Что такое геркон: Принцип работы геркона | Практическая электроника

Содержание

Блог — Что такое геркон

По функциональным признакам герконы подразделяются на: замыкающие (в исходном состоянии нормально-разомкнутый контакт), размыкающие (нормально-замкнутый контакт), переключающие (переключающий контакт). Наибольшее распространение получили замыкающие герконы.
По конструктивно-технологическим признакам выделяют 2 группы герконов: с сухими и ртутными контактами. В ртутных герконах для улучшения качества контакта в герметичный стеклянный корпус добавляют капельку ртути.

Перейти в каталог герконов, датчиков открытия.

Конструкция герконов

Геркон представляет собой пару контактов (магнитных сердечников), запаянных в стеклянный баллон. Между сердечниками оставляют зазор определенного размера. Наружные концы контактов подключаются во внешнюю электрическую цепь. Контакты выполнены из расплющенной упругой ферромагнитной проволоки. Контактирующая поверхность покрыта благородным металлом, что уменьшает переходное сопротивление, а также способствует антикоррозийной устойчивости контактов. Пространство баллона заполняется инертным газом либо вакуумизируется, что также повышает надежность работы контактов.

Геркон. Принцип работы.

Контактная группа срабатывает при воздействии магнитного поля достаточной напряженности. Для замыкающего геркона сердечники геркона, намагниченные силовыми линиями магнитного поля, преодолевают силы упругости, притягиваются и замыкают электрическую цепь. В случае прекращения действия магнитного поля контакты размыкаются. При следующем появлении магнитного поля контакты сработают вновь.
Для размыкающего геркона при воздействии магнитного поля контакты намагничиваются одноименно, поэтому они отталкиваются друг от друга и размыкают электрическую цепь.
Для геркона переключающего типа 2 контакта выполняются из ферромагнитного сплава (нормально-разомкнутые), а 1 (нормально-замкнутый) – из немагнитного металла. При воздействии магнитного поля контакты нормально-разомкнутые замыкаются, а один нормально-замкнутые, оставаясь на месте, размыкается.

Характеристики герконов

Характеристики герконов подразделяются на механические и электрические.

Механические характеристики.

Магнитодвижущая сила срабатывания/магнитодвижущая силу отпускания указывает величину напряженности магнитного поля, при котором происходит срабатывание либо отпускание контактов.
Скорость срабатывания и отпускания (мсек) характеризует быстродействие геркона. Герконы с меньшими линейными размерами обладают большим быстродействием.
Максимальное число срабатываний показывает число срабатываний, при котором сохраняются в допустимых пределах все свойства геркона.

Электрические характеристики.

Сопротивление контактного перехода – величина сопротивления между замкнутыми контактами, сопротивление изоляции – величина сопротивления между разомкнутыми контактами.
Электрическая прочность геркона указывает величину напряжения пробоя и характеризует качество изоляции между контактами.

Мощность коммутации геркона определяется материалом конструкции, типом покрытия контактов и их размерами.
Емкость геркона – замеряется между разомкнутыми контактами, зависит от геометрических размеров самого геркона и расстояния между контактами в разомкнутом состоянии.

Подключение геркона

В системах охранной сигнализации герконы наряду с датчиками разбития стекла для организации первого рубежа охраны. Так, датчик открытия двери мгновенно срабатывает при открытии двери и приводит сигнализацию в состояние тревоги.

Самые популярные модели герконовых датчиков:

Герконовые датчики используются для установки на двери, окна, ворота и пр. Устройство состоит из двух частей: корпус с герконом и корпус с магнитов. Как правило, установка геркона осуществляется на неподвижном полотне конструкции, а магнита – на подвижном. Магнит и геркон должны находиться на одной оси, а зазор между ними должен составлять от 2 до 6 мм. Оптимальное расположение датчика – в верхней части полотна, на расстоянии около 15 см от раствора. При монтаже необходимо учитывать хрупкость герконовой колбы и избегать ударов или других физических воздействий.

Автор: Alexandr Skakalskiy

Геркон.

Устройство и принцип работы

Среди всевозможных радиоэлементов в электронике есть весьма любопытный и оригинальный. Возможно, вы уже слышали о нём или даже применяли в своих самоделках. Это – геркон.

Название этого электронного компонента происходит от словосочетания герметизированный контакт. В сущности, простейший геркон представляет собой два контакта, запаянных в стеклянную колбочку. Внутрь герметичной колбы закачан газ, который препятствует обгоранию контактов. Сами же контакты являются магнитоуправляемыми и изготавливаются из ферромагнитного материала (например, пермаллоя). Их можно замыкать посредством воздействия магнитного поля электромагнита, соленоида, либо постоянного магнита.

На принципиальных схемах геркон обозначается в виде двух контактов в кружке, символизирующем герметичный баллон геркона.

Условное обозначение геркона на принципиальных схемах и его внешний вид

Герконы можно легко обнаружить во многих инфракрасных датчиках движения, которые применяются в автоматических системах охраны. Там они используются в качестве реле.

Также геркон применяется в широко распространённом охранном датчике ИО -102 (или его аналогах). В его состав входит геркон с проволочными выводами и постоянный магнит. Геркон устанавливается на неподвижную часть двери или оконной форточки и подключается к охранному прибору двумя проводниками. Магнит крепиться на подвижной части двери или форточки. Это простейший пример применения герконов в охранной автоматике.

Охранный датчик серии ИО-102 на основе геркона

Герконы успешно применяются в качестве реле. Герконовое реле состоит из геркона и проволочной обмотки, так называемого, соленоида. Если через проволочную обмотку пропустить ток, то под действием протекающего тока в обмотке образуется электромагнитное поле, которое и воздействует на геркон, замыкая его контакты.

Герконовые реле TRA-500 и Sh2A05BW, применяемые в приборах охранной автоматики

В чём преимущество герконового реле перед обычным электромеханическим?

Во-первых, это сравнительно малые габариты и простота конструкции. Если взглянуть на обычные реле и герконовые, то можно убедиться в том, что герконовые заметно компактнее.
Второе преимущество реле на герконах – устойчивость к обгоранию контактов и влажности. Поскольку контакты геркона находятся в герметичном стеклянном баллоне с химически инертным газом (чистым азотом или смесью азота и водорода), то, естественно, контакты не окисляются.
Ещё одним немаловажным преимуществом герконовых реле является отсутствие подвижных элементов конструкции. Контакты геркона не подвержены трению и износу. Зазор между контактами геркона настолько мал, что его очень трудно увидеть.

Стоит отметить, что если через контакты геркона протекает большой ток, то они могут “залипнуть”. При этом геркон либо выйдет из строя, либо будет периодически замыкаться даже без воздействия магнитного поля на контакты. К сожалению, такой геркон подлежит замене.

Сферы применения герконов очень обширны. Это и системы охранно-пожарной автоматики, всевозможные датчики положения, системы связи, приборы управления и контроля.

Одним из существенных недостатков, препятствующих ещё большему распространению герконов является низкая ударостойкость. Несмотря на это, в последнее время герконы применяются в автомобилестроении и даже в авиации.

По сравнению с обычными реле герконовые обладают большим быстродействием и меньшей шумностью. Переключение контактов герконового реле практически незаметно на слух.

Также стоит отметить, что герконы в основном служат для коммутации небольших токов.

Что следует учитывать при использовании герконов в своих электронных самоделках?

Максимально допустимое коммутируемое напряжение и ток. Так, геркон марки КЭМ-1 способен выдержать ток не более 2 Ампер и напряжение 300 Вольт. Если превысить эти значения, то геркон превратиться в обычный проводник – его контакты “пригорят” друг к другу. Необходимо также уточнить коммутируемую мощность геркона. Для упомянутого геркона КЭМ-1 этот параметр составляет не более 30 Ватт.

Таким образом, если используя формулу мощности постоянного тока подсчитать допустимый ток через геркон при напряжении, например, 220 Вольт, то он составит величину меньше 2 Ампер, а точнее – 0,13 Ампер (130 мА).

Если же мы предполагаем, что через геркон будет протекать постоянный ток 1,5 Ампера, то максимально допустимое напряжение будет составлять всего 20 Вольт.

Применение геркона в самодельных устройствах просто огромно. Его можно использовать для гальванической развязки цепей, в качестве датчиков положения в электронных игрушках, системах сигнализации и контроля.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Принцип работы герконового датчика — схема подключения герконового датчика, принцип его работы

Герконовый датчик – это прибор, созданный для улучшения технических свойств и срока службы контактов электроаппаратуры. Подключить его можно как своими руками, так и с помощью профессиональных технических служб. Подключение своими руками, в отсутствие соответствующей компетенции, может занять достаточно много времени или вовсе привести к неудачной попытке установки геркона. С помощью сервиса Юду вы в кратчайший срок можете найти и заказать услугу профессиональных служб по подключению герконового реле: достаточно оставить заявку на сайте или выбрать наиболее подходящее предложение из каталога исполнителей.

Что такое магнитный геркон

Магнитный геркон является основным компонентом системы контактного реле в различных электромагнитных схемах. Герконовый датчик содержит два контакта из ферромагнитного сплава, заключенных в стеклянную колбу. Если к контактам поднести магнитный элемент – они замыкаются, образуя непрерывную электромагнитную сеть.

Геркон часто применяется:

Для установки датчиков, показывающих открывание дверей в системах охраны, для защиты объекта от нежелательного проникновения
Для установки на окна, в качестве датчика, сообщающего об открытии конструкции
Для установки на ворота и иную входную группу для защиты от нежелательного проникновения

Разновидности герконовых датчиков

Герконовые датчики по функциональности делятся на:

Замыкающие
Переключающие
Размыкающие

По технологическим особенностям герконы делятся на два типа:

Сухие
Ртутные: внутри стеклянной конструкции находится капля ртути для уменьшения сопротивления и для недопущения нарушения контактов

Конструктивные особенности герконовых датчиков

По конструкции герконы делятся на:

Разомкнутые
Замкнутые
Переключающие
Разомкнутые ртутные

Наиболее распространенным видом герконовых датчиков является разомкнутый геркон. Каждый контакт в стеклянной емкости представляет собой плоскую проволоку. Поверхности контактов покрыты золотом, палладием, радием или серебром, что способствует уменьшению сопротивления и позволяет защитить контакты от коррозии. Пространство стеклянной колбы заполнено водородом, аргоном или азотом, либо просто представляет собой вакуумное пространство, что также способствует повышению антикоррозийных свойств.

Принцип работы герконового датчика

Принцип работы герконового датчика заключен во взаимодействии двух элементов: исполнительной и задающей. Задающая часть схемы работы геркона – это магнит, а исполнительная – сам геркон. Для замыкания контактной цепи геркона необходимо вокруг него создать магнитное поле. Как только магнитное поле исчезает, контакты герконового датчика перестают взаимодействовать.

Размыкающий геркон работает по несколько иной схеме: его магнитные элементы расположены таким образом, что при намагничивании контакты отталкиваются, осуществляя размыкание электрической цепи.

Схема работы переключающего геркона также имеет свои особенности: один из контактов системы сделан из немагнитного металла, а другие – из ферромагнитного. Таким образом, при магнитном воздействии на геркон, происходит замыкание ферромагнитных контактов, а немагнитные контакты размыкаются.

Схема работы герконового датчика

Для обеспечения замыкания электромагнитной сети герконового датчика и осуществления его работы магнитная часть системы крепится на открываемой конструкции (окно, дверь или ворота), а сам геркон на дверной или оконной коробке. Если дверь закрыта, магнитное поле действует на контактную сеть геркона, замыкая электромагнитную цепь. Датчик охранной системы показывает, что входная группа закрыта. Стоит открыть дверь – магнит перестает действовать, размыкает цепь, заставляя тем самым срабатывать сигнал тревоги.

В документации на датчик есть вся необходимая информация для установки его своими руками.

В зависимости от конструкций, на которые устанавливается геркон, датчики делятся на несколько видов:

Датчики скрытого монтажа для стальных конструкций
Датчики скрытого монтажа для магнитопассивных конструкций
Датчики наружного монтажа для стальных конструкций
Датчики наружного монтажа для магнитопассивных конструкций

Тип устанавливаемого геркона определяется в соответствии с массивностью конструкции и материалом, из которого она изготовлена.

Как заказать услугу профессиональных технических служб по подключению герконового датчика

Осуществить подключение геркона своими руками, обладая навыками и знаниями в этой области, не составит труда. Если же компетенции для подключения датчика своими руками не хватает, то лучше обратиться к услугам профессиональных служб, которые осуществят подключение недорого и достаточно быстро. Чтобы заказать такие услуги с помощью сервиса Юду, необходимо:

Заполнить заявку на сайте или позвонить по указанным контактным телефонам
Установить желаемую цену на услугу
Выбрать наиболее подходящее вам предложение
Ознакомиться с достоверными отзывами о работе исполнителей
Связаться с выбранной службой и договориться о выезде

Геркон — это… Что такое Геркон?

Герконы и герконовое реле

Герко́н (сокращение от «герметичный [магнитоуправляемый] контакт») — электромеханическое устройство, представляющее собой пару ферромагнитных контактов, запаянных в герметичную стеклянную колбу. При поднесении к геркону постоянного магнита или включении электромагнита контакты замыкаются. Герконы используются как бесконтактные выключатели, датчики близости и т. д.

Геркон с электромагнитной катушкой составляет герконовое реле.

Существуют также герконы, размыкающие цепь при возникновении магнитного поля, и герконы с переключающей группой контактов.

Герконы различаются также по конструктивным особенностям. Они бывают сухими (с сухими контактами) и ртутными, в которых капля ртути смачивает контактирующие поверхности, уменьшая их электрическое сопротивление и предотвращая вибрацию пластин в процессе работы.

Отличие геркона от датчика Холла:

геркон — это элемент, механически замыкающий (или размыкающий) электрическую цепь при должном изменении напряженности магнитного поля;
датчик Холла — это полупроводниковое устройство, через которое во время работы протекает электрический ток и возникает поперечная разность потенциалов, пропорциональная напряженности магнитного поля.

Параметры

Магнитодвижущая сила срабатывания — значение напряженности магнитного поля, при котором происходит замыкание контактов геркона.
Магнитодвижущая сила отпускания — значение напряженности магнитного поля, при котором происходит размыкание контактов геркона.
Сопротивление изоляции — электрическое сопротивление зазора между сердечниками (в разомкнутом состоянии).
Сопротивление контактного перехода — сопротивление контактной области, которая образуется при замыкании сердечников.
Пробивное напряжение — напряжение, при котором происходит пробой геркона.
Время срабатывания — время между моментом приложения управляющего магнитного поля, и моментом первого физического замыкания электрической цепи герконом.
Время отпускания — время между моментом снятия приложенного к геркону магнитного поля, и моментом последнего физического размыкания электрической цепи герконом.
Емкость — электрическая емкость между выводами геркона в разомкнутом состоянии.
Максимальное число срабатываний — число срабатываний, при котором все основные параметры геркона остаются в допустимых пределах.
Максимальная мощность — максимальная мощность, коммутируемая герконом.
Коммутируемое напряжение
Коммутируемый ток

Преимущества

Геркон

Контакты геркона находятся в вакууме или в инертном газе и слабо обгорают, даже если при замыкании или размыкании между контактами возникает искра.
Долговечность герконов. Считается, что если не бить геркон и не пропускать очень большие токи, то срок службы геркона бесконечен, (хотя в технических данных на герконы указаны ограничения, 10⁸—10⁹ и больше срабатываний).
Меньший размер по сравнению с классическим реле, рассчитанным на такой же ток.
Отсутствие необходимости применения тугоплавких и драгоценных металлов для контактов.
Герконы почти бесшумны.
Высокое (относительно классических реле) быстродействие.

Недостатки

Наличие дребезга при включении, что влечет за собой множественные срабатывания за небольшой промежуток времени.
Дороговизна и больший вес по сравнению с открытыми контактами.
Необходимость создания магнитного поля.
Сложность монтажа.
Хрупкость — герконы нельзя использовать в условиях сильных вибраций и ударных нагрузок.
Ограниченная скорость срабатывания
Иногда контакты «залипают» (остаются в замкнутом состоянии) — такой геркон подлежит замене.

Применение

Клавиатуры — клавишных синтезаторов и компьютеров (в клавиатурах компьютеров практически не используется с середины 1990-х годов) (удачное использование всех достоинств геркона).
Клавиатуры промышленных приборов, где требуется долговечность и взрывобезопасность.
Датчики: охранные (датчик открытия двери), велокомпьютеров, верхней крышки ноутбука (открытие и закрытие) и т. п.
Подводное оборудование: фонари для дайвинга, подводной охоты.
Лифты: датчики позиционирования кабины
Телерадиоаппаратура
Электронные счётчики тока 1 фазные и 3х фазные (используемые в многоквартирных домах,в промышленности)

Основная тенденция — замена герконов твердотельными датчиками Холла.

Особая область применения — устройства для передачи дискретных сигналов управления и защиты от перегрузок по току высоковольтных электро- и радиотехнических установок, таких как мощные лазеры, радары, радиопередающие устройства, электрофизические установки и др. виды аппаратуры, работающей под напряжениями 10 — 100 кВ. Специально для этих видов аппаратуры В. И. Гуревичем разработаны герконовые реле с высоковольтной изоляцией, так называемые «геркотроны» или «высоковольтные изолирующие интерфейсы», описанные в его книгах (см. ниже).

См. также

Ссылки

Геркон — что это? | Счетчики, датчики, расходомеры топлива и жидкостей, насосы, топливо-раздаточное оборудование, фильтра и акссесуары

Герко́н (сокращение от «герметичный [магнитоуправляемый] контакт») — электромеханическое устройство, представляющее собой пару ферромагнитных контактов, запаянных в герметичную стеклянную колбу. При поднесении к геркону постоянного магнита или включении электромагнита контакты замыкаются. Герконы используются как бесконтактные выключатели, датчики близости и т. д.

Описание импульса выдаваемого герконом по ссылке.

Отличие геркона от датчика Холла:
геркон — это элемент, механически замыкающий (или размыкающий) электрическую цепь при должном изменении напряженности магнитного поля;
датчик Холла — это полупроводниковое устройство, через которое во время работы протекает электрический ток и возникает напряжение, пропорциональное напряженности магнитного поля.

Время срабатывания — время между моментом приложения управляющего магнитного поля, и моментом первого физического замыкания электрической цепи герконом.

Преимущества

Контакты геркона находятся в вакууме или в инертном газе и слабо обгорают, даже если при замыкании или размыкании между контактами возникает искра.
Долговечность герконов. Считается, что если не бить геркон и не пропускать очень большие токи, то срок службы геркона бесконечен, (хотя в технических данных на герконы указаны ограничения, 108—109 и больше срабатываний).
Меньший размер по сравнению с классическим реле, рассчитанным на такой же ток.
Отсутствие необходимости применения тугоплавких и драгоценных металлов для контактов.
Высокое (относительно классических реле) быстродействие.

Недостатки

Наличие дребезга при включении, что влечет за собой множественные срабатывания за небольшой промежуток времени.
Хрупкость — герконы нельзя использовать в условиях сильных вибраций и ударных нагрузок.
Ограниченная скорость срабатывания.
Иногда контакты «залипают» (остаются в замкнутом состоянии) — такой геркон подлежит замене.
неправильное подключение питания может существенно сократить время работы геркона.

Герконовые реле, принцип действия, характеристики и область применения

Герконовое реле — устройство, используемое для коммутации электрических цепей.

В отличии от электромеханических реле, в которых коммутация происходит посредством механического воздействия на контактные группы, в герконовых реле исполнительным элементом является — один или несколько герконов.

В зависимости от назначения или класса устройства замыкание или размыкание контактов происходит при помещении контактной группы в магнитное поле.

Основное отличие герконовых реле от электромеханических заключается в большом ресурсе работы, что обусловлено отсутствием движущихся частей подверженных износу и истиранию.

Также незначительная напряженность управляющего магнитного поля и высокое быстродействие позволяют использовать данный вид реле для коммутации цепей управления электронных блоков высокочувствительных аппаратов.

Еще одним из преимуществ герконовых реле перед остальными релейными устройствами коммутации является защищённость контактной группы от воздействия влаги, пыли и других неблагоприятных факторов, которые могут привести к преждевременному износу и выходу реле из строя.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

Принцип действия герконовых реле основан на свойстве некоторых ферромагнитных материалов менять свою ориентацию в пространстве под действием магнитного поля, а именно при возбуждении магнитного поля в катушке, подключенной к цепи управления, происходит намагничивание контактов геркона.

Вследствие этого происходит замыкание или размыкание контактной группы, находящейся в герметично запаянной колбе.

Большая распространенность и широкий спектр применения обуславливает значительные конструктивные отличия. Герконовые реле можно разделить на несколько групп по типу используемых контактов:

устройства с нормально открытой (разомкнутой) контактной группой;
с нормально закрытой (замкнутой) контактной группой;
реле с комбинированной группой контактов, при чем коммутация может осуществляться как с помощью одного геркона с контактами разных типов, так и группой герконов.

По конструктивному исполнению реле герконовые коммутационные устройства также можно подразделить на:

Сухие — колба геркона заполнена инертным газом, также для увеличения допустимых токов контакты геркона могут помещаться в вакуум.

Смоченные — для предотвращения вибрации контактов на место их соприкосновения помещается некоторое количество ртути.

При проектировании цепей управления, содержащих герконовые реле или замене электромеханических реле на данный тип устройств следует обратить внимание на следующие характеристики:

Напряженность магнитного поля, вырабатываемого катушкой, при котором происходит коммутация контактов геркона.
Напряженность магнитного поля, при котором происходит обратная коммутация цепи.
Напряжение пробоя — значение напряжения при котором происходит пробой нормально открытой контактной группы геркона.
Время реакции — время между подачей сигнала на катушку и замыканием или размыканием контактов.
Период отпускания — время между снятием напряжения с катушки и возвращением контактов геркона в нормальное состояние.
Количество циклов коммутации — число замыкания и размыкания контактов при котором сохраняются заданные рабочие параметры устройства.
Коммутируемая мощность — максимально допустимая мощность, которую выдерживают контакты устройства без потери функционала.
Допустимое напряжение — максимально допустимое напряжение в управляемой цепи.
Допустимый уровень вибрации — при вибрации, превышающей допустимые производителем нормы возможно нарушение герметичности колбы геркона или самопроизвольное замыкание контактов.

Также при использовании герконовых реле в цепях, содержащих полупроводниковые элементы и микросхемы чувствительные к скачкам напряжения, следует учитывать, что в виду особенностей конструкции, между отходящими контактами геркона может образовываться паразитная емкость, приводящая к выходу из строя электронных компонентов.

Помимо факта появления паразитной емкости, возможно произвольное замыкание контактов геркона в наведенном магнитном поле, избежать несанкционированного срабатывания поможет дополнительная экранировка корпуса реле.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРКОНОВЫХ РЕЛЕ

Наиболее широкое применение герконовые реле получили в системах сигнализации и телеметрии. Они обеспечивают возможность коммутации нескольких независимых цепей с помощью одного устройства, что позволяет включать систему звукового или светового оповещения с одновременной подачей сигнала на пульт охраны.

При кажущейся простоте блокировать такую систему довольно сложно. При этом в ней отсутствуют элементы, которые можно вывести из строя направленным электромагнитным импульсом, в отличии от систем, основанных на полупроводниковых элементах.

Также на основе описываемого вида реле возможно построение простейших логических схем, для этой цели могут применяться герконы с эффектом памяти — их особенностью является сохранение положения контактов даже после снятия управляющего импульса, возврат же в нормальное положение производится подачей сигнала обратной полярности на катушку устройства.

Кроме систем сигнализации отдельная разновидность реле — герсиконы используются для запуска электрических двигателей малой и средней мощности, в настоящее время производятся герсиконы с максимальной коммутируемой мощностью до 45 кВт.

Помимо низковольтной аппаратуры герконы применяются в цепях управления с рабочим напряжением несколько тысяч вольт, а отдельные устройства выдерживают напряжение до 100 кВ.

Отдельная разновидность высоковольтных герконов применяется в устройствах релейной защиты высоковольтных линий. В этом случае в конструкции предусматриваются дугогасительные и демпферные устройства, препятствующие появлению вибрации и дребезга контактной группы.

Таким образом использование герконовых реле открыло новую веху в приборостроении и проектировании релейного оборудования.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Геркон [База знаний]

Геркон. Устройство и принцип работы.

Теория

КОМПОНЕНТЫ

ARDUINO

RASPBERRY

ИНТЕРФЕЙСЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Геркон (акроним от «герметизированный контакт») — электромеханическое коммутационное устройство, изменяющее состояние подключённой электрической цепи при воздействии магнитного поля от постоянного магнита или внешнего электромагнита, например, соленоида.

В сущности, простейший геркон представляет собой два контакта, запаянных в стеклянную колбочку. Внутрь герметичной колбы закачан газ, который препятствует обгоранию контактов. Сами же контакты являются магнитоуправляемыми и изготавливаются из ферромагнитного материала. Их можно замыкать посредством воздействия магнитного поля электромагнита, соленоида, либо постоянного магнита.

На принципиальных схемах геркон обозначается в виде двух контактов в кружке, символизирующем герметичный баллон геркона.

Герконы можно легко обнаружить во многих инфракрасных датчиках движения, которые применяются в автоматических системах охраны. Там они используются в качестве реле.

Герконовое реле состоит из геркона и проволочной обмотки, так называемого, соленоида. Если через проволочную обмотку пропустить ток, то под действием протекающего тока в обмотке образуется электромагнитное поле, которое и воздействует на геркон, замыкая его контакты.

В чём преимущество герконового реле перед обычным электромеханическим?

Во-первых, это сравнительно малые габариты и простота конструкции. Если взглянуть на обычные реле и герконовые, то можно убедиться в том, что герконовые заметно компактнее.
Второе преимущество реле на герконах – устойчивость к обгоранию контактов и влажности. Поскольку контакты геркона находятся в герметичном стеклянном баллоне с химически инертным газом (чистым азотом или смесью азота и водорода), то, естественно, контакты не окисляются.
Ещё одним немаловажным преимуществом герконовых реле является отсутствие подвижных элементов конструкции. Контакты геркона не подвержены трению и износу. Зазор между контактами геркона настолько мал, что его очень трудно увидеть.

Сферы применения герконов очень обширны. Это и системы охранно-пожарной автоматики, всевозможные датчики положения, системы связи, приборы управления и контроля.

Одним из существенных недостатков, препятствующих ещё большему распространению герконов является низкая ударостойкость. Несмотря на это, в последнее время герконы применяются в автомобилестроении и даже в авиации.

По сравнению с обычными реле герконовые обладают большим быстродействием и меньшей шумностью. Переключение контактов герконового реле практически незаметно на слух.

Также стоит отметить, что герконы в основном служат для коммутации небольших токов.

Что следует учитывать при использовании герконов?

Максимально допустимое коммутируемое напряжение и ток.

Например, геркон марки КЭМ-1 способен выдержать ток не более 2 А и напряжение 300 В. Если превысить эти значения, то геркон превратиться в обычный проводник – его контакты “пригорят” друг к другу. Необходимо также уточнить коммутируемую мощность геркона. Для упомянутого геркона КЭМ-1 этот параметр составляет не более 30 Вт.

Таким образом, если используя формулу мощности постоянного тока подсчитать допустимый ток через геркон при напряжении, например, 220 В, то он составит величину меньше 2 А, а точнее – 0,13 А (130 мА).

Если же мы предполагаем, что через геркон будет протекать постоянный ток 1.5 А, то максимально допустимое напряжение будет составлять всего 20 В.

Применение геркона в самодельных устройствах просто огромно. Его можно использовать для гальванической развязки цепей, в качестве датчиков положения в электронных игрушках, системах сигнализации и контроля.

Что такое геркон и какие магниты им управляют? | FIRST4MAGNETS® | БЛОГ

Герконовый переключатель — это электромагнитный переключатель, используемый для управления потоком электричества в цепи. Они сделаны из двух или более железных язычков, заключенных в небольшую стеклянную трубчатую оболочку, которая намагничивается и перемещается вместе или разделяется, когда магнитное поле перемещается к переключателю. Переключатель эффективно работает как ворота или мост в электрической цепи, поэтому, когда два язычка находятся в контакте, электричество может течь по цепи, управляющей устройством.В отличие от механических переключателей, им не нужно что-то или кто-то физически включать или выключать их, они полностью управляются невидимыми магнитными полями!

Типы герконов

Есть два основных типа: «нормально открытый» и «нормально закрытый». В нормально разомкнутом переключателе два язычка, которые сделаны из черных металлов, таких как никель-железный сплав, расположены так, что они не соприкасаются. Когда магнит приближается к переключателю, он притягивает одну из язычков к другой, так что они соприкасаются и замыкают цепь.Удалите магнит, и язычки вернутся в исходное положение, разомкнув цепь.

Герконовый переключатель нормально разомкнутый

Нормально замкнутый переключатель работает противоположным образом: когда магнитное поле отсутствует, язычки находятся в полном контакте, электрическая цепь замкнута, и устройство находится в состоянии «включено». Когда магнит перемещается близко к переключателю, или переключатель ближе к магниту, язычки отталкиваются друг от друга и разделяются, разрывая цепь. Существует третья конфигурация, которая имеет три точки контакта, а не две.В этой конфигурации ток течет по общему проводу, который можно переключать между двумя контактами. Общий вывод будет контактировать с одним контактом в своем нормальном положении до тех пор, пока не появится магнитное поле, перемещающее общий вывод в контакт с другим контактом. Когда магнитное поле снимается, общий провод возвращается в исходное положение.

Нормально открытый / нормально закрытый геркон (форма C)

Преимущества использования геркона

Использование язычковых датчиков с магнитным приводом дает множество преимуществ, в том числе:

Отсутствие механического износа — поскольку на переключатель не действует физическое давление, отсутствует механический износ.
Управляются через немагнитный материал. — датчики могут быть разработаны с такой чувствительностью, что они могут быть встроены глубоко в сборку вне поля зрения, но все же приводиться в действие достаточно сильным, но незаметным магнитом.
Нет подачи напряжения — поскольку они срабатывают под действием магнетизма, напряжение не требуется.
Compact — герконовые переключатели невероятно компактны по сравнению с механическими переключателями
Атмосферная коррозия — поскольку контакты геркона закрыты стеклянной трубкой, они защищены от атмосферной коррозии.

Какие типы магнитов используются с герконовыми переключателями?

Герконовый переключатель без магнита является избыточным, но он вводит магнитное поле в геркон, и он срабатывает. Размер и тип необходимого магнита полностью зависят от типа герконового переключателя и того, как герконовый переключатель встроен в сборку. Поскольку геркон можно спрятать или встроить в сборку и по-прежнему управлять магнитом, расстояние между магнитом и переключателем имеет большое значение.Чем шире расстояние между переключателем и магнитом, тем сильнее должен быть магнит для взаимодействия с переключателем. Любой постоянный магнит будет работать с герконом, но важно помнить, что разные материалы имеют разную прочность, а магниты разного размера создают магнитные поля разного размера. Неодимовые магниты — это самый сильный из имеющихся на рынке магнитов, поэтому эффективными могут быть даже крошечные магниты. Однако ферритовые магниты, хотя и намного слабее, популярны из-за того, что они создают глубокое магнитное поле.При выборе магнита для герконового переключателя необходимо учитывать несколько основных факторов; форма магнита, сила магнита, чувствительность переключателя, расстояние и угол между магнитом и переключателем. Понимание того, как магнит будет влиять на геркон, требует понимания того, как формируется магнитное поле магнита. Хотя вы не можете увидеть линии магнетизма, известно, что они текут с севера на юг по кратчайшему маршруту, никогда не пересекая друг друга, как видно на изображении стержневого магнита ниже.

Стержневой магнит

Каждый геркон имеет ряд «активных» областей, окружающих его, иногда называемых лепестками, размер которых зависит от чувствительности переключателя. Чувствительность геркона рассчитывается на основе магнитодвижущей силы, измеренной в ампер-витках (АТ), необходимой для втягивания или освобождения точек контакта. При изготовлении геркона его помещают в испытательную катушку с определенным количеством витков провода. Когда электрический ток проходит через спиральный провод, он создает магнитное поле.Измерение проводится, когда ток, проходящий через катушки, достаточен для приведения в действие переключателя, обеспечивая номинальное значение ампер-витков для каждого переключателя. Один ампер-виток (AT) представляет собой постоянный ток в один ампер, протекающий через одиночный контур проводящего провода. Термин «витки» относится к числу витков провода в проводящей катушке. Чтобы рассчитать магнитодвижущую силу в ампер-витках, создаваемую током, проходящим через катушку с проволокой, необходимо умножить постоянный ток в амперах на количество отдельных витков в катушке.

Например, ток в 5 ампер, пропущенный через катушку из 5 витков, создает магнитодвижущую силу 25AT. Выбор правильного магнита для переключателя может сбивать с толку, поскольку плотность магнитного поля магнита измеряется в Гауссах или Теслах, а не в ампер-витках. Однако чаще герконы поставляются со спецификацией, в которой указывается сила поля в Гауссе, необходимая для их переключения. Если ваш переключатель указывает только ампер-витки, а не значение Гаусса, можно использовать преобразование 1 Гаусс = 1 ампер-виток, но это не точная наука и должна использоваться только в качестве руководства.Чем ниже номинал AT или Gauss, тем меньше напряженность магнитного поля, необходимая для срабатывания геркон. Следует понимать, что соотношение между силой магнита, измеренной в гауссах, и чувствительностью переключателя, измеренной в ампер-витках в зависимости от расстояния, зависит от геометрии магнита и ориентации магнита по отношению к переключателю. Форма и размер магнита имеют наибольшее влияние на рейтинг магнита по Гауссу. Кроме того, при изготовлении и испытании герконового переключателя его выводы часто оказываются длиннее, чем требуется для конечного применения.Хотя эти провода можно обрезать до нужной длины, это уменьшает количество железного (магнитного) материала в переключателе и чувствительность переключателя уменьшается, а это означает, что магнит должен приблизиться к переключателю, чтобы активировать его. Сначала мы маркируем все наши магниты показателем Гаусс (плотность потока), измеряемым от центра поверхности магнита с помощью гауссметра. Плотность потока экспоненциально уменьшается с увеличением расстояния, как показано в приведенном ниже примере плотности потока неодимового магнита диаметром 10 мм и толщиной 5 мм с увеличением расстояния.

Расстояние (мм)	Плотность потока (Гаусс)
Поверхность	5100
1	3762
2	2904
3	2178
4	1650
5	1188
6	924
7	726
8	528
9	462
10	396
15	132
20	66

Следующий расчет, использованный для определения вышеуказанных значений, позволяет определить плотность магнитного потока дискового магнита на любом расстоянии непосредственно над центральной точкой полюса магнита.Если вы хотите рассчитать, как плотность магнитного потока дискового магнита уменьшается на расстоянии, вы можете использовать следующий расчет.

G = Гаусс (плотность потока)

Br = остаточная энергия (например, 13 200 Гаусс для неодима N42)

R = Радиус дискового магнита

X = расстояние от поверхности полюса

l = толщина / длина

Где используются герконы?

Герконы

в основном используются для датчиков приближения и датчиков и встречаются гораздо чаще, чем вы можете себе представить.Вот несколько примеров повседневного использования герконов:

Системы охранной сигнализации — Геркон используется во многих системах сигнализации для определения того, открыты или закрыты двери и окна. Они также используются для защиты систем от несанкционированного доступа, помещая магниты или переключатели в крышки, чтобы при их снятии они приводили в действие переключатель, вызывая тревогу.

Ноутбуки — Вы когда-нибудь задумывались, как ваш ноутбук или планшет умеет включаться или выключаться, когда экран опускается или крышка закрывается над экраном? Это герконы и магниты в действии — благодаря взаимодействию переключателя и магнита устройство распознает близость крышки или экрана и реагирует соответствующим образом.

Безопасность — Вы когда-нибудь обнаруживали, что некоторые устройства, например кухонные комбайны, не включаются, если крышка не закрыта или не приняты другие меры безопасности? Это герконы с датчиком приближения в действии.

Automotive — Герконовые переключатели полагаются на многие приложения безопасности и датчиков в вашем неизменно умном автомобиле. Всего несколько применений датчиков включают удар, скорость, торможение, положение дверей, уровни жидкости и топлива,

Холодильники — Современные холодильники используют герконовые переключатели, а не механические переключатели, чтобы определять, когда дверь открыта или закрыта.Когда дверь закрывается, магнит в раме двери перемещается близко к фиксированному геркону, и магнит раздвигает язычки, выключая свет.

Как работают герконы (переключатели с магнитным управлением)

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 22 августа 2020 г.

Если у вас есть портативный компьютер или мобильный телефон, который открывается как раскладушка, вы, наверное, заметили, что она чувствует, когда вы открыть и закрыть и соответственно включить или выключить.Но как это знать? Какой-то переключатель подключен к петле, так что он может обнаружить движение открытия и закрытия? Если это то, что ты думаю, ты прав как минимум наполовину! Подумайте об этом повнимательнее и вы увидите, что стандартный переключатель будет довольно сложно подключить в этом способ — и, вероятно, весьма ненадежный: все эти открытия и закрытия быстро изнашивает его. Таким образом, вместо этого многие ноутбуки и телефоны используют недорогие и очень надежное устройство, называемое герконом, которое включается и выключается при воздействии магнита. рядом.Охранная сигнализация и модели железных дорог тоже часто используют их. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Типичный геркон (Comus RI-23). Вы можете просто увидеть два перекрывающихся металлических контакта (язычка) внутри стеклянной оболочки. Контакты пружинят вместе и соприкасаются, когда переключатель находится в положении «включено»; они расходятся и прерывают цепь, когда переключатель находится в положении «выключено».

Какую проблему решают герконы?

Фото: выключатель, работающий от нажатия, замыкает цепь, когда вы его вставляете; а пружина заставляет его снова выскочить, когда вы убираете палец.Геркон переключает ток таким же образом, но «толкающее давление» дает магнит, а не ваш палец.

Выключатель похож на подъемный мост в электрическом схема. Когда переключатель замкнут, «мост» не работает, и электрический ток может обтекать контур; при размыкании переключателя «мост» вверх и ток не течет. Таким образом, цель переключателя — активировать или деактивировать цепь в любое время по нашему выбору.

Большинство электрических переключателей, с которыми мы сталкиваемся, мы управляем сами.Если вы хотите света в комнате, вы щелкаете выключателем на стене. Хотите смотреть телевизор? Включите выключатель. Хотеть слушать свой iPod? Толкать колесо спереди, и это активирует переключатель, который включает мощность. Но иногда нам нужны электрические и электронные цепи, которые нужно активировать другими способами.

Предположим, вы хотите подключить банковский сейф, чтобы он срабатывает сигнал тревоги всякий раз, когда открывается дверь. Как это будет работать на практике? Вам понадобится электричество контакты на обеих частях дверной коробки, поэтому, когда дверь открыта, цепь будет разорвана, вызывая тревогу.Но подумайте, как сложно это было бы сделать надежное электрическое соединение на дверной коробке. Что, если вы закрасите его? Что, если он испачкался? И разве это не было бы так очевидно вору, что они могли бы легко вывести его из строя? Есть много способы, которыми электрический контакт может быть отключен и бесполезный. Здесь могут помочь герконы.

Что такое геркон?

Обычный выключатель имеет два электрических контакта, которые соединяют вместе, когда вы нажимаете кнопку, и разрываются, когда вы ее отпускаете.Кулисные переключатели на настенных светильниках (как на фото вверху) сдвиньте два контакта вместе, когда переключатель находится в одном положении и разведите их, когда переключатель щелкает в другую сторону.

В типичном герконовом переключателе два контакта (которые выглядят как металлические герконы) сделаны из ферромагнитного материал (что означает что-то такое же легкое намагничивание, как железо), покрытый прочным металлом, таким как родий или рутений (чтобы обеспечить им долгую жизнь при включении и выключении), и запечатанный внутри тонкой стеклянной оболочки, заполненной инертным газом (обычно азотом), чтобы уберечь их от пыли и грязи.Иногда стекло имеет внешний кожух из пластика для еще большей защиты. Обычно контакты изготавливаются из сплава никель-железо, который легко намагничивается (технически мы говорим, что он имеет высокую магнитную проницаемость), но не остается таким надолго (мы говорим, что он имеет низкую магнитную удерживающую способность). Им требуется некоторое время, чтобы отреагировать на изменения магнитного поля (мы говорим, что у них довольно небольшой гистерезис) — другими словами, они движутся довольно медленно и плавно. Обычно оба контакта перемещаются (а не один), и они образуют плоскую параллельную область контакта друг с другом (а не просто касаются одной точки), потому что это помогает продлить срок службы и надежность переключателя.

Хотя большинство герконов имеет два ферромагнитных контакта, у некоторых есть один ферромагнитный контакт, а другой немагнитный, а у некоторых (например, оригинальный герконовый переключатель Элвуда, показанный в нижней части этой статьи) их три.

Фото: Другой вид моего язычкового переключателя, смотрящего на движущиеся контакты в их запечатанном стеклянном конверте. Обратите внимание, что контакт справа находится чуть выше контакта слева. Вы также можете видеть здесь, что контакты намного шире, чем они выглядят на виде сбоку, показанном на верхнем фото.

Как работает геркон?

Герконы

бывают двух основных типов: нормально разомкнутые (нормально выключенные) и нормально замкнутые (нормально включены). Ключом к пониманию того, как они работают, является осознание того, что они работают не только как электрический мост, но и как магнитный мост : через них течет магнетизм, а также электричество.

Нормально открытый

Когда вы подносите магнит к герконовому переключателю, весь переключатель фактически становится частью «магнитной цепи», включающей магнит (пунктирная линия на иллюстрации показывает часть магнитного поля).Два контакта геркона становятся противоположными магнитными полюсами, поэтому они притягиваются и защелкиваются. Неважно, какой конец магнита приближается первым: контакты по-прежнему поляризуются противоположным образом и притягиваются друг к другу. Такой геркон обычно разомкнут (НЕТ) (нормально выключен), если только рядом с ним не установлен магнит, когда он включается, позволяя току течь через него.

Уберите магнит, и контакты — сделанные из довольно жесткого и упругого металла — снова раздвинутся и вернутся в исходное положение.

Нормально закрытый

Вы также можете получить герконовые переключатели, которые работают противоположным образом: два контакта обычно защелкиваются вместе, а когда вы подносите магнит к переключателю, пружина расходится. Такие герконы называются нормально замкнутыми (NC) (нормально включенными), поэтому большую часть времени через них проходит электричество. Самый простой способ сделать это — взять нормально разомкнутый переключатель и постоянно прикрепить магнит к его стеклянному корпусу, перевернув его из открытого в закрытое состояние (как во втором кадре в анимации нормально открытого состояния вверху).Вся эта единица (нормально разомкнутый герконовый переключатель с прикрепленным магнитом) становится нашим нормально замкнутым герконовым переключателем. Если вы поднесете к нему второй магнит с магнитным полем противоположной полярности, чем у первого магнита, это новое поле нейтрализует поле первого магнита, так что мы, по сути, получим именно то, что было в первом кадре. нормально разомкнутой анимации: геркон с двумя раздвинутыми контактами.

На этих двух работах я сильно преувеличил движение контактов.Настоящие герконовые переключатели имеют контакты, расстояние между которыми составляет всего несколько микрон (миллионных долей метра), что примерно в десять раз тоньше человеческого волоса, поэтому движение не видно невооруженным глазом. Не ожидайте увидеть движение лезвий, когда вы поднесете магнит близко!

Иллюстрации: Ключ к пониманию герконов — это осознание того, что они являются частью магнитной цепи, а также электрической цепи: магнитное поле стержневого магнита проходит через герконовый переключатель. Это то что делает его близким — и это то, что позволяет электричеству течь через него.Изображение магнитного поля взято с Wikimedia Commons.

Еще одна важная вещь, на которую мне нужно обратить внимание, это то, что герконы не просто включаются, когда магнит приближается, и выключаются, когда он удаляется (в случае нормально разомкнутого / выключенного переключателя): они обычно включаются и выключается несколько раз по мере движения магнита, создавая несколько зон включения и выключения. Они также будут реагировать по-разному в зависимости от ориентации магнита (параллельна ли он переключателю или перпендикулярно), его формы (потому что, как мы все учились в школе, магниты разной формы создают вокруг себя разные модели магнитного поля) , и как он движется.Это действительно важно, когда дело доходит до практического применения: вам нужно убедиться, что вы используете правильный магнит и что он двигается именно так, чтобы привести в действие ваш геркон. Например, если вы используете геркон в качестве счетчика, он должен срабатывать только один раз при каждом движении магнита (а не три или четыре раза, что приведет к ложным показаниям). Если вы используете геркон для сигнализации, вы не хотите, чтобы злоумышленник включил сигнализацию на одну секунду, а затем снова выключил ее через секунду, потому что вы поместили магнит не в то место!

Как на практике использовать герконы?

Фото: Некоторые мобильные телефоны с откидной крышкой, такие как этот, включаются и выключаются с помощью герконовых переключателей.В одной части корпуса находится магнит, а в другой — геркон. Телефон выключается, когда геркон находится рядом с магнитом (когда корпус закрыт), и включается, когда геркон и магнит разделяются (когда корпус снова открывается).

Теперь вы, наверное, видите, как включается и выключается телефон-раскладушка. когда вы его открываете или закрываете. Имеет нормально замкнутый геркон в нижняя часть корпуса (там, где находится клавиатура) и магнит в верхняя часть (где экран).Когда телефон открыт, трость переключатель и магнит относительно далеко друг от друга. Контакты на герконовый переключатель сдвинут вместе, и мощность течет через Телефон. Однако, если вы закроете корпус, вы повернете магнит близко к геркон, и это раздвигает контакты внутри переключателя. Схема внутри телефон распознает это и аккуратно отключает питание.

Читатели электронных книг, такие как Kindles и Sony Readers, используйте похожий трюк. Когда вы поместите их в защитную кожаную куртку, вы обнаружите они выключаются автоматически, когда вы закрываете крышку — и снова включаются когда вы его открываете.Никакого волшебства здесь, конечно, нет: просто язычок в угол устройства электронной книги и магнит в соответствующей части крышки (проверьте сами, подержав рядом скрепку).

Фото: Упрощенная концепция охранной сигнализации: вы просто устанавливаете геркон (подключенный к цепи сигнализации) к одной части двери и магниту к другой части. Разделение двух вещей щелкает переключателем и вызывает тревогу.

Вы можете увидеть, как та же идея будет работать в дверях сейфа нашего банка: вы бы просто поместите геркон на дверной коробке и магнит на дверь.Открытие двери разделит магнит и трость переключатель, в результате чего контакты переключателя пружинят вместе и срабатывают будильник. Вы можете построить герконовые переключатели внутри маленьких частей пластик, так что их там даже не видно — идеально подходит для всех видов безопасности Приложения.

Фото: коровы LEGO®, управляемые герконом. Фото любезно предоставлено Биллом Уордом, опубликовано на Flickr под лицензией Creative Commons.

Герконы можно использовать и по-другому.LEGO® энтузиаст Билл Уорд, который руководит великолепным Блог Brickpile (и страницу с фотографиями на Flickr), построил эти гениальные роботизированные коровы для его модели железная дорога. Когда поезд проезжает мимо, они поворачивают головы, чтобы посмотреть, как он проезжает. Целый вещь работает геркон. Головой каждой коровы управляет небольшой электродвигатель, который подключен к цепи, в которой есть нормально разомкнутый геркон. Геркон расположен рядом с железнодорожный путь и небольшой магнит прикреплен к стороне поезда.Когда поезд проезжает мимо язычкового переключателя, магнит заставляет контакты замыкаются и активирует цепь, которая включает головы. Насколько это аккуратно? Некоторые люди настолько изобретательны!

Есть сотни других, менее очевидных применений герконов. Некоторые датчики уровня жидкости в стиральные машины и посудомоечные машины используют плавающие магниты, которые подпрыгивают мимо язычковых переключателей, чтобы выключить клапаны, когда внутри достаточно воды. Герконовые переключатели иногда также устанавливаются на вращающихся рычагах в посудомоечных машинах, чтобы определять, когда они застревают, и в термальных выключателях в электрических душах (чтобы остановить нагрев воды до опасного уровня).Анемометры с вращающимися чашками имеют внутри герконовые переключатели, которые измеряют скорость ветра. Когда чашки вращаются, они заставляют геркон вращаться мимо магнита, генерируя импульсы тока. Чем сильнее ветер, тем быстрее вращаются чашки и тем чаще герконовый переключатель включается и выключается. Электронная схема подсчитывает количество импульсов в секунду и использует это для определения скорости ветра.

Изображение: Типичный расходомер с герконовым переключателем работает примерно так. Есть труба, по которой течет жидкость (1), внутри которой установлено лопастное колесо (2).Когда жидкость течет, лопасть вращается и заставляет вращаться магнит (3). Вращающийся магнит размыкает геркон (4). Затем, когда он вращается и представляет свой противоположный полюс (5), магнит снова замыкает переключатель (6). Герконовый переключатель, попеременно открывающийся и замыкающийся, посылает в цепь импульсы электрического тока. Подсчитав скорость поступления импульсов, схема может измерить расход. Если ток полностью прекращается или течет все время, вы знаете, что жидкость перестала двигаться, что может указывать на застревание или закупорку.

Кто изобрел герконы?

Как и многие другие великие изобретения, герконы родились в Bell Laboratories, изобретенные там в середине 1930-х годов Уолтером Б. Элвудом . Его первоначальная заявка на патент на электромагнитный переключатель была подана 27 июня 1940 года и официально предоставлена 2 декабря 1941 года. Прочитав патент Элвуда, очень легко узнать геркон, который все еще широко используется сегодня: «Когда внешняя магнитная сила К этому блоку применяются два магнитных элемента, которые образуют часть магнитной цепи…. перемещаются вместе … поскольку внешняя магнитная сила действует, уменьшая воздушный зазор между двумя упомянутыми магнитными элементами «.

Изображение: оригинальный дизайн язычкового переключателя Уолтера Элвуда из патента США: 2264746: Электромагнитный переключатель. Это немного отличается от приведенного выше, переключение между двумя разными цепями, при этом одна из них всегда включена. У нас есть два немагнитных контакта слева (1,2) и магнитный контакт (3,4) справа, который переключается между ними при приближении магнита.Контакты разделены изолирующей прокладкой (5). Оригинальное изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США. (Обратите внимание, что я немного раскрасил и упростил оригинал, чтобы облегчить восприятие.)

Если вам понравилась эта статья …

… вам могут понравиться мои книги. Мой последний Breathess: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

Узнать больше

На этом сайте

Практические проекты

Вы найдете немало примеров использования язычковых переключателей на неизменно превосходном веб-сайте Instructables и в популярных книгах Evil Genius; Вот несколько примеров для начала:

Книги

Датчик Arduino и Raspberry Pi Проекты Роберта Чина для злого гения.McGraw Hill, 2017. Некоторые из проектов в этой книге включают подключение язычковых переключателей к Arduinos и Pis (есть полные инструкции для звуковой сигнализации дверного переключателя).
СДЕЛАТЬ: Электроника Чарльза Платта. Maker Media, 2015. Отличная практическая книга, которая даст толчок вашему хобби электроники. В главе 3 есть простое введение в герконы.
Проекты Raspberry Pi Эндрю Робинсона и Майка Кука. John Wiley & Sons, 2014. «Глава 13: Домашняя автоматизация» описывает дверной датчик с герконовым переключателем, подключенный к Raspberry Pi.
Практическая электроника для изобретателей Пола Монка. McGraw-Hill, 2016. После того, как вы усвоите MAKE: Electronics , вы захотите перейти к чему-то более глубокому; это хорошее место, чтобы пойти дальше.
Электроника: первый курс Оуэна Бишопа. Newnes, 2011. Простой для понимания (хотя и довольно сухой) учебник, объясняющий все основные компоненты, включая герконы.

Патенты

Попробуйте эти для более глубоких технических подробностей:

Патент США 2264746: Электромагнитный переключатель Уолтера Элвуда, 2 декабря 1941 г.Оригинальный патент на герконовый переключатель Элвуда (как на фото выше).
Патент США 3 283 274: кнопочный переключатель Анджело де Фалько, 1 ноября 1966 г. Более сложный дизайн.
Патент США 4 038 620: Магнитный геркон, автор Б. Эдвард Шлезингер-младший и Чарли Дуэйн Маринер, 26 июля 1977 г. Переключатель с одним магнитным язычком и одним немагнитным.
Патент США 3 348 175: Нормально замкнутый геркон, Энтони Дж. Уилкис, 17 октября 1967 г. Описывает различные способы создания нормально замкнутого переключателя.

Видео

Благодарности

Я очень благодарен Морису Баэнену из Comus Technology B.V. за предложение некоторых улучшений в этой статье.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Подписывайтесь на нас

Поделиться страницей

Сохраните эту страницу на будущее или поделитесь ею, добавив в закладки:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Герконовые переключатели. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howreedswitcheswork.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

Как работают герконы (переключатели с магнитным управлением)

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 22 августа 2020 г.

Если у вас есть портативный компьютер или мобильный телефон, который открывается как раскладушка, вы, наверное, заметили, что она чувствует, когда вы открыть и закрыть и соответственно включить или выключить. Но как это знать? Какой-то переключатель подключен к петле, так что он может обнаружить движение открытия и закрытия? Если это то, что ты думаю, ты прав как минимум наполовину! Подумайте об этом повнимательнее и вы увидите, что стандартный переключатель будет довольно сложно подключить в этом способ — и, вероятно, весьма ненадежный: все эти открытия и закрытия быстро изнашивает его.Таким образом, вместо этого многие ноутбуки и телефоны используют недорогие и очень надежное устройство, называемое герконом, которое включается и выключается при воздействии магнита. рядом. Охранная сигнализация и модели железных дорог тоже часто используют их. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Какую проблему решают герконы?

Фото: выключатель, работающий от нажатия, замыкает цепь, когда вы его вставляете; а пружина заставляет его снова выскочить, когда вы убираете палец. Геркон переключает ток таким же образом, но «толкающее давление» дает магнит, а не ваш палец.

Выключатель похож на подъемный мост в электрическом схема. Когда переключатель замкнут, «мост» не работает, и электрический ток может обтекать контур; при размыкании переключателя «мост» вверх и ток не течет.Таким образом, цель переключателя — активировать или деактивировать цепь в любое время по нашему выбору.

Большинство электрических переключателей, с которыми мы сталкиваемся, мы управляем сами. Если вы хотите света в комнате, вы щелкаете выключателем на стене. Хотите смотреть телевизор? Включите выключатель. Хотеть слушать свой iPod? Толкать колесо спереди, и это активирует переключатель, который включает мощность. Но иногда нам нужны электрические и электронные цепи, которые нужно активировать другими способами.

Предположим, вы хотите подключить банковский сейф, чтобы он срабатывает сигнал тревоги всякий раз, когда открывается дверь.Как это будет работать на практике? Вам понадобится электричество контакты на обеих частях дверной коробки, поэтому, когда дверь открыта, цепь будет разорвана, вызывая тревогу. Но подумайте, как сложно это было бы сделать надежное электрическое соединение на дверной коробке. Что, если вы закрасите его? Что, если он испачкался? И разве это не было бы так очевидно вору, что они могли бы легко вывести его из строя? Есть много способы, которыми электрический контакт может быть отключен и бесполезный. Здесь могут помочь герконы.

Что такое геркон?

Обычный выключатель имеет два электрических контакта, которые соединяют вместе, когда вы нажимаете кнопку, и разрываются, когда вы ее отпускаете. Кулисные переключатели на настенных светильниках (как на фото вверху) сдвиньте два контакта вместе, когда переключатель находится в одном положении и разведите их, когда переключатель щелкает в другую сторону.

Как работает геркон?

Герконы

Нормально открытый

Нормально закрытый

Как на практике использовать герконы?

Кто изобрел герконы?

Если вам понравилась эта статья …

Узнать больше

На этом сайте

Практические проекты

Книги

Датчик Arduino и Raspberry Pi Проекты Роберта Чина для злого гения.McGraw Hill, 2017. Некоторые из проектов в этой книге включают подключение язычковых переключателей к Arduinos и Pis (есть полные инструкции для звуковой сигнализации дверного переключателя).
СДЕЛАТЬ: Электроника Чарльза Платта. Maker Media, 2015. Отличная практическая книга, которая даст толчок вашему хобби электроники. В главе 3 есть простое введение в герконы.
Проекты Raspberry Pi Эндрю Робинсона и Майка Кука. John Wiley & Sons, 2014. «Глава 13: Домашняя автоматизация» описывает дверной датчик с герконовым переключателем, подключенный к Raspberry Pi.
Практическая электроника для изобретателей Пола Монка. McGraw-Hill, 2016. После того, как вы усвоите MAKE: Electronics , вы захотите перейти к чему-то более глубокому; это хорошее место, чтобы пойти дальше.
Электроника: первый курс Оуэна Бишопа. Newnes, 2011. Простой для понимания (хотя и довольно сухой) учебник, объясняющий все основные компоненты, включая герконы.

Патенты

Попробуйте эти для более глубоких технических подробностей:

Патент США 2264746: Электромагнитный переключатель Уолтера Элвуда, 2 декабря 1941 г.Оригинальный патент на герконовый переключатель Элвуда (как на фото выше).
Патент США 3 283 274: кнопочный переключатель Анджело де Фалько, 1 ноября 1966 г. Более сложный дизайн.
Патент США 4 038 620: Магнитный геркон, автор Б. Эдвард Шлезингер-младший и Чарли Дуэйн Маринер, 26 июля 1977 г. Переключатель с одним магнитным язычком и одним немагнитным.
Патент США 3 348 175: Нормально замкнутый геркон, Энтони Дж. Уилкис, 17 октября 1967 г. Описывает различные способы создания нормально замкнутого переключателя.

Видео

Благодарности

Я очень благодарен Морису Баэнену из Comus Technology B.V. за предложение некоторых улучшений в этой статье.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

Подписывайтесь на нас

Поделиться страницей

Сохраните эту страницу на будущее или поделитесь ею, добавив в закладки:

Цитируйте эту страницу

Подробнее на нашем сайте…

A Руководство по проектированию герконов

Автор: Морин ВанДайк | 9 апреля 2019 г.

Если вы когда-либо использовали ноутбук или раскладушку, вы, возможно, задавались вопросом, как экран переходит в спящий режим после того, как вы закрываете устройство. Или, может быть, вам интересно, почему экран планшета включается каждый раз, когда вы открываете его защитную крышку. В основе этих функций лежит оригинальное устройство, называемое герконом.

Что такое геркон? Герконы размыкают и замыкают электрические цепи под воздействием магнитного давления.Например, у ноутбуков обычно есть магниты вверху экрана и внизу клавиатуры; когда ноутбук открыт, магниты находятся далеко друг от друга, но когда он закрывается, магниты соединяются, прерывая электрическую цепь, питающую ноутбук, и заставляя его переходить в спящий режим.

Герконы

находят широкое применение: от кардиостимуляторов до автомобильных выхлопных датчиков и игрушечных световых мечей. Ниже мы описали технологию, используемую при создании герконов, а также некоторые из наиболее распространенных областей их применения.

Как работают герконы?

Щелкните, чтобы просмотреть в полном размере.

В механических устройствах электрические токи протекают только через замкнутые цепи. Когда что-то разрывает цепь, электрический ток прекращается.

Геркон содержит два электрических контакта, которые при соединении замыкают цепь. Эти контакты сделаны из ферромагнитного материала, обычно железа, который легко намагничивается. Производители покрывают переключатели износостойким металлом для долговечности, а затем заключают их в тонкую стеклянную трубку или оболочку, заполненную азотом или другими инертными газами, такими как гелий, ксенон или аргон, чтобы защитить их от ржавчины и загрязнений.В зависимости от конструкции переключателя эти контакты либо соединяются, либо разъединяются под действием внешних магнитных полей.

Герконы

бывают двух основных типов: нормально разомкнутые и нормально замкнутые.

Герконы с нормально разомкнутыми контактами

В конструкции герконового переключателя Normally Open переключатель по умолчанию находится в разомкнутом положении, размыкая цепь. Когда внешний магнит приближается, он поляризует два контакта, позволяя им притягиваться друг к другу и защелкиваться.Это замыкает цепь, активируя электрический поток. Когда внешний магнит удаляется, жесткие контакты возвращаются в исходное положение, тем самым разрывая цепь и останавливая электрический ток.

Нормально замкнутые герконовые переключатели

Нормально замкнутые герконы работают по тому же принципу, за исключением того, что в переключателе используется встроенный магнит, чтобы удерживать два его контакта в поляризованном состоянии. Это означает, что положение переключателя по умолчанию — держать цепь замкнутой, позволяя электрическому току течь непрерывно.Когда приближается внешний магнит с обратной полярностью, он нейтрализует магнитное поле встроенного магнита. Это приводит к тому, что два контакта теряют полярность, и они отрываются друг от друга в исходное положение без намагничивания (где они были бы в нормально разомкнутой конструкции). Это разрывает цепь, останавливая электрический ток.

Чем конструкция герконов отличает их от других типов магнитных переключателей? Герконовые переключатели отличаются от их твердотельных аналогов несколькими отличительными факторами.

Переключатели на эффекте Холла сочетают в себе элемент, чувствительный к Холлу, со схемой для контроля и реагирования на величину магнитного поля. Это означает, что для эффективной работы переключатели на эффекте Холла должны иметь постоянный источник питания.

Когда к герконовому переключателю или переключателю на эффекте Холла добавляются дополнительные схемы, такие как триодные устройства переменного тока (или для краткости симисторы) или транзисторы, им также требуется постоянный электрический ток для эффективной работы. Все эти переключатели отличаются от простых герконов, которые вместо этого представляют собой пассивный компонент, для работы которого не требуется постоянный источник питания.

Герконы

доступны в различных размерах, в зависимости от номинальных характеристик их контактов. Номинальные характеристики контактов могут варьироваться от 3 ВА до 100 ВА, чтобы приспособиться к разнообразному диапазону коммутируемых нагрузок.

Преимущества использования герконов

Герконовые переключатели потребляют гораздо меньше энергии, чем другие альтернативные электронные переключатели. Их простая конструкция также значительно упрощает тестирование вне цепи.

Герконы

обладают рядом дополнительных преимуществ, таких как:

Надежность и долговечность

Простая конструкция герконовых переключателей

означает, что они выходят из строя реже, чем другие схемы, а их защитные кожухи гарантируют, что они могут работать в различных средах.Эти факторы означают, что герконы могут эффективно работать десятилетиями. Из-за этого они часто используются в цифровых устройствах включения / выключения, таких как датчики закрытия дверей. Геркон может иметь срок службы в миллионы циклов переключения.

Точность магнитной чувствительности

Точки переключения магнитной чувствительности герконов

обеспечивают более высокий уровень точности по сравнению с твердотельными датчиками. Это делает герконовые переключатели оптимальным выбором для приложений, которые работают в очень изменчивой среде.

Простая настройка

Твердотельные переключатели обычно выпускаются в универсальных форматах. Напротив, благодаря присущей им простоте конструкции, вы можете легко настроить герконы в соответствии со спецификациями каждого конечного продукта.

Герконовый переключатель Руководство по проектированию

Герконовые переключатели и установочный фитинг

При реализации герконов инженеры должны учитывать требования к конструкции конечного продукта. Ниже приведены некоторые из наиболее важных факторов, влияющих на конструкцию герконового переключателя.

Требования к электричеству

Инженеры должны определить максимальный коммутируемый ток, напряжение и мощность, которые могут выдержать контакты герконового переключателя. Контактная дуга или электрический разряд, который пересекает зазор между разделенными контактами, может повредить компоненты переключения и вызвать перенос металла, сокращая срок службы переключателя.

Контакты должны быть изготовлены из материала, способного выдерживать требуемые электрические токовые нагрузки. Кроме того, для коммутируемого напряжения более 250 В обычно требуется геркон с внутренним вакуумом или сжатым газом.

Инженеры

также должны учитывать, будет ли герконовый переключатель работать при нагрузках переменного или постоянного тока, какова будет минимальная коммутируемая мощность и будет ли герконовый переключатель отработать свой ожидаемый срок службы при предполагаемых электрических нагрузках.

Факторы окружающей среды

Герконы

могут работать с различными настройками. Однако важно определить вероятную среду для использования конечного продукта и соответственно выбрать правильные переключатели для конструкции.

Герконы наиболее чувствительны к ударам и вибрации вдоль оси, по которой перемещаются переключающие компоненты.Если ожидается, что при вводе переключателя в действие регулярно будет происходить чрезмерный механический удар, следует позаботиться о выборе геркона подходящего размера, который лучше всего выдержит ожидаемый удар. В крайних случаях может быть лучше рассмотреть возможность использования переключателя на эффекте Холла, поскольку он не использует никаких механических контактов в его твердотельной конструкции.

Инженеры должны тщательно рассмотреть возможность контакта или влияния внешних магнитных полей или черных металлов. Например, могут ли расположенные рядом катушки, двигатели или батареи нарушить магнитное поле переключателя? Если это так, это может привести к непредсказуемому поведению, и следует принять меры для удаления любого из этих паразитных магнитных полей из области, где используется переключатель.

Отличия MagneLink

Герконы

— это элегантные, универсальные и экономичные решения для многих дизайнерских дилемм. В MagneLink, Inc. мы предлагаем высококачественные индивидуальные решения для язычковых переключателей для клиентов по всей стране и по всему миру. Наши клиенты полагаются на наши лучшие предложения по магнитным переключателям более 25 лет.

Если вы хотите узнать больше о нашем ассортименте язычковых переключателей, свяжитесь с нами сегодня.Мы уверены, что после того, как вы почувствуете разницу с MagneLink, вам больше не захочется никуда идти.

Опубликовано в Дизайн магнитного переключателя

Что вам нужно знать

Основным преимуществом герконов является то, что они потребляют нулевую мощность, когда они замкнуты. Вот основы использования этих универсальных компонентов.

Предоставлено Standex Electronics, www.standexelectronics.com
Легко понять, почему герконовые датчики и реле являются хорошими вариантами для схем, в которых уделяется особое внимание энергоэффективности. Нормально замкнутые (форма B) герконовые датчики и герконовые реле потребляют нулевую мощность в своих нормально замкнутых состояниях. Герконовое реле с защелкой потребляет минимальную мощность при «настройке» или «сбросе» состояний своих контактов (бистабильное). Точно так же герконы и датчики с фиксацией (бистабильные) используют простое движение постоянного магнита для изменения состояния герконовых контактов — электрическая энергия не требуется.

Геркон Form A

Геркон нормально разомкнут. Обычно это называется однополюсным нормально разомкнутым, однополюсным однопроходным (SPST) или формой A. Два вывода герконового переключателя являются ферромагнитными и герметично закрыты в стеклянной капсуле.
Контакты в нормально разомкнутом герконе замыкаются в присутствии магнитного поля. Контакты остаются замкнутыми, пока сохраняется магнитное поле. Контакты размыкаются после снятия магнитного поля. Таким образом, если магнитное поле исходит от электромагнита, энергия расходуется все время, пока контакты замкнуты.Это делает закрытое состояние не идеальным с точки зрения энергопотребления.

Геркон Form C

Другой тип герконового переключателя — однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT) или герконовый переключатель формы C. Он имеет один общий вывод, нормально разомкнутый и нормально замкнутый. В отсутствие магнитного поля общий контакт поддерживает соединение с нормально замкнутым контактом. Герконовый переключатель не потребляет питание в нормально замкнутом состоянии. При приложении магнитного поля общий язычковый элемент переключается с нормально замкнутого на нормально разомкнутый контакт.Как только магнитное поле снимается, общий контакт возвращается к нормально замкнутому контакту.

Нормально замкнутый (Форма B) геркон и датчик

Напомним, что естественное состояние язычкового переключателя — нормально разомкнутый. Его можно превратить в нормально замкнутый переключатель, приложив постоянный магнит с полем, достаточно сильным, чтобы замкнуть герконовые контакты. Этот смещающий магнит должен быть больше, чем поле втягивания или поле срабатывания, которое замыкает контакты в нормально разомкнутом состоянии.
Полярность магнита не имеет значения. Но для размыкания контактов необходимо поднести к смещающему магниту более сильный постоянный магнит противоположной полярности.

Нормально замкнутые герконовые реле (форма B)

Многочисленные приложения требуют, чтобы переключающие контакты были замкнуты на длительное время и размыкались только при возникновении неисправности. Нормально замкнутое герконовое реле (форма B) было разработано как раз для такой ситуации. Он имеет смещающий магнит, поэтому в закрытом положении катушка реле не потребляет энергию.При подаче питания на катушку смещающий магнит нейтрализует размыкание контактов.

Последовательность формы B

Может быть полезно просмотреть пошаговую последовательность действий герконового реле формы B. На соседнем графике показана последовательность для геркона, имеющего поле срабатывания (втягивания) 4 мТл и поле отпускания (отпускание) 2 мТл. Смещающий магнит имеет поле 5 мТл, падающее на геркон. Эта напряженность поля превышает точку срабатывания геркона, поэтому контакты замыкаются (точка 1).Затем катушка прикладывает противодействующее магнитное поле 4 мТл. Чистый результат двух магнитных полей составляет 1 мТл. Эта чистая напряженность поля ниже выпадения геркона, что приводит к размыканию контактов (точка 2). Наконец, катушка отключается, и контакты замыкаются, потому что напряженность магнитного поля возвращается к 5 мТл (точка 3).
Полярность напряжения катушки, приложенного к реле формы B, определяет магнитную полярность катушки. Эта полярность напряжения определяется конструкцией, и полярность указывается на реле.Реле выйдет из строя, если увидит обратную полярность напряжения.
Кроме того, приложение напряжения выше указанного номинального напряжения может привести к повторному замыканию контактов. Обычно напряжение повторного включения указано на 50% выше номинального. По сути, это означает, что подача напряжения более 7,5 В для реле формы B с номинальным напряжением 5 В может вызвать АПВ. Если это вызывает беспокойство, разработчики реле могут настроить магнитную конструкцию для повышения заданного напряжения повторного включения.

Герконовые реле / герконовые датчики с фиксацией

График точек срабатывания (втягивания) и отпускания (отпускания) в миллиТесла, показывающий гистерезис.

Геркон с фиксацией / язычковый датчик по определению может находиться в двух состояниях — в разблокированном / открытом состоянии или в заблокированном / закрытом состоянии. Для удержания язычкового переключателя в любом состоянии не требуется питания.
Блокировка возможна из-за естественного гистерезиса между точками срабатывания (втягивания) и отпускания (отпускания) герконового переключателя. Чем выше точка срабатывания, тем больше гистерезис. Чем больше гистерезис, тем легче установить точки фиксации и разблокировки с точки зрения конструкции.Постоянный магнит необходим для смещения геркона, позволяя ему работать в режиме фиксации.

Геркон с фиксацией

Геркон с защелкой использует геркон формы А в сочетании с постоянным магнитом. Геркон может быть зафиксирован в нормально открытом состоянии или в нормально закрытом состоянии. Его состояние зависит от

В герконовом реле с фиксацией используется переключатель формы A с магнитным смещением под действием постоянного магнита, а также катушки фиксации и разблокировки. Магнитный импульс, генерируемый одной или другой катушкой, фиксирует и размыкает реле.

магнитное поле, которое он испытал последним. Применение правильной магнитной полярности к разомкнутым контактам изменит их в замкнутое состояние. Геркон будет оставаться в замкнутом состоянии до тех пор, пока не будет подан другой магнитный импульс с противоположной магнитной полярностью.
Для подачи импульсов на катушки герконов с фиксацией требуется незначительная мощность. Обычно импульса длительностью 2 мс при номинальном напряжении реле достаточно, чтобы изменить состояние контактов реле. Таким образом, потребляемая мощность при замыкании и размыкании контактов реле минимальна и производит минимальный нагрев.

Последовательность фиксации и разблокировки

Для лучшего понимания фиксации и разблокировки рассмотрим работу геркона, который имеет точку срабатывания (замыкание контакта) при приложении поля 4 мТл и точку размыкания (контакты разомкнуты) на 2

Для данного герконового переключателя, имеющего втягивание 4 мТл и отпускание 2 мТл, полный цикл представлен в пяти этапах, показывающих, как он может быть зафиксирован и разблокирован.

мТл или ниже. Предположим, что смещающий магнит имеет напряженность магнитного поля 3 мТл.На следующем рисунке мы последовательно выбрали полный рабочий цикл, показывая все рабочие состояния. Как можно видеть, точки втягивания и отпускания остаются постоянными и выглядят как постоянные линии.
Пять ступеней и состояние контакта геркона:

Stage 1 : Здесь смещенное магнитное поле (BMF), которое всегда присутствует и приложено к геркону, показано на уровне 3 мТл. Контакты открыты.
Этап 2 : Внешнее магнитное поле (ЭДС) от катушки или постоянного магнита прикладывается, создавая магнитное поле 2 мТл, которое добавляется к полю смещающего магнита.Комбинация этих двух полей создает магнитное поле, приложенное к геркону, на уровне 5 мТл, превышая уровень 4 мТл и замыкая контакты.
Этап 3 : Теперь ЭДС удаляется, остается только BMF. Но напряженность поля все еще выше допустимого уровня, поэтому контакты остаются замкнутыми.
Стадия 4 : ЭДС снова применяется, но на этот раз поле противодействует BMF, уменьшая чистую напряженность магнитного поля до 1 мТл. Поле net находится ниже уровня выпадения, и контакты разомкнуты.
Этап 5 : Противодействующая ЭДС удаляется, остается только BMF, а герконы остаются в разомкнутом состоянии.
Цикл может быть выполнен с использованием двух катушек или изменением полярности одной катушки. Первый вариант стоит дороже, потому что здесь две катушки; в последнем случае требуется больше схем для изменения полярности при каждом изменении состояния контакта.

Использование герконов с защелкой

Геркон с фиксацией работает таким же образом. Однако вместо катушки используется другой постоянный магнит с другой полярностью.Здесь контакты остаются замкнутыми при удалении постоянного магнита. Они остаются закрытыми до тех пор, пока постоянный магнит с полярностью, противоположной смещающему, не приблизится к язычку. Постоянный магнит не использует электроэнергию, поэтому нет необходимости в источниках питания, электронике и схемах синхронизации. Как и в случае с герконовыми реле с защелкой, для изменения состояния контакта можно использовать один или два магнита.

• Использование одного магнита : Как только постоянный магнит приближается к геркону, контакты замыкаются.Когда постоянный магнит извлекается, контакты остаются замкнутыми. Затем необходимо повернуть постоянный магнит, изменив его магнитную полярность. Когда он снова приближается к язычку и смещающему магниту, он размыкает контакты.

• Использование двух магнитов : для фиксации один магнит приближается с одного направления, чтобы замкнуть контакты, а затем вынимается. Чтобы разблокировать, противоположный магнит приближается с другого направления, показывая противоположную полярность, и тем самым размыкает контакты.Это действие может происходить несколькими способами в зависимости от типа движения, требуемого приложению.

Герконовые переключатели с фиксацией могут потребовать точной балансировки магнитной системы, особенно когда поблизости находятся ферромагнитные материалы. Часто бывает полезно работать с разработчиками компонентов, потому что есть много способов выполнить фиксацию. При определенных обстоятельствах прикладные инженеры часто могут предложить профессиональные, простые и экономичные подходы.

Подводя итог, герконовые датчики или герконовые реле формы B могут быть лучшим вариантом, когда предполагается, что контакты будут замкнуты на длительное время.Когда учитывается потребление энергии как в открытом, так и в закрытом состоянии, лучше всего подойдут герконовый переключатель с фиксацией или герконовое реле с фиксацией. Геркон с фиксацией — единственная сенсорная технология, которая не требует питания для работы и размыкания контактов. С ростом спроса на компоненты с низким энергопотреблением герконовый переключатель с фиксацией или нормально замкнутым состоянием может быть преимуществом.

Магнитные датчики и герконы

Littelfuse предлагает широкий ассортимент датчиков с магнитным управлением, герконовых переключателей и герконовых реле.Все это хорошо зарекомендовавшие себя конструкции, изготовленные в соответствии с нашими высокими стандартами. Обладая богатой историей лидера отрасли в предоставлении решений для магнитных датчиков, наши специалисты стремятся предоставить лучшие продукты и решения для ваших конкретных потребностей.

Наша международная организация предоставляет:

Широкий выбор стандартных продуктов для различных областей применения
Нестандартные конструкции датчиков в соответствии с требованиями заказчика
Вертикально интегрированное производство
Внутренняя поддержка магнитного моделирования
Быстрый выпуск нестандартных прототипов датчиков

Технический центр

Технический центр позволяет загружать самые свежие ресурсы по нашим магнитным датчикам и герконовым переключателям.Новая информация добавляется постоянно, поэтому не забывайте проверять ее почаще.

Герконовые переключатели

Базовый геркон состоит из двух ферромагнитных никель-железных проводов и стеклянной капсулы. Две проволоки скручиваются в «язычки» за счет сплющивания одного конца. Концы язычка аккуратно выравниваются с небольшим перекрытием, а затем надежно герметизируются внутри стеклянной капсулы. Зона перекрытия или контакта язычков покрыта специальными металлами, такими как рутений.Никель-железные выводы покрыты оловом, поэтому их можно паять.

Два язычка действуют как проводники магнитного потока при воздействии внешнего магнитного поля от постоянного магнита или электромагнитной катушки. В контактном зазоре создаются полюса противоположной полярности, и контакты замыкаются, когда магнитная сила превышает силу пружины язычков. Контакты размыкаются, когда внешнее магнитное поле уменьшается, так что сила магнитного притяжения между язычками меньше, чем сила возвратной пружины язычков.

Базовый геркон — однополюсный однопозиционный — нормально разомкнутый переключатель, также известный как переключатель SPST-NO или переключатель формы A. Добавив дополнительный немагнитный контакт, который электрически замкнут без магнитного поля, можно сделать однополюсный переключатель двойного действия. Он также известен как переключатель переключения или переключатель SPDT. Это переключатель «размыкание перед замыканием» в том смысле, что закрытый контакт размыкается до того, как замыкается открытый контакт.

Электрические контакты геркона герметичны.То есть газонепроницаемые уплотнения стекло-металл предотвращают воздействие окружающей среды на контакты. Герконовые переключатели Littelfuse герметизированы в атмосфере инертного азота внутри переключателя.

Герконовые переключатели являются основным компонентом герконовых датчиков, а также герконовых реле. Поскольку Littelfuse производит как стандартные, так и индивидуальные герконовые датчики и реле, наши приложения очень часто могут извлечь выгоду из нашего инженерного опыта, производственных возможностей и систем качества, чтобы обеспечить рентабельную и своевременную поставку деталей.Опции включают стандартные герконовые переключатели для поверхностного монтажа, индивидуальную обрезку и формирование выводов, модификации существующих стандартных продуктов и полностью индивидуальные продукты.

Герконовые датчики

Герконовые датчики представляют собой герконовые переключатели, которые упакованы во внешний корпус для упрощения монтажа / подключения и дополнительной защиты от воздействия окружающей среды. Эти датчики обычно устанавливаются в механических системах. Герконовый переключатель можно легко установить на печатных платах.Однако для такого применения, как датчик безопасности двери, герконовому переключателю требуется защитная оболочка / корпус для перемещения и установки. Эти пакеты обеспечивают устойчивость к механическим воздействиям, защищая неизолированное стекло геркона.

Есть несколько соображений при включении геркона в капсулу датчика, например, повреждение геркона в результате механического удара и изменение чувствительности из-за механического напряжения. В зависимости от типа механического удара повреждение может выражаться в потере герметичного уплотнения, изменении чувствительности или бездействии из-за разрушения стеклянной капсулы.К счастью, Littelfuse имеет большой опыт в области язычковых датчиков и производит как индивидуальные, так и стандартные язычковые датчики высокого уровня качества и надежности.

Существует множество факторов, которые одинаковы как для герконов, так и для герконов, например, электрическая коммутируемая нагрузка, методы активации и т. Д. Поскольку геркон является магнитным датчиком, ферромагнитные материалы, такие как сталь, находятся в непосредственной близости от датчика может повлиять на его поведение. Двигатели, трансформаторы и другие сильноточные электрические устройства рядом с герконом также могут оказывать нежелательное влияние.Еще одно влияние, о котором следует знать, — это температура. И магниты, и герконовые датчики становятся более магнитными при низких температурах и менее магнитными при высоких. Величина изменения температуры зависит от типа используемого магнита и геркона.

Доступно множество типов и вариантов язычковых датчиков. Капсулы сенсора могут быть из пластика или нержавеющей стали. Монтаж может производиться винтами или пайкой на печатной плате. Датчики могут быть помещены в отверстие и удерживаться на месте гайками (датчики с резьбовым цилиндром) или установочными винтами или удерживающими зажимами (датчики петарды).Электрическая заделка может быть для печатной платы с помощью встроенного разъема, или провода могут быть завершены разъемами, клеммами, фастонами или просто лужеными выводами. Хотя Littelfuse предлагает широкий выбор стандартных деталей, они не подходят для всех областей применения. Вот почему Littelfuse тесно сотрудничает с клиентами, чтобы предоставить индивидуальные решения, включая дополнительные компоненты, такие как резисторы, симисторы или работы, связанные с печатными платами.

Герконовые реле

Герконовое реле состоит из герконового переключателя и медной катушки.Как и другие реле, это обеспечивает гальваническую развязку между входом катушки и управляемым контактом (контактами). Однако из-за небольшого размера и магнитной эффективности герконового переключателя мощность, необходимая для управления катушкой, ниже, чем у большинства других типов реле. Другие преимущества включают высокое сопротивление изоляции, низкое контактное сопротивление и длительный срок службы контактов. Герконовые реле используются во многих приложениях, включая автомобильное, испытательное оборудование, охранное, медицинское оборудование и оборудование для управления технологическими процессами.

По сравнению с другими релейными технологиями герконовые реле обладают преимуществами герметичных контактов, малой мощности катушки, быстрой работы и небольшого размера.Однако, как и в случае с любой технологией, необходимо учитывать различные аспекты. Поскольку герконовый переключатель является переключающим компонентом, используемым в герконовом реле, многие технические аспекты, связанные с герконовым переключателем, такие как электрическая нагрузка, время срабатывания, дребезг контактов, удары и вибрация, влияют на характеристики и работу герконового реле.

Реле

обычно монтируются на печатных платах. Клеммы герконового реле не должны изгибаться, например, для их самозажимания. Избегайте сгибания клемм, чтобы они соответствовали несовпадающим отверстиям.Неэкранированные реле, расположенные слишком близко друг к другу, могут влиять друг на друга. Экранированные реле являются опцией в этом случае и для сред с сильными магнитными полями от двигателей, магнитов и т. Д.

Датчики на эффекте Холла

Обнаруженный Эдвином Холлом в 1897 году, «эффект Холла» существует уже давно. Только после того, как в 60-х годах электронная промышленность приняла полупроводниковые материалы, это открытие перешло от интересного физического эффекта к тому, что нашло серьезное практическое применение.Сегодня технология эффекта Холла позволяет разрабатывать сложные датчики, используемые в широком спектре автомобильных, электронных и промышленных изделий.

Устройство на эффекте Холла — это интегральная схема на основе полупроводника с пластинами Холла, которые реагируют на магнитные поля. Устройства на эффекте Холла выдают цифровые или аналоговые выходные сигналы, которые используются для бесконтактного и непрерывного поворотного или линейного позиционирования. В отличие от геркона, устройство на эффекте Холла содержит активную схему, поэтому оно постоянно потребляет небольшой ток.Устройства на эффекте Холла выпускаются в двух- или трехпроводном исполнении. Некоторые устройства можно программировать.

Температура, напряжение и мощность

Как и все твердотельные полупроводниковые приборы, датчики на эффекте Холла имеют максимальную рабочую температуру перехода. Рабочая температура перехода определяется мощностью (напряжение, умноженное на ток), которое рассеивает датчик, тепловым сопротивлением корпуса, любыми эффектами теплоотвода, возникающими в результате конфигурации монтажа, любого движения воздуха и температуры окружающей среды (воздуха).Из-за внутреннего рассеивания мощности и самонагрева может потребоваться снижение максимальной рабочей температуры при более высоких напряжениях питания, чтобы ограничить температуру перехода до приемлемого значения.

Меры предосторожности при электростатическом разряде

Полупроводниковые приборы чувствительны к электростатическим разрядам (ESD). Всегда соблюдайте осторожность и соблюдайте процедуры защиты от электростатического разряда при работе с датчиками Холла. Некоторые датчики на эффекте Холла Littelfuse имеют внутреннюю защиту от электростатического разряда.

Магнитные приводы

Littelfuse предлагает широкий ассортимент магнитных приводов, которые имеют форму, аналогичную сопряженным датчикам. Мы также предлагаем ограниченное семейство магнитов без покрытия из различных материалов, включая феррит (керамику), AlNiCo и неодимовые железо-борные материалы (NdFeB).

Что такое геркон?

О компании Reed Switch Developments Corp: Что такое герконовый переключатель?

Приглашаем вас узнать больше о компании Reed Switch Developments Corp.и наше основное предложение — датчик герконового переключателя на магнитной основе. Начнем с ответа на очень распространенный вопрос: «Что такое геркон?»

Что такое геркон?

Геркон — это электрический переключатель

Термин «геркон» может относиться либо к небольшому стеклянному электрическому компоненту, как показано на приведенном выше чертеже, либо к полной сборке, основанной на этом типе, или к подобному компоненту. На этой странице «геркон» будет использоваться для обозначения компонента и его функций.Но в целом то, что верно для компонента герконового переключателя, верно и для всей сборки.

Геркон работает от магнитного поля

Как любой электрический выключатель, геркон — это устройство, используемое для управления потоком электричества. Если геркон разомкнут, электричество не течет; если выключатель замкнут, течет электричество. Но в отличие от большинства других типов переключателей, герконовые переключатели не требуют, чтобы кто-то или что-то им физически управляло. Герконовые переключатели работают в непосредственной близости от магнитного поля.Чтобы изменить состояние язычкового переключателя с открытого на закрытое или наоборот, источник магнитной энергии просто должен пройти достаточно близко к переключателю, чтобы вызвать срабатывание. Источником магнитной энергии или исполнительным механизмом обычно является простой магнит. Из-за этого герконы часто называют магнитными переключателями, бесконтактными переключателями или датчиками приближения.

Геркон не имеет механического износа

Одной из уникальных характеристик герконовых переключателей является высокая скорость переключения без механического износа.Это означает долгий срок службы и исключительную надежность; что делает их исключительно рентабельными. Кроме того, герконы очень универсальны, просты в установке, компактны и не требуют напряжения питания для работы.

Герконовые переключатели могут приводиться в действие через цветные металлы Герконы

могут приводиться в действие через цветные (немагнитные) материалы, такие как дерево, алюминий, пластик и нержавеющая сталь, при условии, что магнитное поле привода достаточно сильное, чтобы дотянуться до переключателя через толщину материала. .Это означает, что герконовый переключатель может быть заключен или спрятан в герметичной среде и приведен в действие извне без ущерба для переключателя, защищенных компонентов или материалов внутри корпуса.

Герконы также могут использоваться с черными металлами

Хотя это, как правило, не рекомендуется, герконы также можно использовать с черными (магнитными) материалами, такими как сталь и железо, но особое внимание следует уделить тому, как на магнитное поле привода будут влиять окружающие материалы.В рамках этого типа применения следует проводить испытания на согласованную работу и оптимальное размещение герконового переключателя и магнитного привода, чтобы магнитное поле не было поглощено или искажено присутствием черных металлов.

Блог — Что такое геркон

Геркон.

Устройство и принцип работы

Принцип работы герконового датчика — схема подключения герконового датчика, принцип его работы

Что такое магнитный геркон

Разновидности герконовых датчиков

Конструктивные особенности герконовых датчиков

Принцип работы герконового датчика

Схема работы герконового датчика

Рекомендации для защиты геркона от несанкционированного проникновения

Как заказать услугу профессиональных технических служб по подключению герконового датчика

Геркон — это… Что такое Геркон?

Параметры

Преимущества

Недостатки

Применение

См. также

Ссылки

Геркон — что это? | Счетчики, датчики, расходомеры топлива и жидкостей, насосы, топливо-раздаточное оборудование, фильтра и акссесуары

Преимущества

Недостатки

Герконовые реле, принцип действия, характеристики и область применения

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРКОНОВЫХ РЕЛЕ

Геркон [База знаний]

Теория

КОМПОНЕНТЫ

ARDUINO

RASPBERRY

ИНТЕРФЕЙСЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Что следует учитывать при использовании герконов?

Что такое геркон и какие магниты им управляют? | FIRST4MAGNETS® | БЛОГ

Типы герконов

Преимущества использования геркона

Какие типы магнитов используются с герконовыми переключателями?

Где используются герконы?

Как работают герконы (переключатели с магнитным управлением)

Какую проблему решают герконы?

Что такое геркон?

Как работает геркон?

Нормально открытый

Нормально закрытый

Как на практике использовать герконы?

Кто изобрел герконы?

Если вам понравилась эта статья …

Узнать больше

На этом сайте

Практические проекты

Книги

Патенты

Видео

Благодарности

Подписывайтесь на нас

Поделиться страницей

Цитируйте эту страницу

Подробнее на нашем сайте…

Как работают герконы (переключатели с магнитным управлением)

Какую проблему решают герконы?

Что такое геркон?

Как работает геркон?

Нормально открытый

Нормально закрытый

Как на практике использовать герконы?

Кто изобрел герконы?

Если вам понравилась эта статья …

Узнать больше

На этом сайте

Практические проекты

Книги

Патенты

Видео

Благодарности

Подписывайтесь на нас

Поделиться страницей

Цитируйте эту страницу

Подробнее на нашем сайте…

A Руководство по проектированию герконов

Как работают герконы?

Герконы с нормально разомкнутыми контактами

Нормально замкнутые герконовые переключатели

Герконовые реле / герконовые датчики с фиксацией