(57)【要約】【課題】  導電性材料の電気抵抗を測定するための装置および方法を提供する。【解決手段】  装置は、ハウジング（２０２）と、このハウジングから外向きに突き出る第１、第２、第３および第４の導電性部材（２１４Ａ，Ｂ）とを含む。導電性部材は測定軸に沿って分散される複数の点において導電性材料と当接可能である。導電性部材のうち少なくともいくつかは、導電性部材の接触部分（２１８Ａ，Ｂ）がハウジングから異なる距離だけ外向きに突き出るようなばね荷重部分を含む。動作においては、導電性材料の電気抵抗は、第１の導電性部材と第４の導電性部材との間に与えられた公知の電流と、第２の導電性部材と第３の導電性部材との間で測定された電圧とから決定可能である。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性材料の電気抵抗を測定するための装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングから外向きに突き出る第１、第２、第３および第４の導電性部材とを含み、前記導電性部材は、測定軸に沿って分散された複数の点において前記導電性材料と当接可能である、装置。
【請求項２】
前記導電性部材のうち少なくともいくつかは、前記導電性部材の接触部分が前記ハウジングから異なる距離だけ外向きに突き出るようなばね荷重部分を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記導電性部材のうち少なくともいくつかは、前記導電性材料に当接するよう適合されたコンプライアント部分を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第２および前記第３の導電性部材は、前記第１の導電性部材と前記第４の導電性部材との間に位置決めされ、前記装置はさらに、
前記第１および前記第４の導電性部材に作動的に結合される電源と、
前記第２および前記第３の導電性部材に作動的に結合される計器とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記電源は、前記第１の導電性部材と前記第４の導電性部材との間に電流を与えるよう動作可能である、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記計器は、前記第２の導電性部材と前記第３の導電性部材との間の電圧を測定するよう動作可能である、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
基板を含む較正装置をさらに含み、この基板は、その上に形成され、前記導電性部材と当接するよう適合される複数の接触パッドと、公知の抵抗を有する較正機器と、前記接触パッドを前記較正機器と電気的に結合する複数の導電性リードとを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
各導電性部材は長手方向軸に沿って延在する細長い部材を含み、前記細長い部材の長手方向軸は実質的に平行である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記ハウジングはその中に配置される複数のチャネルを含み、各導電性部材は前記チャネルのうち対応する１つの内部に少なくとも部分的に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ハウジングは、
中に複数のチャネルが配置されている本体部分を含み、各導電性部材は前記チャネルのうち対応する１つの内部に少なくとも部分的に配置され、前記ハウジングはさらに、
前記本体部分に結合され、複数のアパーチャが中を通って配置されているベース部材を含み、各導電性部材は前記アパーチャのうち対応する１つを通って突き出、前記ハウジングはさらに、
前記本体部分に結合され、開口部が中を通って配置されているキャップ部分を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
導電層の抵抗を測定するための装置であって、
ハウジング部材と、
前記ハウジング部材から外向きに突き出る第１の対の導電性部材および第２の対の導電性部材とを含み、前記第１の対の導電性部材は前記第２の対の導電性部材の間に位置決めされ、前記第１の対の導電性部材および前記第２の対の導電性部材は前記導電層と当接可能であり、前記装置はさらに、
少なくとも前記第１の対の導電性部材に作動的に結合され、前記第１の対の導電性部材の間の電圧を決定するよう動作可能である機器を含む、装置。
【請求項１２】
前記機器は前記第２の対の導電性部材にさらに結合され、前記第２の対の導電性部材に電流を与えるよう動作可能である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第２の対の導電性部材に作動的に結合される電源をさらに含み、前記電源は前記第２の対の導電性部材に電流を与えるよう動作可能である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記導電性部材のうち少なくともいくつかは、前記導電性部材の接触部分が前記ハウジングから異なる距離だけ外向きに突き出るようなばね荷重部分を含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記導電性部材のうち少なくともいくつかは、前記導電層と当接するよう適合されたコンプライアント部分を含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の対の導電性部材および前記第２の対の導電性部材は、接触軸に沿って前記導電層と同時に当接可能である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
前記接触軸は湾曲した接触軸である、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
各導電性部材は長手方向軸に沿って延在する細長い部材を含み、前記細長い部材の長手方向軸は実質的に平行である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１９】
基板を含む較正装置をさらに含み、この基板は、その中に形成され、前記導電性部材と当接するよう適合される複数の接触パッドと、公知の抵抗を有する較正機器と、前記接触パッドを前記較正機器と電気的に結合する複数の導電性リードとを有する、請求項１１に記載の装置。
【請求項２０】
前記ハウジング部材はその中に配置される複数のチャネルを含み、各導電性部材は前記チャネルのうち対応する１つの内部に少なくとも部分的に配置される、請求項１１に記載の装置。
【請求項２１】
前記ハウジング部材は、
複数のチャネルが中に配置されている本体部分を含み、各導電性部材は前記チャネルのうち対応する１つの内部に少なくとも部分的に配置され、前記ハウジング部材はさらに、
前記本体部分に結合され、複数のアパーチャが中を通って配置されているベース部材を含み、各導電性部材は前記アパーチャのうち対応する１つを通って突き出、前記ハウジング部材はさらに、
前記本体部分に結合され、ポートが中を通って配置されているキャップ部分を含み、前記第１の対の導電性部材は、前記ポートを通過する導電性リードによって前記機器に作動的に結合される、請求項１１に記載の装置。
【請求項２２】
抵抗を測定するための装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングから外向きに突き出る第１の対の導電性部材および第２の対の導電性部
材とを含み、前記第１の対の導電性部材は前記第２の対の導電性部材の間に位置決めされ、前記第１の対の導電性部材および前記第２の対の導電性部材は導電層と当接可能であり、前記装置はさらに、
前記第１の対の導電性部材および前記第２の対の導電性部材に作動的に結合される回路を含み、前記回路は、前記導電性部材が前記導電層と当接される際に、前記第２の対の導電性部材に電流を与えるよう、かつ前記第１の対の導電性部材の間に結果として生じる電圧を測定するよう動作可能である、装置。
【請求項２３】
前記第１の対の導電性部材および前記第２の対の導電性部材は、接触軸に沿った前記導電層と同時に当接可能である、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記導電性部材のうち少なくともいくつかは、前記導電性部材の接触部分が前記ハウジングから異なる距離だけ外向きに突き出るようなばね荷重部分を含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
前記導電性部材のうち少なくともいくつかは、前記導電層に当接するよう適合されたコンプライアント部分を含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２６】
基板を含む較正装置をさらに含み、この基板は、その中に形成され、前記導電性部材と当接するよう適合される複数の接触パッドと、公知の抵抗を有する較正機器と、前記接触パッドを前記較正機器と電気的に結合する複数の導電性リードとを有する、請求項２２に記載の装置。
【請求項２７】
前記回路はケルビンブリッジ回路を含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２８】
導電層の抵抗を測定する方法であって、
第１の対の導電性部材および第２の対の導電性部材を設けるステップを含み、前記第１の対の導電性部材は前記第２の対の導電性部材の間に位置決めされ、前記方法はさらに、
前記第１の対の導電性部材および前記第２の対の導電性部材を接触軸に沿った前記導電層と当接させるステップと、
前記第１の対の導電性部材に電流を与えるステップと、
前記第２の対の導電性部材の間に結果として生じる電圧を決定するステップとを含む、方法。
【請求項２９】
前記第１の対の導電性部材および前記第２の対の導電性部材を前記導電層と当接させるステップは、前記導電性部材のうち少なくとも１つの内部に配置されるばね部材を少なくとも部分的に加圧するステップを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の対の導電性部材および前記第２の対の導電性部材を前記導電層と当接させるステップは、前記導電性部材のうち少なくとも１つのコンプライアント部分を前記導電層と当接させるステップを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
第１の対の導電性部材および第２の対の導電性部材を設けるステップは、中に複数のチャネルが配置されているハウジングを設けるステップを含み、各導電性部材は前記チャネルのうち対応する１つの内部に少なくとも部分的に配置される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１の対の導電性部材および前記第２の対の導電性部材を接触軸に沿って前記導電層と当接させるステップは、各導電性部材の先端部分を前記導電層と当接させるステップを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３３】
与えられた電流および結果として生じた電圧に基づいて前記導電層の抵抗を決定するステップをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３４】
前記第１の対の導電性部材および前記第２の対の導電性部材を前記導電層と当接させるステップの前に、前記第１の対の導電性部材および前記第２の対の導電性部材を較正装置と当接させることにより較正測定を行なうステップをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３５】
前記較正装置は基板を含み、この基板は、その中に形成される複数の接触パッドと、公知の抵抗を有する較正機器と、前記接触パッドを前記較正機器と電気的に結合する複数の導電性リードとを有し、較正測定を行なうステップは、前記第１の対の導電性部材および前記第２の対の導電性部材を前記複数の接触パッドと当接させるステップを含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
第１の対の導電性部材および第２の対の導電性部材を有する抵抗測定装置を較正する方法であって、前記第１の対の導電性部材は前記第２の対の導電性部材の間に位置決めされ、前記方法はさらに、
第１の対の接触パッドおよび第２の対の接触パッドを設けるステップを含み、前記第１の対の接触パッドは前記第２の対の接触パッドの間に位置決めされ、前記方法はさらに、
公知の抵抗値を有する較正機器を設けるステップと、
前記第１の対の導電性部材および前記第２の対の導電性部材を前記第１の対の接触パッドおよび前記第２の対の接触パッドとそれぞれ当接させるステップと、
前記第１の対の導電性部材に電流を与えるステップと、
前記第２の対の導電性部材の間に結果として生じる電圧を決定するステップとを含む、方法。
【請求項３７】
前記第１の対の導電性部材および前記第２の対の導電性部材を前記第１の対の接触パッドおよび前記第２の対の接触パッドと当接させるステップは、前記導電性部材のうち少なくとも１つの内部に配置されるばね部材を少なくとも部分的に加圧するステップを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記第１の対の導電性部材および前記第２の対の導電性部材を前記第１の対の接触パッドおよび前記第２の対の接触パッドと当接させるステップは、前記導電性部材のうち少なくとも１つのコンプライアント部分を前記接触パッドのうち対応する１つと当接させるステップを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
第１の対の導電性部材および第２の対の導電性部材を設けるステップは、中に複数のチャネルが配置されているハウジングを設けるステップを含み、各導電性部材は前記チャネルのうち対応する１つの内部に少なくとも部分的に配置される、請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
与えられた電流および結果として生じた電圧に基づいて前記導電層の抵抗を決定するステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
与えられた電流および結果として生じた電圧に基づいて前記導電層の測定された抵抗を決定するステップと、前記測定された抵抗を前記較正機器の公知の抵抗と比較するステップとをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４２】
前記測定された抵抗に与えるべき補正因子を決定するステップをさらに含む、請求項４
１に記載の方法。
【請求項４３】
測定装置を調整して、前記測定された抵抗と前記公知の抵抗との間の不一致を補正するステップをさらに含む、請求項４１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連する出願の相互参照
この特許出願は、「導電層の抵抗を測定するための装置および方法（Apparatus and Methods for Measuring Resistance of Conductive Layers）」と題され、代理人事件番号ＢＯＥＩ−１−１１５９が付され、同時に出願された特許出願に関し、その出願が引用によりこの明細書中に援用される。
【０００２】
発明の分野
この発明の開示は、電気抵抗を測定することに関し、より特定的には導電性材料の層の電気抵抗を測定することに関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
材料技術の継続的な進歩のために、現代の航空宇宙の乗物に含まれる、複合材料からできた構造部品の量が次第に増えている。非導電性複合材料からできた乗物の部品は、放電（たとえば、落雷、電磁効果（ＥＭＥ）など）にさらされると劣化するおそれがあるので、このような部品は、典型的には、導電性材料、たとえば導電性塗料、帯電防止コーティング、溶射コーティングなどでコーティングされる。
【０００４】
このような航空宇宙の乗物の開発のさまざまな段階全体にわたって、乗物の複合部品に配置される導電層の電気抵抗がしばしば測定される。この目的のために用いられて成功を収めてきた１つの公知の試験装置が図１に示される。図１に図示のとおり、先行技術の試験装置１００は、非導電基板１１０に取付けられる非導電層１０６上に配置される第１および第２の導電性ストリップ１０２および１０４を含む。この例では、基板１１０は可撓性のあるコンプライアント層１１１を含む。各導電性ストリップ１０２および１０４は導電性リード１１２および１１４に作動的に結合され、この導電性リード１１２および１１４は、試験装置１００からデジタル抵抗計などの試験機器１２０の好適な部分に延在するる。
【０００５】
図１にさらに図示のとおり、導電性ストリップ１０２および１０４は、非導電層１０６を通過して（仮想線で示される）非導電層１０６の内側に達してから基板１１０の端部１１３のまわりを通る。端部１１３上では、第１および第２の補助接触部材１１５および１１６が非導電層１０６上に配置される。第１および第２の補助接触部材１１５および１１６の各々は、めっきされたスルーホール１１７によって、第１および第２の導電性ストリップ１０２および１０４の対応する方にそれぞれ電気的に結合される。
【０００６】
動作においては、試験装置１００は、第１および第２の導電性ストリップ１０２および１０４を圧入して試験すべき導電層１２２（図示せず）と当接させることにより用いることができる。次いで、試験機器１２０は、第１の導電性ストリップ１０２と第２の導電性ストリップ１０４との間の導電層１２２の電気抵抗ＲTを１平方当りのオーム値で測定する。第１および第２の導電性ストリップ１０２および１０４がコンプライアント層１１１上に配置されるので、非導電層１０６ならびに導電性ストリップ１０２および１０４は導電層１２２の湾曲部に適合するよう曲がり得る。動作の代替的なモードにおいては、第１および第２の補助接触部材１１５および１１６が試験中に圧入されて導電層１２２と当接され得、次いで、導電層１２２の抵抗ＲTが試験機器１２０によって判定される。補助接触部材１１５および１１６は、寸法が比較的より小さいために、第１および第２の導電性
ストリップ１０６および１０７と比べてより小さな面上で用いることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
先行技術の試験装置１００を用いても所望の結果が得られたが、最近の導電性コーティング開発ではこのような装置がますます要求されている。たとえば、従来、導電性コーティングは、先行技術の試験装置１００を用いて容易に正確に測定できる比較的高い１平方当りの抵抗値により特徴付けられてきた。しかしながら、最近の導電性コーティングは１平方当りの抵抗が比較的さく、これにより、このような試験装置にさらなる難題をもたらす。
【０００８】
導電性コーティング１２２の抵抗が減ずると、各導電性ストリップ１０２および１０４の面と導電性コーティング１２２との間の接触抵抗に起因する測定された抵抗の付加的な成分は、試験機器１２０によって測定されるその抵抗の割合をさらに増し、これにより測定に伴う不確実性が増す。場合によっては、導電性コーティング１２２の抵抗は、導電性ストリップ１０２および１０４と導電性コーティング１２２との間の接触抵抗の成分よりもさらに小さい可能性があり、これにより、先行技術の試験装置１００を用いて導電性コーティング１２２の抵抗を正確に測定するのが妨げられる恐れがある。接触抵抗はまた、試験中ユーザによって試験装置１００に加えられる力に応じて変動することがあり、これにより、連続して試験測定する間に不確実性の成分をさらに生じさせる恐れがある。したがって、抵抗が低い現代の導電性コーティングの抵抗を正確にかつむらなく測定することのできる改善された試験装置が、先行技術において依然として必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の概要
この発明は、導電性材料の電気抵抗を測定するための装置および方法に向けられる。この発明に従った装置および方法は、有利には、電気抵抗測定の精度を向上し得、抵抗が比較的小さい或る導電性材料の抵抗を正確にむらなく測定できるようにし得る。
【００１０】
一実施例では、装置は、ハウジングと、このハウジングから外向きに突き出る第１、第２、第３および第４の導電性部材とを含む。導電性部材は、測定軸に沿って分散される複数の点において導電性材料と当接または係合可能である。代替的な実施例では、導電性部材のうち少なくともいくつかは、導電性部材の接触部分がハウジングから異なる距離（長さ）だけ外向きに突き出るようなばね荷重が加わる部分を含む。装置は、第１および第４の導電性部材に作動的に結合される電源と、第２および第３の導電性部材に作動的に結合される計器とをさらに含み得る。動作においては、導電性材料の電気抵抗は、電源によって適用される公知の値と、計器によって測定される観測値とから判定可能である。
【００１１】
この発明の好ましく代替的な実施例が、添付の図面に関連して以下に詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
発明の詳細な説明
この発明は、材料の電気抵抗を測定するための装置および方法に関し、より特定的には、構成要素面などの上の導電性コーティングの抵抗を測定する装置および方法に関する。この発明の或る実施例の多くの特定の詳細が、このような実施例を完全に理解させるために以下の説明および図２〜図６において述べられる。しかしながら、当業者は、この発明が追加の実施例を有し得るか、またはこの発明が以下の説明で述べられるいくつかの詳細なしに実施され得ることを理解するだろう。
【００１３】
図２は、この発明の実施例に従った導電層１２２（図示せず）の電気抵抗ＲTを測定するための試験装置２００を示す部分的に分解された等角図である。図３は、導電層１２２と接続された図２の試験装置２００を示す側面図である。この実施例では、試験装置２００はハウジング２０２を含み、このハウジング２０２は、本体部分２０４と、本体部分２０４の下方端部２０５に隣接したベース部分２０６と、本体部分２０４の上方端部２０７に隣接したキャップ部分２０８とを有する。図３に最もよく示されるように、本体部分２０４は、その中を通って配置され、かつ本体部分２０４の上方端部２０７と下方端部２０５との間に延在する４つのチャネル２１０を有する。同様に、ベース部分２０６は、その中を通って配置され、かつ本体部分２０４のチャネル２１０と整列する４つのアパーチャ２１２を有する。キャップ部分２０８には、横方向に延在する大きなアパーチャ２２４が配置される。１対のねじ切りされた留め具２０３は、キャップ部分２０８を通り、本体部分２０４における１対のねじ切りされた孔２１１の中に当接して、ハウジング２０２の上述の構成要素をアセンブリとしてともに固定する。同様に、１対の装着突起２０９はベース部分２０６から上向きに突き出、本体部分２０４において対応する（見えていない）空隙の中に当接して、ベース部分２０６を本体部分２０４に固定する。
【００１４】
図２および図３に示されるように、細長い導電性部材２１４はハウジング２０２の４つのチャネル２１０の各々の内部に位置決めされる。４つの導電性部材２１４は、１対の外側の導電性部材２１４Ａと、１対の内側の導電性部材２１４Ｂとを含む。各導電性部材２１４は、張出（または第１の）部分２１６と接触（または第２の）部分２１８とを含む。図３に最も良く示されるように、導電性部材２１４の接触部分２１８は、ベース部分２０６を越えてハウジング２０２から外向きに突き出るが、張出部分２１６は実質的にキャップ部分２０８内に囲まれる。張出部分２１６はハウジング２０２の本体部分２０４内の所定の位置において導電性部材２１４を保持する。後により十分に述べられるように、外向きに突き出る接触部分２１８は、導電層１２２の抵抗ＲTを測定できるようにするために接触軸２２６（図２）に沿って導電層１２２と当接または係合可能である。
【００１５】
導電性部材２１４は、銅、金、ベリリウム、これらの合金、または他のいかなる好適な導電性材料をも含むいかなる望ましい導電性材料から形成されてもよいことが理解される。さらに、導電性部材２１４は、図２および図３に示される特定の実施例から種々の方法で変形されてもよい。たとえば、代替的な実施例では、接触部分２１８の断面の形状は、円形、正方形、六角形または他のいかなる所望の形状であってもよい。同様に、ハウジング２０２は、たとえばＤＥＬＲＩＮ（Ｒ）、ＮＹＬＡＴＲＯＮ（Ｒ）およびＴＥＦＬＯＮ（Ｒ）などの電気絶縁熱可塑性材料を含むいかなる好適な材料から形成されてもよい。特定の一実施例では、ハウジング２０２は、減じられた吸水特性を含む所望の性質を有するガラス雲母組成物または他のガラス組成物から形成されてもよい。
【００１６】
特定の一実施例では、導電性部材２１４はばね荷重部材を含んでもよく、このばね荷重部材は、たとえば、一般的に公知で、かつ、ミズーリ州、カンザスシティのインターコネクト・デバイシーズ・インコーポレイテッド（Interconnect Devices, Inc.）を含むさまざまな供給業者から市販されている種類のばね荷重または「ポゴ」ピンである。ばね荷重部材は、たとえば、導電性部材２１４の接触部分２１８であり得るか、または、導電性部材２１４の他のいずれの部分、たとえば張出部分２１６と接触部分２１８との間に位置する中間部分２１５（図２）をも含み得る。
【００１７】
さらなる実施例では、接触部分２１８の各々はコンプライアント部分２１９を含んでもよい。コンプライアント部分２１９は、導電性で可撓性のあるコンプライアント層であり得、特に不規則または不均一な導電層上で試験を行なう際に均一な接触領域を確保するために接触部分２１８の先端または端部上に位置決めされ得る。コンプライアント部分２１９は、好適ないかなるコンプライアント導電性材料から形成されてもよい。特定の一実施
例では、たとえば、コンプライアント部分２１９は、最低限のデュロメータＡの硬さが３０である、導電性の金属含有（たとえば銀、ニッケル、金など）ポリスルフィド（たとえばチオコール（Thiokol）ＬＰポリマー）から形成されてもよい。
【００１８】
図３にさらに示されるように、試験機器２２０は、キャップ部分２０８におけるアパーチャ２２４を貫通する複数の導電性リード２２２によって、試験装置２００の導電性部材２１４に結合され得る。代替的な実施例では、導電性リード２２２はリード束２２３の中に配置され得る（図６）。試験機器２２０は電気抵抗を測定するために用いられる、広く知られた市販されている種々の装置のいずれであってもよく、たとえば、オハイオ州、クリーブランドのキースリー・インスツルメンツ・インコーポレイテッド（Keithley Instruments, Inc.）、またはコロラド州、コロラドスプリングスのアギレント（Agilent）、またはペンシルバニア州、ブルーベルのＡＶＯビドル・インスツルメンツ・コーポレイション（AVO Biddle Instruments Corporation）によって提供されるデジタル抵抗計（またはデジタルミリオーム計）を含む。
【００１９】
図４は、この発明の実施例に従った、試験中の、導電層１２２と接続された図２の試験装置２００のための回路図３００である。この実施例では、外側の導電性部材２１４Ａのうち一方の抵抗は第１の抵抗Ｒ1で表わされ、内側の導電性部材２１４Ｂのうち一方の抵抗は第２の抵抗Ｒ2で表わされ、内側の導電性部材２１４Ｂのうち他方の抵抗は第３の抵抗Ｒ3で表わされ、外側の導電性部材２１４Ａのうち他方の抵抗は第４の抵抗Ｒ4で表わされる。同様に、上述のように、内側の導電性部材２１４Ｂ間の導電層１２２の電気抵抗は試験抵抗ＲTで表わされる。
【００２０】
電源３０２は第１の抵抗Ｒ1と第４の抵抗Ｒ4との間で直列に結合され、計器３０４（たとえば電圧計）は第２の抵抗Ｒ2と第３の抵抗Ｒ3との間で直列に結合される。電源３０２および計器３０４は試験機器２２０に含まれてもよく、または代替的には別個の構成要素であってもよい。図４に示される回路図３００はケルビンブリッジ回路（Kelvin double bridge circuit）として公知の多様性を有してもよく、または他のいかなる好適な回路であってもよい。
【００２１】
動作においては、電源３０２は、第１の抵抗Ｒ1と試験抵抗ＲTと第４の抵抗Ｒ4とを通って流れる公知の電流ＩKを回路３００に与える。計器３０４は、試験抵抗ＲTの両端の試験電圧ＶTなどの特性値を測定する。ごくわずかな量の電流しか計器３０４を通過しないので、実際には、第２の抵抗Ｒ2と第３の抵抗Ｒ3とを通過する電流はなく、したがって、試験抵抗ＲTを通過する電流はほぼ公知の電流ＩKである。試験抵抗ＲTは、測定された試験電圧ＶTおよび公知の電流ＩKを用い、以下の式１に従い、オームの法則を用いて決定することができる。
【００２２】
ＲT  ＝  ＶT／ＩK      （１）
試験装置２００により、有利には、導電層１２２の電気抵抗の測定が改善される。試験抵抗ＲTは内側の導電性部材２１４Ｂの間で測定され、かつごくわずかな量の電流しか内側の導電性部材２１４Ｂを通過しないので、導電性部材２１４と導電層１２２との間の面接触に関連付けられる抵抗によって生じる、測定を不確実にする付加的な成分を、その測定結果からなくす。したがって、試験装置２００を用いて、導電接触と導電性コーティングとの間の面接触抵抗より小さな抵抗値を有するようなコーティングを含む、比較的小さな抵抗を有する導電性コーティングの抵抗を測定し得る。
【００２３】
さらに、導電性部材２１４はばね荷重が加わる部分を含み得るので、接触部分２１８と導電層１２２との間に加えられる力の量は、ユーザによって手動で加えられる力の量に依存する先行技術の装置１００よりも一定したものであり得る。しかしながら、試験装置２
００では、導電性部材２１４のばね荷重が加わる部分のばね定数は（ベース部分２０６の厚みとともに）適切に選択されて、導電性部材２１４の接触部分２１８の、導電層１２２との一定した確実な当接を確実にし得る。ばね荷重が加わる導電性部材２１４が比較的一定したばね定数を有するので、接触部分２１８は、より高い一貫性および信頼性で導電層１２２に対して確実に当接され得、これにより、結果として測定の一貫性および精度が向上され得る。
【００２４】
この発明に従った試験装置２００の別の利点は、コンプライアント部分２１９を含む接触部分２１８が、特に、或る複合構成要素の裏側を含む不規則または不均一な導電層のために、接触部分２１８と導電層１２２との間に均一な接触領域を確保し得ることである。このような均一な接触領域は、連続した抵抗測定の間の均一性を向上し得、かつ、外側の導電性部材２１４Ａを介して電流が与えられる際にアーク放電が起こる可能性を減じ得る。
【００２５】
ばね荷重が加わる部分を有する試験装置２００の付加的な利点は、非平面の導電層の測定を向上させ得ることである。たとえば、図５は、この発明の代替的な実施例に従った、非平面の導電層４２２と当接または係合したばね荷重が加わる導電性部材４１４を有する試験装置４００を示す、拡大された部分的な側面図である。図５に図示のとおり、各導電性部材４１４は、ハウジング４０２から異なる距離ｌだけ外向きに突き出て非平面の導電層４２２に接触する接触部分４１８を含む。図５に示される実施例では、接触部分４１８は、非平面の導電層４２２との確実な接触領域を確保するために丸みのある先端４１９を含む。代替的な実施例では、いかなる好適な接触構成を用いてもよい。図５に示される実施例では、先端部分４１９と導電層４２２との間の接触軸２２６は、非平面の導電層４２２の湾曲部に適合する湾曲した接触軸である。導電性部材４１４は、接触部分４１８が変動距離ｌだけ外向きに延在して非平面の導電層４２２に接触するのを可能にするばね荷重が加わる部分を含むので、有利には、試験装置４００を用いて、先行技術の装置と比べてより高い精度および信頼性で、非平面を有する層の抵抗ＲTを測定し得る。
【００２６】
試験機器２２０によって測定される試験抵抗ＲTの不確実性は、接触部分２１８間の間隔、接触部分２１８の断面の形、導電層１２２の厚み、ばね荷重が加わる導電性部材のばね定数、導電層１２２の周辺部分への電流損失、および他の種々の要素を含むさまざまな要素に左右される可能性があることが理解され得る。このような要素の影響は適用例によって異なり得ることも理解され得る。したがって、毎日の動作中に、導電性材料について特定の試験測定を実行する前にこれらの不確実性を減ずるよう試みることが望ましい場合がある。
【００２７】
図６は、この発明のさらに別の実施例に従った較正装置５００を示す等角図である。この実施例では、較正装置５００は基板５０２を含み、この基板５０２は、その上に複数の接触パッド５０４が配置されている。接触パッド５０４は、接触軸２２６に沿って試験装置２００の接触部分２１８と当接または係合するよう寸法決めされ、位置決めされ、そうでない場合は適合される。複数の導電パターン（traces）５０６が基板５０２上に配置され、接触パッド５０４と較正機器５０８との間で結合される。公知の抵抗値Ｒkを有する較正機器５０８は、ピンコネクタ５１０、はんだバンプなどのいかなる好適な手段によっても導電パターン５０６に電気的に結合される。較正機器５０８は、別の較正機器５０８を基板５０２に当接できるよう取外し可能であってもよく、または代替的には、較正機器５０８は基板５０２に固定されてもよい。
【００２８】
動作においては、試験装置２００の接触部分２１８は接触パッド５０４と当接され得、上述の態様では、試験機器２２０を用いて、較正機器５０８の測定された抵抗ＲTを判定し得る。試験装置２００によって測定された抵抗ＲTが較正機器５０８の公知の抵抗値Ｒk
と一致しない場合、補正因子を決定し得る。試験中に導電層の抵抗を引き続き測定する間に、試験装置２００によって戻される抵抗値に補正因子が与えられて、試験中に導電層の実際の抵抗値を数学的に計算し得る。代替的には、試験装置２００によって測定された抵抗ＲTが較正機器５０８の公知の抵抗値Ｒkと一致しない場合、測定の不確実性を補償するよう試験機器２２０が調整され（たとえば「再びゼロにされ」）てもよく、かつ、試験機器２２０の設定を調整して試験中に導電層を引き続き測定してもよい。
【００２９】
較正装置５００は、有利には、試験装置２００に関連付けられる測定の不確実性を減ずるかまたはなくす。試験装置２００は較正装置５００を用いて容易かつ迅速に較正されて、補正因子を決定し得るか、または不確実性の原因となる試験機器を調整し得るので、試験装置２００の使用中に測定の不確実性をもたらす要素のうち少なくともいくつかが説明され得、かつこれらの要素の悪影響が低減または排除され得る。こうして、結果としてもたらされる抵抗測定の有効性および精度が向上され得る。
【００３０】
この発明の特定の実施例を上述のようにこの明細書中に例示および説明してきたが、この発明の精神および範囲から逸脱することなく多くの変更を行なうことができる。したがって、この発明の範囲は上述の特定の実施例の開示によっては限定されない。代わりに、この発明は添付の特許請求の範囲を参照することにより全体が決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】先行技術に従った導電層の電気抵抗を測定するための試験装置を示す等角図である。
【図２】この発明の実施例に従った導電層の電気抵抗を測定するための試験装置を示す、部分的に分解された等角図である。
【図３】導電層と接続された図２の試験装置を示す側面図である。
【図４】この発明の実施例に従った導電層と接続された図２の試験装置のための回路図である。
【図５】この発明の代替的な実施例に従った、非平面の導電層と当接または係合したばね荷重が加わる導電性部材を有する試験装置を示す、拡大された部分的な側面図である。
【図６】この発明のさらに別の実施例に従った較正装置を示す等角図である。
【符号の説明】
【００３２】
１２２  導電層、２００  試験装置、２０２  ハウジング、２０４  本体部分、２０６
ベース部分、２０８  キャップ部分、２１０  チャネル、２１２  アパーチャ、２１４
導電性部材、２１８  接触部分、ｌ  変動距離。
【図１】
2004333493.tif 000003
【図２】
2004333493.tif 000004
【図３】
2004333493.tif 000005
【図４】
2004333493.tif 000006
【図５】
2004333493.tif 000007
【図６】
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