活塞，其在某些確定的插針類型情況下可以標(biāo)準(zhǔn)化地設(shè)計(jì)為連續(xù)的活塞，并在任何情況下都與接觸區(qū)域相對(duì)地從插針殼體向外突出。
[0017]優(yōu)選將第一接口和第二接口設(shè)置在位置傳感器上，尤其是設(shè)置在位置傳感器插針上。原則上可以將第一接口設(shè)置在彈簧接觸插針上，而將第二接口設(shè)置在位置傳感器上，在此，在將這兩個(gè)元件依次排列時(shí)，必須將第一接口定位在插針殼體的側(cè)面，這將導(dǎo)致橫截面相應(yīng)地增大，這對(duì)于要求盡可能高的填充密度是不利的。如果這兩個(gè)接口位于位置傳感器上，則可以將它們?cè)O(shè)置在位置傳感器的后端面的區(qū)域中，由此將不會(huì)影響橫截面尺寸，并因此能夠使彈簧接觸插針裝置實(shí)現(xiàn)較緊密的排列。
[0018]最后，當(dāng)?shù)谝唤涌诤偷诙涌诓怀^插針殼體和/或傳感器殼體的橫截面尺寸時(shí)是非常有利的。由此可以在狹小的空間內(nèi)、即以非常小的柵格尺寸(Rastermass)安放多個(gè)彈簧接觸插針裝置，并因此以非常緊的接觸位置對(duì)測(cè)試對(duì)象進(jìn)行測(cè)試。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。其中，
[0020]圖1示出了彈簧接觸插針裝置的局部為截面圖的側(cè)視圖，其具有彈簧接觸插針、設(shè)計(jì)為位置傳感器插針的位置傳感器和耦合套筒，
[0021]圖2示出了如圖1所示的裝置在組合狀態(tài)下的縱向截面圖，在此未示出彈簧接觸插針的全部長(zhǎng)度，
[0022]圖3示出彈簧接觸插針的一部分的縱向截面圖，
[0023]圖4示出了位置傳感器插針的縱向截面圖，
[0024]圖5示出了位置傳感器背面的端視圖，
[0025]圖6示出了位置傳感器沿圖5中的線A-A的截面圖，
[0026]圖7示出了相應(yīng)于圖6的位置傳感器的縱向截面圖旋轉(zhuǎn)90°后的圖，
[0027]圖8示出了位置傳感器的三維透視圖，其傳感元件沒有行程，和
[0028]圖9是與圖8相對(duì)應(yīng)的視圖，但是傳感元件已執(zhí)行最大行程。
【具體實(shí)施方式】
[0029]圖1示出了彈簧接觸插針裝置1，其具有彈簧接觸插針2、位置傳感器3和透明示出的耦合套筒4。彈簧接觸插針2的大部分位于耦合套筒4的內(nèi)部；位置傳感器3處于未與耦合套筒4相連接的狀態(tài)下，S卩，處于未安裝的位置上。在運(yùn)行期間，也就是當(dāng)利用彈簧接觸插針裝置I測(cè)試未示出的電測(cè)試對(duì)象時(shí)，彈簧接觸插針2通過耦合套筒4保持在測(cè)試裝置的支承件上。為此，彈簧接觸插針2的插針殼體5具有外螺紋6，其擰入耦合套筒4的內(nèi)螺紋7中。這種擰入的進(jìn)行直至耦合套筒4的端面8觸碰到插針殼體3的法蘭9為止。如圖1所示，將位置傳感器3設(shè)計(jì)為位置傳感器插針10并具有傳感器殼體11，該傳感器殼體具有外螺紋12，該外螺紋可以這樣擰入耦合套筒4的內(nèi)螺紋7中(相較于圖2):使得耦合套筒4的端面13觸碰到傳感器殼體11的殼體梯階14。如果進(jìn)行這樣的擰入，則彈簧接觸插針2的端面15和位置傳感器3的端面16以很小的間隔相對(duì)置，如圖2所示。彈簧接觸插針2的接觸元件17可縱向移動(dòng)地支承在插針殼體5中并具有接觸區(qū)域18，該接觸區(qū)域從插針殼體2軸向地向外突出。接觸區(qū)域18可以具有接觸尖端19，其在對(duì)電測(cè)試對(duì)象(未示出)進(jìn)行電測(cè)試期間被置于電測(cè)試對(duì)象的接觸面上，從而使接觸元件17以相應(yīng)大小的行程向插針殼體5中壓縮。優(yōu)選插針殼體5和傳感器殼體11具有圓形的橫截面并具有大致相同的橫截面尺寸。如圖2所示，位置傳感器插針10的橫截面尺寸略微大于彈簧接觸插針2的橫截面尺寸。在位置傳感器3的端側(cè)20上設(shè)置第一接口 21和第二接口 22。將第一接口 21設(shè)計(jì)為焊片23。第二接口 22由電纜連接24構(gòu)成，其優(yōu)選包含三個(gè)電纜。
[0030]圖2至圖9示出了彈簧接觸插針裝置I的內(nèi)部結(jié)構(gòu)?？梢钥吹?接觸元件17活塞狀地在插針殼體5內(nèi)行進(jìn)。接觸元件17具有圓錐部25，插針殼體5的突出部26伸入該圓錐部中，由此構(gòu)成行程限制，即，活塞狀的接觸元件17只能軸向行進(jìn)一定的行程。
[0031]彈簧接觸插針2的活塞推桿27可軸向移動(dòng)地導(dǎo)入插針殼體5的內(nèi)部，其構(gòu)成了接觸元件17的一部分。彈簧裝置35為螺旋壓力彈簧28，其支承在插針殼體5的內(nèi)部梯級(jí)30和活塞推桿27的梯級(jí)31上，并因此沿箭頭29的方向推擠接觸元件17。如圖2所示，在無加載狀態(tài)下圓錐部25的左側(cè)端部貼靠在突出部26上。這表示接觸元件17的行程為“O”。
[0032]如圖2所示，在彈簧接觸插針2和位置傳感器插針I(yè)處于組裝狀態(tài)下時(shí)，位于耦合套筒4內(nèi)部的端側(cè)15和16彼此之間具有很小的間距。在行程=“O”的狀態(tài)下，接觸元件17以端部區(qū)域32從插針殼體5向外突出并受到位置傳感器3的傳感元件33的軸向加載，因?yàn)闃?gòu)造為活塞狀的傳感元件33被軸向可移動(dòng)地導(dǎo)入傳感器殼體11內(nèi)并由構(gòu)造為螺旋壓力彈簧34的彈簧元件36加載。傳感元件33具有管件37，其在其端部38的區(qū)域中具有縮進(jìn)件39形式的直徑減小部，其構(gòu)成用于螺旋壓力彈簧34的一端部的支承梯級(jí)40。接觸元件17的活塞推桿27的優(yōu)選漸變?yōu)榧庑蔚亩瞬繀^(qū)域32觸碰到剩下的開口 41的邊緣。螺旋壓力彈簧34的另一端部支承在導(dǎo)向件43的梯級(jí)42上，該導(dǎo)向件至少一部分插入管件37中并與位置傳感器3的傳感器單元44 一起靜止地設(shè)置在傳感器殼體11的內(nèi)部。傳感器單元44借助于封閉件45保持在傳感器殼體11的內(nèi)部并具有電路板46，傳感器器件47以兩個(gè)彼此間隔開的平行延伸的線軌48、49的形式設(shè)置在該電路板上。線軌48為歐姆電阻軌道，線軌 49 為電集電軌道(elektrische Kollektorbahn)。
[0033]管件37與活塞狀地導(dǎo)入傳感器殼體11內(nèi)部的叉形移動(dòng)件50固定連接，S卩，管件37與移動(dòng)件50 —起構(gòu)成可移動(dòng)件，也就是傳感元件33，其在傳感器殼體11的內(nèi)部可以相對(duì)于螺旋壓力彈簧34的力移動(dòng)?；瑒?dòng)端51固定在移動(dòng)件50上，其向兩個(gè)線軌48和49加載并在傳感元件33移動(dòng)期間沿著線軌48和49滑動(dòng)，從而共同形成電位器52。將第一接口21設(shè)計(jì)為傳感器殼體11的殼體延長(zhǎng)部(焊片23)，在此，傳感器殼體11由導(dǎo)電材料構(gòu)成，并通過導(dǎo)電耦合套筒4以及導(dǎo)電插針殼體5和導(dǎo)電接觸元件17與接觸區(qū)域18電連接。因此在測(cè)試電測(cè)試對(duì)象的過程中，測(cè)試對(duì)象的電位通過上述組件傳導(dǎo)至第一接口或者通過該路徑供應(yīng)給測(cè)試對(duì)象。將與電纜連接24的三根電纜有關(guān)聯(lián)的第二接口 22設(shè)計(jì)為，這三根電纜中有兩根與線軌48和49的端部電連接。第三根電纜通過未示出的電路板46的導(dǎo)軌引至線軌48的另一端部。
[0034]由此得出以下功能:首先將彈簧接觸插針裝置I安裝在用于測(cè)試電測(cè)試對(duì)象的測(cè)試裝置中。在此電測(cè)試對(duì)象特別是配置有端口(例如插塞接頭)的電纜束。為了進(jìn)行測(cè)試，通過接觸區(qū)域18將彈簧接觸插針裝置I向前引向測(cè)試對(duì)象的待測(cè)試插塞接頭。優(yōu)選測(cè)試裝置具有許多彈簧接觸插針裝置1，以便能夠在一個(gè)測(cè)試周期內(nèi)并行地執(zhí)行多個(gè)測(cè)試任務(wù)。測(cè)試裝置具有插座，耦合套筒4固定在該插座中，彈簧接觸插針2和位置傳感器3部分容納在該耦合套筒中，如圖2所示。相應(yīng)地，彈簧接觸插針2和位置傳感器3、特別是位置傳感器插針10成依次排列?，F(xiàn)在，如果為了進(jìn)行測(cè)試使這種彈簧接觸插針裝置I沿朝向測(cè)試對(duì)象、例如以上所述的插塞接頭的方向運(yùn)動(dòng)，則接觸尖端19與相應(yīng)的插塞接頭的接觸面建立接觸。通過彈簧接觸插針裝置I與測(cè)試對(duì)象2的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，接觸元件17相對(duì)于彈簧裝置35的力向內(nèi)壓縮一部分。該行程從接觸元件17，即隸屬于接觸元件17的活塞推桿27傳遞到位置傳感器3、特別是位置傳感器插針10的傳感元件33上，由此使得傳感元件33移動(dòng)與接觸元件17相同的行程。根據(jù)該實(shí)現(xiàn)的行程控制傳感器單元44，即在所示出的移動(dòng)件50的實(shí)施方式的具體情況下，由此使得線軌48和49沿著固定不動(dòng)的滑動(dòng)端51運(yùn)動(dòng)。根據(jù)所完成的壓縮距離(其使得能夠進(jìn)行長(zhǎng)度測(cè)量)，可以通過在電位器52上所確定的值利用測(cè)試裝置的分析單元確定:接觸元件在待測(cè)試電纜束的插塞接頭中是否處于正確的位置，例如是否正確地插在絕緣殼體中。相應(yīng)地，對(duì)電纜束的電纜連接的電測(cè)試可以通過彈簧接觸插針
2進(jìn)行，因?yàn)閺椈山佑|插針2通過其插針殼體5、傳感器殼體11和接口 21與測(cè)試裝置的分析單元相連(從第一接口 21到分析單元的電纜連接未示出)。因此總體而言，利用根據(jù)本發(fā)明的彈簧接觸插針裝置I可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙測(cè)試，即，一方面是對(duì)電流路徑的測(cè)試，另一方面是對(duì)測(cè)試對(duì)象的位置測(cè)試。
[0035]在一個(gè)未示出的實(shí)施例中，彈簧接觸插針2和位置傳感器3、特別是位置傳感器插針10可以不彼此依次排列地設(shè)置，而是設(shè)置為彼此并排排列。為此設(shè)置合適的連接裝置，用于使這兩個(gè)插針保持彼此平行設(shè)置，并且還需要傳輸器件，用于將接觸元件17的向內(nèi)壓縮運(yùn)動(dòng)，也就是其行程傳遞到傳感元件33上，從而獲得與傳感器單元44的壓縮距離相關(guān)的數(shù)據(jù)。
[0036]在所示出的實(shí)施例中，兩個(gè)接口 21和22為有線接口。很明顯也可以使用其他類型的接口，例如通過無線電、光纖等。
[0037]下面將再次對(duì)本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明。根據(jù)本發(fā)明的工作原理，不僅可以實(shí)現(xiàn)電接觸，而且還可以同時(shí)例如借助于前面所述的電位器進(jìn)行優(yōu)選為連續(xù)操作的長(zhǎng)度測(cè)量。通過位置傳感器3的長(zhǎng)形的結(jié)構(gòu)形式，特別是設(shè)計(jì)為插針元件，可以獲得特別節(jié)省空間的解決方案，該方案可以在設(shè)置多個(gè)彈簧接觸插針裝置I時(shí)實(shí)現(xiàn)很窄的間距。優(yōu)選位置傳感器插針10相對(duì)于彈簧接觸插針2沿軸向安裝，即，彈簧接觸插針2從“背側(cè)”接收取向相同(即軸向取向)的位置傳感器3，從而形成“具有一體化行程測(cè)量的彈簧接觸插針”系統(tǒng)。彈簧接觸插針裝置I的模塊化設(shè)計(jì)，即彈簧接觸插針2，位置傳感器3、特別是位置傳感器插針10和耦合套筒4是特別靈活的并允許使用各種不同的彈簧接觸插針類型，例如定位探針、盤形探針、可插拔的彈簧接觸插針、可擰緊的彈簧接觸插針、抗扭轉(zhuǎn)的彈簧接觸插針等等，在此，彈簧接觸插針2還可以具有不同的頭部形狀，不同的彈力，不同的額定行程等，并且可以例如總是與相同的或不同的位置傳感器3相組合。
[0038]這種纖細(xì)的結(jié)構(gòu)形式可以實(shí)現(xiàn)緊密的間距，其側(cè)向間距可以低至lOOmil。彈簧接觸插針2的接觸元件17與位置傳感器3的傳感元件33的耦合優(yōu)選力配合地、特別是彼此貼靠地實(shí)現(xiàn)，在此，這種貼靠通過彈簧輔助進(jìn)行。通過這種結(jié)構(gòu)形式和力配合的連接例如可以通過將彈簧接觸插針2簡(jiǎn)單地從耦合套筒4中擰出而非常簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)對(duì)彈簧接觸插針2的更換。在此位置傳感器3不需要改變。通過根據(jù)本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)形式可以實(shí)現(xiàn)可運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)件，即，特別是傳感元件33在兩個(gè)移動(dòng)方向上與彈簧接觸插針的接觸元件17絕對(duì)同
止/J/ O
[0039]特別為彈簧接觸插針2和位置傳感器3、尤其是位置傳感器插針10配備彈簧裝置(彈簧裝置35以及彈簧元件36)，由此可以在所述運(yùn)動(dòng)部件之間永久獲得保持前面所述的力配合，并對(duì)用于系統(tǒng)的總彈力、即彈簧接觸插針裝置的兩個(gè)彈簧有所幫助。優(yōu)選位置傳感器3具有直至彈簧接觸插針的活塞，也就是直至接觸元件17的接觸區(qū)域18的電連接。對(duì)應(yīng)的接口位于傳感器殼體11中。位置傳感器3的優(yōu)選為電的接口，特別是第二接口 22與前面所述的電連接電分離，因此在對(duì)測(cè)試對(duì)象的位置測(cè)量和電測(cè)試之間不會(huì)發(fā)生信號(hào)串?dāng)_。
[0040]在上述電位器52中優(yōu)選采用三導(dǎo)體技術(shù)(DreiLeiter-Technik),以便不僅能夠進(jìn)行電阻測(cè)量，還可以進(jìn)行電壓測(cè)量。根據(jù)電位傳感器原理(阻性)，原則上在行程和傳感器信號(hào)之間有著嚴(yán)格的線性關(guān)系。優(yōu)選不需要進(jìn)行其他的信號(hào)處理來獲得關(guān)于行程的推斷。
[0041]基于根據(jù)本發(fā)明的傳感器原理，可以沿壓縮方向以及彈出方向?qū)崿F(xiàn)絕對(duì)和相對(duì)的位置確定。另外，也可以得出測(cè)試對(duì)象相對(duì)于“O”的任意位置，并從那里確定絕對(duì)位置或相對(duì)位置。同樣還可以校正測(cè)試對(duì)象和/或整個(gè)測(cè)試結(jié)構(gòu)的誤差，其中，將多個(gè)彈簧接觸插針裝置I的信號(hào)彼此結(jié)合計(jì)算(verrechnet)(差分測(cè)量)。另外還可以探測(cè)測(cè)試對(duì)象的有意或無意的運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選位置傳感器3的傳感器信號(hào)相對(duì)于位置變化可以是線性的，例如前述電位器52的情況。替代地當(dāng)然也可以采用非線性裝置或者使非線性裝置線性化，這可以例如通過合適的信號(hào)處理算法來實(shí)現(xiàn)。傳感器信號(hào)可以是模擬信號(hào)，也可以是數(shù)字信號(hào)。在獲知根據(jù)本發(fā)明的彈簧接觸插針裝置I的彈簧特征值的過程中可以確定測(cè)試對(duì)象上的接觸力。
[0042]本發(fā)明除了彈簧接觸插針裝置I之外還涉及到對(duì)所謂開關(guān)插針的使用，從而可以將連續(xù)的位置測(cè)量與附加的開關(guān)門限聯(lián)系起來。
[0043]通過彈簧接觸插針2和位置傳感器3的結(jié)合，使用者可以無限制地執(zhí)行對(duì)測(cè)試對(duì)象的電檢測(cè)，并附加地對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行分析，以確定測(cè)試對(duì)象的采樣部分的位置。除了電氣特征之外，所提供的這種功能還能夠以良好的精度和調(diào)整，特別是在相同的接觸點(diǎn)位置上并同時(shí)利用標(biāo)準(zhǔn)的電氣測(cè)試查明測(cè)試對(duì)象的幾何形狀特征(這種標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試通過彈簧接觸插針實(shí)現(xiàn))。
[0044]與現(xiàn)有技術(shù)(只使用開關(guān)插針)相比，本發(fā)明為位置確定提供了極大的測(cè)量范圍和高度的精度。另外，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明還能夠確定任意放置的任何測(cè)試對(duì)象的絕對(duì)位置。測(cè)試位置和公差范圍可以在測(cè)量范圍內(nèi)部電氣地預(yù)先設(shè)定、更改和重新調(diào)整，而不必涉及測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)。還能夠校正環(huán)境的影響，在此將環(huán)境影響作為參數(shù)與位置傳感器信號(hào)結(jié)合計(jì)算。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的原理與根據(jù)本發(fā)明的彈簧接觸插針裝置I 一起適用于各種變化的各種應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)特別是可以用于對(duì)插頭或接觸元件的檢測(cè)，并且可以應(yīng)用在電纜束模塊中，以確定/測(cè)試制造偏差、插頭針長(zhǎng)度、部件偏置、腔室深度等。另外，除了標(biāo)準(zhǔn)的電氣測(cè)試之外，利用本發(fā)明還可以在測(cè)試適配器或其他的測(cè)試裝置中一體化地確定插針長(zhǎng)度或一般的長(zhǎng)度或深度。
【權(quán)利要求】
1.一種彈簧接觸插針裝置，其具有彈簧接觸插針，該彈簧接觸插針具有插針殼體，接觸元件能夠縱向移動(dòng)地支承在該插針殼體中并由相對(duì)于移動(dòng)方向起作用的彈簧裝置加載力，其中，所述接觸元件與所述彈簧接觸插針裝置的至少一個(gè)第一接口相連接，并以用于與電測(cè)試對(duì)象進(jìn)行電接觸的接觸區(qū)域從所述插針殼體向外突出，其特征在于，所述彈簧接觸插針裝置(I)具有位置傳感器(3 )，其中，所述接觸元件(17 )為了傳遞其行程而與用于檢測(cè)該接觸元件(17)的行程位置的所述位置傳感器(3)的可移動(dòng)的傳感元件(33)相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的彈簧接觸插針裝置，其特征在于，所述位置傳感器(3)設(shè)置在所述彈簧接觸插針(2 )的插針殼體(5 )中，或者設(shè)計(jì)為與所述彈簧接觸插針(2 )分離的位置傳感器(3 )，尤其是位置傳感器插針(10 )，特別是具有插針狀的傳感器殼體(11)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的彈簧接觸插針裝置，其特征在于，將所述彈簧接觸插針(2)和傳感元件(33)、特別是所述插針殼體(5)和所述傳感器殼體(11)依次排列或者并排排列地設(shè)置。
4.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的彈簧接觸插針裝置，其特征在于，具有耦合套筒(4)，其具有承載所述彈簧接觸插針(2)的至少一部分的區(qū)域，和承載所述位置傳感器(3)、特別是所述位置傳感器插針(10)的至少一部分的另一區(qū)域。
5.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的彈簧接觸插針裝置，其特征在于，所述耦合套筒(4)是所述彈簧接觸插針(2)的安裝套筒。
6.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的彈簧接觸插針裝置，其特征在于，通過相對(duì)于移動(dòng)方向起作用的彈簧元件(36)向所述傳感元件(33)加載力，并由此相對(duì)于所述接觸元件(17)推擠所述傳感元件(33 )，以連接所述接觸元件(17)和所述傳感元件(33 )。
7.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的彈簧接觸插針裝置，其特征在于，所述插針殼體(5)和所述傳感器殼體(11)具有相同的或大致相同的橫截面尺寸
8.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的彈簧接觸插針裝置，其特征在于，所述位置傳感器(3)具有至少一個(gè)電阻式，電容式，電感式，壓電式，壓阻式，基于聲音、尤其是超聲波的和/或光學(xué)的傳感器器件(47)，該傳感器器件(47)優(yōu)選為連續(xù)工作的。
9.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的彈簧接觸插針裝置，其特征在于，所述位置傳感器(3)與所述彈簧接觸插針裝置(I)的至少一個(gè)第二接口(22)相連接。
10.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的彈簧接觸插針裝置，其特征在于，所述接觸元件(17)以與所述接觸區(qū)域(18)相對(duì)的端部區(qū)域(32)從所述插針殼體(5)向外突出，其中，該端部區(qū)域(32)與所述傳感元件(33)相連接。
11.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的彈簧接觸插針裝置，其特征在于，將所述第一接口(21)和/或所述第二接口(22)設(shè)計(jì)為至少一個(gè)有線和/或無線接口。
12.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的彈簧接觸插針裝置，其特征在于，將所述第一接口(21)和所述第二接口( 22 )設(shè)置在所述位置傳感器(3 )上，尤其是設(shè)置在所述位置傳感器插針(10)上。
13.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的彈簧接觸插針裝置，其特征在于，所述第一接口(21)和所述第二接口(22)不超過所述插針殼體(5)和/或所述傳感器殼體(11)的橫截面尺寸。
【文檔編號(hào)】G01R1/067GK103562733SQ201280025891
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月27日
【發(fā)明者】約爾格·布爾戈?duì)柕? 申請(qǐng)人:精煉金屬股份有限公司