Что такое геркон: технические характеристики, принцип работы, применение

технические характеристики, принцип работы, применение

Любые механические контакты подвержены износу. Чтобы уменьшить влияние этого деструктивного фактора, в первой половине прошлого века было разработаны магнитоуправляемые коммутационные устройства, контактная группа которых помещалась в вакуумную колбу. В СССР такие элементы получили название «Геркон», по сокращению от «герметизированный контакт», в англоязычной технической документации принято название «reed switch».

Давайте рассмотрим принцип действия этих устройств, конструкцию, основные характеристики, достоинства и недостатки. В завершении статьи будет приведена пара полезных схем, где используются герконы.

Содержание

Внешний вид и особенности конструкции

Данные устройства представляют собой контактную группу, изготовленную на основе ферримагнитного материала, которая помещается в стеклянную колбу. Из нее откачен воздух (созданы условия максимально приближенные к вакууму), как вариант возможно наполнение инертным газом. Внешний вид устройства и его обозначение на принципиальных схемах представлены ниже.

А) внешний вид геркона; В) обозначение на принципиальных схемах
А) внешний вид геркона; В) обозначение на принципиальных схемах

С конструктивным исполнением, можно ознакомиться на рисунке 2.

Конструкция герконаКонструкция геркона

Обозначение:

  • А – выводы устройства.
  • В – стеклянная колба.
  • С – контактная группа.
  • D – инертный газ или вакуум.

Разновидности

Коммутационные устройства данного класса принято разделять в зависимости от устройства контактной группы на следующие виды:

  1. Элементы с нормально-разомкнутыми контактами (внешний вид такого устройства показан на рис. 1).
  2. Элементы с нормально-замкнутым контактом.
  3. С переключающимся контактом.

Помимо функциональных признаков, перечисленных выше, имеются и технологические, разделяющие герметичные коммутирующие устройства на две группы: сухие и ртутные. Отличительная особенность последних заключается в том, что внутри колбы содержится капля ртути. Она служит для «смачивания» контактной группы, это позволяет существенно снизить переходное сопротивление и вибрацию (дребезг) контактов при коммутации, что положительно отражается на качестве контакта.

Принцип действия

Срабатывание устройства (замыкание, размыкание или переключение контактов) требуется воздействовать на элемент магнитным полем, напряженность которого будет достаточной для коммутации. В качестве источника такого поля может выступать обычный или электромагнит.

Под воздействием силовых линий происходит намагничивание контактов и по преодолению порога упругости они коммутируют цепь.

Принцип работы нормально-разомкнутого герконаПринцип работы нормально-разомкнутого геркона

Соответственно, как только на контактную группу перестанет действовать магнитное поле, она вернется в исходное состояние. То есть, функционально контакты помимо своего прямого назначения играют роль магнитопровода и упругого элемента.

Устройства с нормально-замкнутыми контактами действуют несколько иначе. Их ферримагнитные упругие элементы, попадая под воздействие магнитного, поля приобретают одинаковый заряд, что заставляет их отталкиваться, разрывая контакт.

Принцип действия нормально-замкнутого герконаПринцип действия нормально-замкнутого геркона

Иногда в таких коммутаторах только один упругий элемент выполнен из ферримагнитного сплава, в результате приближения магнита он притягивается к нему, отключая цепь.

Подобный принцип задействован в герконах с переключающей группой контактов, в котором два из них изготавливаются из магнитного материала. Под воздействием магнита они притягиваются друг к другу, а немагнитный контакт остается в исходном положении. В результате происходит перекоммутация цепи.

Срабатывание переключающего герконаСрабатывание переключающего геркона

Основные параметры

Свойства герметичных коммутаторов определяются механическими и электрическими параметрами. К первым относятся:

  • Nmax – число, указывающее максимально допустимое количество срабатываний без изменения основных характеристик.
  • Vcp – величина отображающая интенсивность поля необходимую для реакции устройства. В технической терминологии данную характеристику называют магнитодвижущей силой.
  • Vотп – величина соответствующая силе размыкания.
  • tcp — время, необходимое на срабатывание контактной группы.
  • tотп – интервал времени, необходимый на отпускание.
  •  Последние два параметра наиболее значимые из механических характеристик, поскольку описывают скорость коммутации.
  • Теперь перечислим основные электрические характеристики:
  • RK – сопротивление между контактами в замкнутом состоянии.
  • RИЗ – сопротивление разомкнутых контактов.
  • UПР – напряжения пробоя, данная характеристика зависит как от предыдущего параметра, так и расстояния между группой контактов. Помимо этого на электрическую прочность влияет наполнение колбы.
  • Pmax – коммутируемая мощность.
  • CK – емкость, образуемая разомкнутыми контактами.

Как осуществляется управление?

Управлять герметичным коммутатором можно двумя способами:

  • используя постоянный магнит;
  • воздействуя катушкой, подключенной к постоянному источнику тока.

В первом варианте управление может осуществляться путем линейного или углового перемещения постоянного магнита. Также встречается способ, при котором поле перекрывается при помощи специальной шторки.

В качестве примера использования способа управления при помощи магнита можно привести датчики уровня, а также положения, охранную сигнализацию и т.д.

Второй вариант позволяет создать реле на основе геркона. В отличие от традиционной конструкции, такое устройство будет более надежным и долговечным, поскольку практически не содержит в себе подвижных механических элементов. Что касается небольшого количества контактных групп, то этот недостаток легко устраняется путем увеличения количества задействованных герконов.

Упрощенное изображение конструкции герконового релеУпрощенное изображение конструкции герконового реле

Примером применения данного способа управления может служить токовое реле на основе геркона. Оно представляет собой катушку, намотанную проводом толстого сечения, внутри которой размещается герметичный коммутатор. Данное приспособление может служить в качестве защитной системы от перегрузки в цепях постоянного тока. Чувствительность прибора легко регулировать путем линейного перемещения коммутатора внутри катушки.

Плюсы и минусы

Любая конструкция помимо преимуществ не лишена недостатков. Зная сильные и слабые стороны устройства можно найти оптимальную сферу для его применения. Давайте рассмотрим, в чем заключается преимущества герметичных коммутаторов, к таковым свойствам можно отнести:

  • Высокую надежность коммутации. Она практически на два порядка превышает этот показатель у открытых контактных групп. Это достигается за счет высокого сопротивления между разомкнутыми контактами (R
    ИЗ
    ), оно может исчисляться десятками МОм. Немаловажную роль играет и показатель электрической прочности (UПР), напряжение пробоя у некоторых моделей превышает 10 кВ.
  • Быстродействие также является неоспоримым преимуществом. Частота коммутации многих моделей приближается к 1 кГц. Что касается параметров, описывающих скорость коммутации, то они находятся в следующих диапазонах: tcp — от 0,4 до 1,8 мс, tотп – от 0,25 до 0,9 мс, что намного превышает подобные характеристики открытых контактных групп.
  • Долговечность, число срабатываний исчисляется миллиардами, ни одна открытая контактная группа даже близко не может приблизиться к этому рубежу.
  • Данный тип коммутаторов нетребователен к согласованию с нагрузкой.
  • Управление может производиться без использования электроэнергии.

Характерные недостатки:

  • Низкие показатели коммутируемой мощности.
  • Небольшое число контактов.
  • Дребезг при срабатывании (конструкции «мокрого» типа избавлены от этого недостатка).
  • Большие размеры для современной радиотехнической базы.
  • Недостаточная прочность стеклянной колбы.
  • Чувствительность к воздействию внешних магнитных полей.

Несмотря на явное преобладание положительных качеств, данные устройства постепенно вытесняются полупроводниковыми аналогами, такими как датчики Холла. Отсутствие дребезга, небольшие размеры и более высокая прочность сыграли решающую роль.

Примеры практического применения в быту

Как и было обещано в начале статьи, приводим пару полезных схем, в которых используются герконы. Начнем с универсального управления освещением в прихожей. Принцип работы заключается в следующем: при открытии входной двери автоматически включается свет, и спустя несколько минут выключается. При достаточном уровне освещения, свет в прихожей не включается.

Схема управления освещением прихожейСхема управления освещением прихожей

Обозначения:

  • Резисторы: R1 – 68 кОм, R2 – 33 кОм, R3 – 470 кОм, R4 – 10 кОм, R5 – 27 кОм.
  • Конденсаторы: С1 – 0,1 мкФ, С2 – 100 мкФ х 25 В, С3 – 470 мкФ х 25 В.
  • Стабилитрон и диоды: VD1 – КС212Ж, VD2 и VD3 – КД522 (1N4148), VD4 – КД209 (1N4004).
  • Транзисторы: VT1 и VT2 – ÌRF840.
  • SG1 – любой обычный герконовый датчик, например, 59145-030.
  • FR1 – фоторезистор, подойдет любого типа с сопротивлением на свету не ниже 8 кОм, в темноте – 120-180 кОм.
  • Триггер D1 – К561ТМ2 (СD4013).

Настройка схемы сводится к подбору сопротивления R1, для выбора оптимального времени задержки отключения освещения.

Теперь рассмотрим схему простой домашней сигнализации, где в также используется типовой герконовый датчик для двери.

Простая домашняя сигнализацияПростая домашняя сигнализация

Обозначения:

  • Резисторы: R1, R2 и R3 – 100 кОм, R4 – 33 кОм, R5 – 100 кОм, R6 – 1 кОм.
  • Конденсаторы: С1 – 100 мкФ х 16 В, С2 – 50 мкФ х 16 В, С3 0,068 мкФ.
  • Диоды и светодиод: VD1 и VD2 – КД522 (1Т4148), HL1 — АЛ307Б.
  • Транзисторы: VT1 – КТ829, VT2 – К361.
  • Микросхема: К561ЛА7.
  • S1 – герконовый датчик 59145-030.

В качестве сирены используется звуковой оповещатель АС-10.

Питание схемы осуществляется от аккумулятора 12 В, емкостью 4 А*ч.

принцип работы, характеристики, герконовые датчики и сфера их применения

Геркон – термин, обозначающий контакт в герметичной оболочке, управляемый магнитом. Выглядит такая радиодеталь как колба с вытянутой формой. Внутри колбы создается вакуум. Контакты геркона должны перекрываться по своей длине, но расположены близко друг к другу. Таких контактов может быть несколько. Направлены они на разные замыкания цепи.

Когда к контактам приближается магнит, контакты геркона срабатывают и соприкасаются друг с другом. Когда магнитной поле больше не действует, происходит размыкание цепи. Герконы могут быть использованы в самых различных видах датчиков, выключателях и других устройствах. Статья содержит подробное описания устройства герконов и как они могут быть использованы.

Что такое геркон и как применяется в быту?

Герконы: способы управления, примеры использования

Герконы имеют ряд механических и электрических параметров, которые характеризуют их свойства. Эти параметры можно разделить на две большие группы: механические и электрические.

Механические параметры герконов

К механическим параметрам относится магнитодвижущая сила срабатывания. Этот параметр показывает, при каком значении напряженности магнитного поля происходит срабатывание и отпускание контакта. В технической документации это называется как магнитодвижущая сила срабатывания (обозначается Vср) и магнитодвижущая сила отпускания (обозначается Vотп). Немаловажными параметрами геркона, в ряде случаев основными, является скорость его срабатывания и отпускания. Эти параметры измеряются обычно в миллисекундах и обозначаются соответственно как tср и tотп, которые в целом характеризуют быстродействие геркона.

Герконы, имеющие меньшие геометрические размеры обладают более высоким быстродействием. Максимальное число срабатываний, или попросту ресурс, также относится к группе механических параметров. Этот параметр оговаривает, при каком числе срабатываний все свойства геркона, как механические, так и электрические сохраняются в пределах допустимых значений. В технической документации обозначается как Nmax.

Размеры геркона.

Размеры геркона.

Электрические параметры герконов

Эти параметры такие же, как у обычных механических контактов. Сопротивление, измеренное между замкнутыми контактами называется сопротивлением контактного перехода и обозначается как Rк, а сопротивление, измеренное между разомкнутыми контактами есть не что иное, как сопротивление изоляции Rиз. Электрическая прочность геркона. Этот параметр характеризует пробивное напряжение Uпр. Это напряжение в основном определяет качество изоляции между контактами, которое в свою очередь обусловлено качеством вакуума или заполнения колбы инертными газами. Кроме этого пробивное напряжение зависит от величины зазора между контактами и качества их покрытия.

Интересный материал для ознакомления: что нужно знать об устройстве силового трансформатора.

Мощность, коммутируемая герконом определяется в основном его конструкцией: материалом и размерами контактов, а также типом покрытия контактных площадок. В технической документации этот параметр обозначается как Pmax. Емкость, измеренная между разомкнутыми контактами обозначается как Cк. Она зависит лишь от геометрических размеров геркона и расстояния между разомкнутыми контактами. Все технические характеристики основных типов герконовых выключателей приведены в таблице ниже:

Что такое геркон и как применяется в быту?

Таблица стандартных технических характеристик герконов.

Достоинства герконовых реле:

  1. Полная герметизация контакта позволяет их использовать герконовые реле в различных условиях влажности, запыленности и т. д.
  2. Высокое быстродействие, что позволяет использовать герконовые реле при высокой частоте коммутаций.
  3. Гальваническая развязка коммутируемых цепей и цепей управления герконовых реле.6. Расширенные функциональные области применения герконовых реле.
  4. Надежная работа в широком диапазоне температур

Недостатки герконовых реле:

  1. Восприимчивость к внешним магнитным полям, что требует специальных мер по защите от внешних воздействий.
  2. Хрупкий корпус герконов, чувствительный к ударам.
  3. Малая мощность коммутируемых цепей у герконов.
  4. Возможность самопроизвольного размыкания контактов герконовых реле при больших токах.
Геркон на бумаге.

Геркон на бумаге.

Особенности и преимущества герконов:

Как уже говорил, контакты геркона находятся в вакууме или в инертном газе и как следствие при работе они слабо обгорают, даже если при замыкании или размыкании между контактами возникает искра.

  • Герконы достаточно долговечные, если не бить геркон и не пропускать очень большие токи, то срок службы геркона бесконечен.
  • Герконы в работе почти бесшумны, слышно только цоканье контактов.
  • Относительно высокое быстродействие.

Недостатки герконов:

  • Герконы очень хрупкие, корпус герконов как правило изготовлен из хрупкого стекла, следовательно их нельзя использовать в условиях сильных вибраций и ударов.
  • Для их срабатывания нужно создать или приложить магнитное поле.
  • Иногда контакты герконов залипают, такое происходит после прохождения больших токов и проскакивания искры при срабатывании контактов, такой геркон необходимо заменить, герконы в основном служат для коммутации небольших токов. Ниже на рисунке Вы можете увидеть фотографию геркона с обгоревшими контактами.

Управление герконом при помощи постоянного магнита

Наиболее прост и распространен способ управления с линейным перемещением магнита. Здесь вполне уместно вспомнить охранную сигнализацию, где магнит укреплен на двери и заставляет срабатывать геркон, когда дверь закрыта. Способ с угловым перемещением магнита используется намного реже, как правило, в тех случаях, когда другие способы применить по какой-либо причине невозможно. Перекрытие магнитного поля шторкой использовалось в клавиатурах различных вычислительных устройств, вплоть до девяностых годов прошлого столетия, а может быть можно встретить где-нибудь и до сих пор.

Материал в тему: Что такое кондесатор

Управление герконом при помощи катушки с постоянным током

Этот способ получил наибольшее распространение при создании герконовых реле. Конструкция этих реле достаточно проста: внутрь катушки с током просто помещается геркон, и при этом не требуется никаких дополнительных пружинок и рычагов, как у обычного реле. Единственный в этом случае недостаток это небольшое количество контактных групп. Если катушку выполнить достаточно толстым проводом, способным пропустить большой ток, то можно получить герконовое токовое реле. Такие реле широко применялись в мощных источниках постоянного тока в качестве датчика системы защиты от перегрузок. Точная настройка уровня срабатывания такого датчика осуществляется резьбовым механизмом, позволяющем плавно перемещать геркон вдоль оси катушки.

герконы в колбе из зеленого стекла.

Герконы в колбе из зеленого стекла.

Преимущества и недостатки герконов

Как и любая вещь герконы имеют свои недостатки и преимущества. Сначала поговорим, естественно, о преимуществах. По сравнению с обычными коммутирующими контактами герконы имеют чуть ли не в 100 раз большую надежность по сравнению с обычными открытыми контактами. Эта надежность обусловлена более высоким сопротивлением изоляции (достигает десятков МегаОм), и большей электрической прочностью: пробивное напряжение у некоторых типов герконов достигает нескольких десятков киловольт. Сравнительные характеристики герконов приведены в таблице ниже:

Что такое геркон и как применяется в быту?

Что такое геркон и как применяется в быту?

Неоспоримым преимуществом герконов является их быстродействие: у некоторых моделей герконов частота коммутации достигает 1000Гц, а скорость срабатывания и отпускания находится в пределах (0,5 – 2,0мс) И (0,2 – 1,0мс) соответственно. Срок службы некоторых герконов доходит до 4 – 5 млрд. срабатываний, что намного выше аналогичного показателя для обычных не защищенных контактов. Также к достоинствам герконов следует отнести легкий способ согласования с нагрузкой а также работа герконов без применения источников электрической энергии.

Недостатки герконов

На фоне достоинств недостатки, наверно, не так уж и велики. Во-первых, это небольшая коммутируемая мощность. Кроме того малое количество контактных групп в одном баллоне а для «сухих» герконов дребезг контактов. К недостаткам же можно отнести также хрупкость стеклянного баллона и в некоторых случаях высокую чувствительность к внешним магнитным полям.

Как подключить геркон.

Как подключить геркон.

Измерение основных электрических параметров

Электрические параметры герконов следует измерять при нормальных климатических условиях, в режимах и условиях, установленных в технических условиях на герконы конкретных типов. При проведении измерений должны быть приняты меры к устранению влияния паразитных внешних магнитных и электри­ческих полей или к их уменьшению, а также не должна возникать вибрация гер­конов, вызывающая изменение параметров. При измерении электрических параметров геркон должен управляться измерительной катушкой без ферромагнитных мате­риалов. Требования к измерительной катушке и положение геркона в ней должны соответствовать установленным в ТУ на герконы конкретных типов.

Измерение магнитодвижущей силы срабатывания, отпускания и коэффициента возврата

Погрешность измерения.за счет влияния внешних элек­трических и магнитных полей не должна превышать 0,5А и не должна быть более 2%. МДС срабатывания определяют по значению тока, про­текающего через измерительную катушку в момент срабатывания геркона. МДС отпускания определяют по значению тока, проте­кающего через измерительную катушку в момент опускания гер­кона. Коэффициент возврата определяют как отношение МДС от­пускания к МДС срабатывания. Момент срабатывания и опускания герконов под воз­действием управляющего магнитного поля определяют методом контроля состояния цепи геркона. При определении МДС срабатывания и МДС отпускания через контакт-детали геркона должен проходить постоянный ток.

МДС срабатывания и МДС отпускания геркона изме­ряют при плавном измерении тока в измерительной катушке. Ток в катушке повышают со скоростью не более 5 А-мс-1 до значения, обеспечивающего МДС, равную МДС насыщения; МДС насыщения равно 2,2 значения наибольшего МДС срабатывания для группы герконов. При МДС насыщения геркон выдерживают в течение времени tH, равному не менее 20 мс. Ток в катушке уменьшают со скоростью не более 5А-мс-1 до значения, обеспечивающего МДС, равную МДС удерживания. Далее со скоростью не более 1 А-мс-1 до отпускания геркона. Момент отпускания фиксируют. Ток в катушке уменьшают со скоростью не более 5 А-мс-1 до нулевого значения. Геркон выдерживают без тока в катушке в течение времени не менее 20 мс.

Что такое геркон и как применяется в быту?

Ток в катушке повышают со скоростью не более 5 А;мс-1 от нулевого значения до значения, обеспечивающего МДС несраба­тывания. Переходят к скоросте не более 1 А-мс-1 до срабатывания геркона. Момент срабатывания фиксируют. При несрабатывании геркона тока в катушке повы­шают до максимального значения МДС срабатывания для данной группы герконов. Если последним измеряемым параметром является МДС, то ток в катушке скачком уменьшают до нулевого значения или про­должают измерение следующего параметра.

МДС (А) определяют по формуле: МДС = Iкат · Nкат

где Iкат – ток через катушку в момент фиксации срабатывания/отпускания; N – число витков измерительной катушки (5000).

Коэффициент возврата определяют по формуле:

Кв = МДС отп / МДС сраб

Относительная погрешность измерения МДС срабатывания и МДС отпускания не должна выходить за пределы ±1 А при из­мерении МДС до 20 А, ±2 А — от 20 до 80 А и ±5% —свыше 80 А с вероятностью не менее 0,95.

использование геркона в датчике.

Использование геркона в датчике.

Измерение временных параметров

Временные параметры, определяют измерением интерва­лов времени в соответствии с временными диаграммами срабатывания и отпускания геркона. Генератор прямоугольных импульсов тока должен обеспечивать на выходе одиночные импульсы или серию импуль­сов с длительностью фронтов, измеренных между уровнями 0,1 и 0,9 их амплитуды, не более 50 мкс на активной нагрузке и ампли­тудой, обеспечивающей в измерительной катушке рабочую МДС. Измеряют интервалы времени срабатывания и отпускания. При измерении времени дребезга не учитывают разрывы цепи менее 10 мкс.

Измерение электрического сопротивления

Сопротивление геркона измеряют при замкнутых кон­такт-деталях с помощью четырехпроводного подключения (токо­вого и потенциального) приборами непосредственного отсчета или методом вольтметра-амперметра на постоянном токе. Измерение сопротивления геркона проводят на уста­новке, электрическая структурная схема которой приведена ниже:

G — источник тока; PV1, PV2 — милливольтметры; RK — калибро­ванный резистор; Е — испытуемый геркон.

Источник тока G должен удовлетворять следующем требованиям: обеспечивать ток в цепи гер­кона не более 0,1 А с погрешно­стью в пределах ±2,5%; иметь максимальное напряже­ние на разомкнутом герконе не более 6В.

Геркон на схеме.

Геркон на схеме.

Измерение влияния внешних электромагнитных полей

Измерительную катушку с герконом располагают в пространстве в трех взаимно перпендикулярных положениях и измеряют МДС срабатывания в каж­дом положении в двух направлениях (при втором измерении катушка расположена так, что ее продольное поле повернуто на 180°). Из полученных значений выбирают большее и меньшее. Разность между ними не должна превышать 0,5 А и быть не более 2%.

Заключение

В статье описаны все подробности устройства и области использования герконов. Более детальную информацию можно узнать в источнике Что такое магнитоуправляемые контакты. 

В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.cxem.net

www.electrik.info

www.electroandi.ru

Предыдущая

РадиодеталиОписание и принцип работы соленоидов

Следующая

РадиодеталиКварцевые резонаторы - принцип работы и сфера применения

Геркон, что это такое, как он устроен и работает?

Коммутационные устройства или просто контакты очень широко применяются в различной электрической и радиотехнической аппаратуре. С целью улучшения эксплуатационных свойств, прежде всего срока службы и надежности соединения и были разработаны магнитоуправляемые герметизированные контакты получившие название геркон.

Первые образцы таких контактов появились еще в 30 – е годы прошлого столетия, а первый магнитоуправляемый контакт был изобретен еще в 1922 году в Петербурге профессором В. Коваленковым, за что ему было выдано авторское свидетельство СССР №466. Конструкция такого контакта показано на рис. 1.

Устроен такой контакт следующим образом. К сердечнику 3 из магнитомягкого материала через изолирующие прокладки 5 прикреплены контакты 1 и 2, выполненные также из магнитомягкого материала. При пропускании тока через катушку 4 в сердечнике 3 возникает магнитное поле и намагничивает контакты 1 и 2, которые замыкаются. Размыкание контактов происходит при прекращении тока через катушку.

   Рис. 1 Магнитоуправляемый контакт профессора В. Коваленкова

По сути это был самый первый магнитоуправляемый контакт, только без герметизирующей оболочки. В герметизирующую оболочку подобный контакт был впервые помещен американским инженером W.B. Ellwood лишь в 1936 году. В семидесятых годах прошлого столетия герконы достигли своего максимального развития, и нашли широкое применение в различных устройствах электронной техники.

В настоящее время герконы используются менее интенсивно, поскольку их «вытеснили» датчики Холла. Но в некоторых случаях герконы остались вне конкуренции, что обусловлено простотой применения, гальванической развязкой от источника питания, свойствами «сухого контакта», поэтому герконы до сих пор применяются в различных схемах и устройствах.

В тех случаях, когда требуется высокая надежность и долговечность коммутирующего элемента герконы просто незаменимы. Как составная часть герконы входят в конструкции различных датчиков, электромагнитных реле, особенно слаботочных, а также позиционных переключателей и некоторых других устройств.

Разновидности герконов

Так же, как и обычные контакты, герконы могут быть замыкающие (1 нормально — разомкнутый контакт), переключающие (1 переключающий контакт) и работающие на размыкание (1 нормально — замкнутый контакт). Это деление по функциональным признакам.

По признакам конструктивно — технологическим герконы делятся на две большие группы: с сухими контактами и с контактами ртутными. Первая разновидность так и называется сухими герконами, а вторая ртутными герконами. Собственно, в работе сухих герконов, по сравнению с обычными контактами, ничего особенного нет.

В ртутных герконах внутри герметичного стеклянного корпуса кроме контактов находится еще капелька ртути. Назначение этой ртутной капельки – смачивание контактов во время срабатывания для улучшения качества контакта за счет уменьшения переходного сопротивления, а кроме того для избавления от дребезга контактов. 

Дребезгом называется вибрация контактов при замыкании и размыкании, что при однократном срабатывании приводит к многократной коммутации передаваемого сигнала, а кроме того к значительному увеличению времени срабатывания. Представьте себе, что такой дребезг будет присутствовать в усилителе звуковых частот во время переключения входного сигнала! В случае, когда такой дребезжащий контакт работает совместно с цифровыми микросхемами, приходится принимать меры по подавлению дребезга в виде RC — цепочек или RS – триггеров.

Различные контакты, в том числе и герконовые, применяются и в современных микроконтроллерных схемах, но в них дребезг контактов подавляется программным способом. Это также снижает быстродействие системы в целом.

Конструкция герконов

Конструкция различных типов герконов представлена на рис. 2.

   Рис. 2 Конструкция герконов

Все герконы представляют собой герметичный стеклянный баллон, внутри которого находится контактная группа. Контакты представляют собой магнитные сердечники, вваренные в торцы баллона. Наружные концы сердечников предназначены для подключения к внешней электрической цепи.

Наибольшее распространение получил геркон с контактной группой, работающей на замыкание или, как показано на рисунке «разомкнутый». Каждый контакт – сердечник выполнен из ферромагнитной упругой проволоки, которая расплющена до прямоугольной формы. Для изготовления сердечников применяется пермаллоевая проволока диаметром 0,5 — 1,3 мм в зависимости от мощности геркона и, соответственно, его габаритов.

Непосредственно контактирующие поверхности покрыты благородным металлом, золотом, палладием, родием, серебром и сплавами на их основе. Такое покрытие не только уменьшает переходное сопротивление, но и способствует повышению коррозионной стойкости контактной поверхности.

Внутренне пространство баллона заполнено инертным газом (водородом, аргоном, азотом или их смесью) или просто вакуумировано, также способствует уменьшению коррозии контактов и повышению их надежности. При изготовлении сердечники располагают таким образом, чтобы между ними оставался зазор, кстати, определенного размера.

   Рис. 3. Геркон

Принцип работы геркона

Для того, чтобы вызвать срабатывание контактной группы, необходимо вокруг геркона создать магнитное поле достаточной напряженности. При этом абсолютно не важно, как это поле будет создано, либо просто постоянным магнитом, либо электромагнитом. Силовые линии внешнего магнитного поля намагничивают внутренние контакты – сердечники геркона, в результате чего они преодолевают силы упругости, притягиваются и замыкают электрическую цепь.

В таком состоянии контакты будут находиться до тех пор, пока вокруг них есть магнитное поле достаточной напряженности: достаточно выключить электромагнит или убрать подальше обычный постоянный магнит, как контакты сразу разомкнутся. Следующее срабатывание контактов произойдет, когда магнитное поле появится вновь. Из всего сказанного можно сделать вывод, что контакты выполняют сразу три функции: упругих элементов (пружин), магнитопровода, и собственно проводящих контактов.

Несколько по-иному действует геркон, работающий на размыкание. Его магнитная система устроена так, что при воздействии магнитного поля контакты – сердечники намагничиваются одноименно, поэтому отталкиваются друг от друга, размыкая электрическую цепь.

У переключающего геркона один из трех контактов, как правило, нормально — замкнутый выполняется из металла немагнитного, а оба нормально – разомкнутых контакта из ферромагнитного, как было сказано чуть выше. Поэтому при воздействии на геркон магнитного поля нормально разомкнутые контакты просто замыкаются, а немагнитный нормально – замкнутый, оставаясь на своем первоначальном месте, размыкается.

Примечание. Нормально – разомкнутый контакт, это который разомкнут при отсутствии управляющего воздействия, в данном случае магнитного поля. Соответственно нормально — замкнутый контакт замкнут при отсутствии магнитного поля.

Конечно, магнитное поле присутствует всегда, например магнитное поле Земли. И нельзя, вроде бы, сказать про отсутствие магнитного поля совсем. Но магнитное поле Земли для срабатывания геркона недостаточно, поэтому им можно пренебречь и сказать об отсутствии магнитного поля, в данном случае внешнего.

Герконы имеют ряд механических и электрических параметров, которые характеризуют их свойства. Эти параметры можно разделить на две большие группы: механические и электрические.

Механические параметры герконов

К механическим параметрам относится магнитодвижущая сила срабатывания. Этот параметр показывает, при каком значении напряженности магнитного поля происходит срабатывание и отпускание контакта. В технической документации это называется как магнитодвижущая сила срабатывания (обозначается Vср) и магнитодвижущая сила отпускания (обозначается Vотп).

Немаловажными параметрами геркона, в ряде случаев основными, является скорость его срабатывания и отпускания. Эти параметры измеряются обычно в миллисекундах и обозначаются соответственно как tср и tотп, которые в целом характеризуют быстродействие геркона. Герконы, имеющие меньшие геометрические размеры обладают более высоким быстродействием.

Максимальное число срабатываний, или попросту ресурс, также относится к группе механических параметров. Этот параметр оговаривает, при каком числе срабатываний все свойства геркона, как механические, так и электрические сохраняются в пределах допустимых значений. В технической документации обозначается как Nmax.

Электрические параметры герконов

Эти параметры такие же, как у обычных механических контактов. Сопротивление, измеренное между замкнутыми контактами называется сопротивлением контактного перехода и обозначается как Rк, а сопротивление, измеренное между разомкнутыми контактами есть не что иное, как сопротивление изоляции Rиз.

Электрическая прочность геркона. Этот параметр характеризует пробивное напряжение Uпр. Это напряжение в основном определяет качество изоляции между контактами, которое в свою очередь обусловлено качеством вакуума или заполнения колбы инертными газами. Кроме этого пробивное напряжение зависит от величины зазора между контактами и качества их покрытия.

Мощность, коммутируемая герконом определяется в основном его конструкцией: материалом и размерами контактов, а также типом покрытия контактных площадок. В технической документации этот параметр обозначается как Pmax.

Емкость, измеренная между разомкнутыми контактами обозначается как Cк. Она зависит лишь от геометрических размеров геркона и расстояния между разомкнутыми контактами.

Способы управления герконами

Их можно разделить на две большие группы: управление постоянным магнитом и управление при помощи катушки с током. Эти способы показаны на рис. 4.

   Рис. 4 Различные способы управления герконами

Управление герконом при помощи постоянного магнита

Наиболее прост и распространен способ управления с линейным перемещением магнита. Здесь вполне уместно вспомнить охранную сигнализацию, где магнит укреплен на двери и заставляет срабатывать геркон, когда дверь закрыта.

Способ с угловым перемещением магнита используется намного реже, как правило, в тех случаях, когда другие способы применить по какой-либо причине невозможно.

Перекрытие магнитного поля шторкой использовалось в клавиатурах различных вычислительных устройств, вплоть до девяностых годов прошлого столетия, а может быть можно встретить где-нибудь и до сих пор.

Управление герконом при помощи катушки с постоянным током

Этот способ получил наибольшее распространение при создании герконовых реле. Конструкция этих реле достаточно проста: внутрь катушки с током просто помещается геркон, и при этом не требуется никаких дополнительных пружинок и рычагов, как у обычного реле. Единственный в этом случае недостаток это небольшое количество контактных групп.

Если катушку выполнить достаточно толстым проводом, способным пропустить большой ток, то можно получить герконовое токовое реле. Такие реле широко применялись в мощных источниках постоянного тока в качестве датчика системы защиты от перегрузок. Точная настройка уровня срабатывания такого датчика осуществляется резьбовым механизмом, позволяющем плавно перемещать геркон вдоль оси катушки.

Преимущества и недостатки герконов

Как и любая вещь герконы имеют свои недостатки и преимущества. Сначала поговорим, естественно, о преимуществах. По сравнению с обычными коммутирующими контактами герконы имеют чуть ли не в 100 раз большую надежность по сравнению с обычными открытыми контактами. Эта надежность обусловлена более высоким сопротивлением изоляции (достигает десятков Мега Ом), и большей электрической прочностью: пробивное напряжение у некоторых типов герконов достигает нескольких десятков киловольт.

Неоспоримым преимуществом герконов является их быстродействие: у некоторых моделей герконов частота коммутации достигает 1000 Гц, а скорость срабатывания и отпускания находится в пределах (0,5 — 2,0 мс) И (0,2 — 1,0 мс) соответственно.

Срок службы некоторых герконов доходит до 4 — 5 млрд. срабатываний, что намного выше аналогичного показателя для обычных не защищенных контактов. Также к достоинствам герконов следует отнести легкий способ согласования с нагрузкой а также работа герконов без применения источников электрической энергии.

На фоне достоинств недостатки, наверно, не так уж и велики. Во-первых, это небольшая коммутируемая мощность. Кроме того малое количество контактных групп в одном баллоне а для «сухих» герконов дребезг контактов. К недостаткам же можно отнести также хрупкость стеклянного баллона и в некоторых случаях высокую чувствительность к внешним магнитным полям.

 

Смотрите также по этой теме:

   Слаботочные сети. Правила монтажа слаботочных сетей.

   Герконовый датчик, принцип работы и схема подключения.

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

что это, принцип работы, виды, подключение

Использование датчиков необходимо в системах, где необходим постоянный мониторинг состояния. Обычно это охранные или пожарооповещательные системы. Они бывают разными, однако наиболее известные, простые и дешевые — герконы. Подробнее о том, что такое герконовые датчики и для чего они нужны — читайте в статье.

Герконовые датчики

Что такое герконовый датчик

И в первую очередь, говоря о герконе, нужно определить, что это такое. Герконовый датчик — это электромеханическое устройство, благодаря которому можно разомкнуть или замкнуть электрические контакты. Все это происходит под воздействием магнитного поля, источником которого обычно выступает электро- или постоянный магнит.

Герконовый датчик

Если немного затронуть этимологию его названия, то само слово «геркон» является результатом совмещения слов «герметичный» и «контакт». Это также описывает его конструкцию и дальнейший принцип работы, потому что дает понять, что датчик сделан из ферромагнитных пластин, помещенных в стеклянную капсулу. Подобное позволяет ему нивелировать любое внешнее воздействие, а также быстро реагировать при изменении.

Принцип работы

И когда мы знаем, что такое геркон, разберем принцип его работы. Ближайшей аналогией по отношению к нему можно считать выключатель, потому что его конструкция представляет следующее: реле из двух токопроводящих сердечников, которые расположены в герметичном пространстве с инертной средой. Последнее необходимо для избавления от окисления.

Геркон

Непосредственное же замыкание производится посредством размещения вокруг колбы управляющей обмотки. В нее поступает постоянный ток и, после того как подается питание, обмотка создает магнитное поле. Оно же оказывает действие на сердечники, что в итоге приводит к замыканию — это полный принцип действия геркона.

Следовательно, что при отключении питания нивелируется магнитный поток, а контакты размыкаются. Так надежность геркона, благодаря которой это устройство до сих пор имеет популярность, обусловлена никелированным трением контактов. Помимо, отсутствие какого-либо воздействия в незамкнутом состоянии фактически дает возможность моментального замыкания при необходимости.

Использование постоянных магнитов

Существует также альтернатива в виде использования постоянных магнитов. Их также еще называют магнитными герконовыми датчиками или поляризованными. Вот как он работает: электромагнит заряжает контакты одним и тем же потенциалом, что приводит к их отталкиванию друг от друга. Это в свою очередь размыкает цепь. Нюанс также в том, что в них три контакта: один стационарный и не имеет никакого воздействия магнита, а два других произведены из ферромагнитного сплава за счет чего производится замыкание и размыкание при воздействии магнитного поля.

Виды

Существует также несколько видов этого датчика:

  • замыкающий: в таком типе есть один разомкнутый контакт;
  • переключающий: есть один контакт, отвечающий за переключение;
  • размыкающий: есть один замкнутый контакт.

Датчики

Однако это не единственные различия, что у них есть.

Отличия по конструкции

Помимо всего, герконовые — вне зависимости от типа — датчики, которые имеют различия по их технологиям исполнения. К таковым, как правило, относят:

  1. Сухие. Это простая конструкция, у которой есть очевидные недостатки в виде вибрации при замыкании и размыкании. В бытовом плане их проще выразить в щелчках или дребезге, что также может вызвать множественную коммутацию при передаче сигнала. Эффект весьма нежелательный, однако исправить его нельзя.
  2. Ртутные. Здесь же внутри конструкции есть немного ртути, что смачивает контакты и нивелирует вибрацию. Благодаря ей также производится снижение сопротивления у контакта.

Выбрать один идеальный не получится, потому у каждого есть свои недостатки. Здесь стоит посмотреть на условия использования оного.

Область применения

Герконовый датчик

Теперь касательно того, как и где применяются герконы. И хотя датчики Холла почти что везде вытеснили их ввиду лучших характеристик, остались области, где их использование вполне оправдано:

  1. Синтезаторы и промышленное оборудование. Благодаря конструктивным особенностям полностью исключается появление искры. Это делает незаменимым их использование на том производстве, где есть высокая вероятность взрыва и работа с горючими жидкостями.
  2. Бытовые счетчики. Решение относительно надежное, дешевое и проверенное временем. Нет никакой необходимости его замены.
  3. Системы охраны и положения. Благодаря молниеносной реакции, и как следствие замыканию, герконы попросту в них незаменимы.
  4. Работающее под водой оборудование. Та герметичность, что обеспечивает конструкция, позволяет использовать их под водой. Причем это достаточно надежно даже под давлением.
  5. Телекоммуникационные системы и медицинское оборудование. Благодаря универсальности и стабильности они не заменимы в тех устройствах, где нужна продолжительная работа.
  6. Механизмы защиты. Здесь речь идет о тех системах, что защищают от перегрузок или короткого замыкания при высоковольтных нагрузках.

Стоит также отметить, что в системах безопасности всегда используют аппаратные приспособление из геркона и магнита для индикации открытия и закрытия дверей. Есть еще решения реле с датчиками и обмоткой, что реализует себя в случаях, когда нужна компактность, влагостойкость и отсутствие подвижных элементов.

Как подключить датчик

Если говорить о том, как подключить геркон, то начать стоит со способов монтажа. Креплений всего два:

  • скрытое;
  • наружное.

Учитывать также стоит характеристики поверхности, где будет осуществляться монтаж, потому разделяют две «базы» для подключения:

  • стальная;
  • магнитнопассивная.

Итак, часть реле, которая отвечает за магнитное поле, закрепляется на подвижной части конструкции. Геркон же должен быть установлен там, от чего отходит движущийся элемент. Происходит примерно следующее: движущаяся часть примыкает к стационарной, параллельно производят магнитной поле и замыкая цепь. Если же катушка, благодаря которой функционирует поле, не оказывает никакого воздействия, то происходит размыкание и соответствующая программа сообщит о нарушении. Все достаточно просто, потому что это фактически то, как работают датчики открытия дверей в умных домах.

Особенности установки

К нюансам же, которые нужно учитывать при подключении геркона, относят:

  1. Использование в местах, где есть или может быть ультразвук, не рекомендуется, потому как он может сбить датчик и его настройки.
  2. Если рядом есть еще один источник магнитного поля — его нужно исключить.
  3. Не подвергать колбу ударам, потому как ее деформация приводит к негодности сердечников.

И немного касательно того, как проверить геркон: в первую очередь нужно настроить программу, после проверить работоспособность и, приложить друг к другу еще незакрепленные элементы. После их можно разъединить и посмотреть за реакцией программы, которая отвечает за уведомления. Если все в норме — крепим датчики на нужное место.

Плюсы и минусы

Герконовые датчики

Теперь вкратце о преимуществах:

  1. Благодаря герметичности можно использовать на объектах с высокой пожароопасностью.
  2. Способность быстрого оповещения, что автоматически допускает использования при высокой частоте.
  3. Компактность: минимальный размер — 4 мм.
  4. Нет трения поверхностей сердечников.

И также недостатках:

  1. Магниты зачастую имеют небольшую чувствительность.
  2. Датчик слишком восприимчив к внешним магнитным потокам, что заставляет исключить их из близлежащего радиуса.
  3. Материал капсулы всегда тонкое стекло.
  4. Низкая частота способствует хаотичному замыканию и размыканию сети.

В итоге присутствует некий баланс, который не позволяет сказать, что все плюсы перевешивают минусы, и наоборот. Некоторым покажется, что это делает устройство спорным, однако на самом деле это дает больше вариантов для выбора.

Использование герконовых датчиков до конца не исчезло и навряд ли когда-нибудь это произойдет. Подобное решение надежно и дешево, что полностью оправдывает его использование. Оно также не применяется в критически важных устройствах, когда выход из строя недопустим, а потому априори не сможет испортить что-либо. И не стоит также забывать о герконовых датчиках уровня воды, благодаря которым можно обезопасить свой дом от затопления.

Видео по теме

Хорошая реклама

виды, принцип работы, как работает, устройство, схема

Для уменьшения влияния негативных факторов, влияющих на контакты и несущих разрушающее воздействие, разработаны герконовые датчики — коммутирующие устройства. Контактная группа в них помещается в герметичную колбу.

Эти контакты переводят магнитопровод, могут менять своё положение. Конструкция геркона распространена, несмотря на свою хрупкость.

Описание и назначение

Герконом является устройство электромеханического типа, которое размыкает или замыкает электрические контакты. Это происходит за счёт магнитно-контактного поля, которое генерирует электромагнит. Это может делать и постоянный магнит.

Геркон переводится как герметичный контакт. Это обуславливается его конструкцией. Его составляющие — ферромагнитными пластинами, которые запаяны в капсулу из стекла. Она заполняется инертным газом, вместе с двумя контактами выхода.

Благодаря оболочке воздействие внешних факторов сводится к минимуму, при этом устройство может функционировать в нормальном режиме.

ДатчикиДатчики

В колбе может содержаться иссушенный воздух, азот и любой другой инертный газ. Кроме этого, его могут откачать, чтобы создать вакуум. Это делают, чтобы повысить уровень коммутируемого напряжения.

Датчики из геркона применяются в разных системах и устройствах:

  • Бытовые счетчики.
  • Клавиатуры в оборудовании промышленного назначения и синтезаторах. Возникновение искры с них исключено. Именно поэтому их широко используют при производстве взрывоопасных вещей (где есть пыльные испарения или горючие).
  • Оборудование для медицинских учреждений.
  • Системы, которые охраняют и контролируют положение, работающее по автоматическому принципу.
  • Телекоммуникационные системы.

Для систем безопасности актуальны устройства, изготавливаемые из магнита и геркона. Они дают сигнал о закрытии и открытии дверей.

Стоит отметить, что распространены герконовые реле, которые состоят из проволочной обмотки и контактного датчика. У такой системы отмечают значимые преимущества: устойчивость к влаге, простое использование, нет деталей, которые двигаются.

С помощью герконов защищаются электроустановки от перегрузок.

Датчики герконовыеДатчики герконовые

Схема

Схема подключения герконового датчикаСхема подключения герконового датчика

Устройство и принцип работы

Принцип работы геркона похож на выключатель. Его составляющие — пара сердечников, проводящих ток и зазор. Их герметично запаивают в стеклянной колбе, у которой инертная среда. Благодаря этому исключается процесс окисления.

Управляющая обмотка находится вокруг колбы и питается постоянным током, за счет которого работает. Магнитное поле генерируется с помощью обмотки после подачи питания. После отключения от питания катушки магнитный поток прекращается. После этого размыкаются пружинами контакты. Так как трение отсутствует, они являются абсолютно надежными.

У герконового датчика есть своя особенность: в состоянии покоя на пружины реле не действуют никакие силы. Благодаря этому они замыкают контакт за несколько секунд.

Магниты постоянного характера также используются. Их принято относить к поляризованным.
Стандартные устройства работают по другому принципу функционирования. Система магнитов под воздействием электромагнита заряжает каждый сердечник потенциалом.

Это заставляет их размыкать цепь и отталкиваться друг от друга.

Герконы, которые переключаются, состоят из трёх контактов. Два из них сделаны из специального ферромагнитного сплава, один не магнитится. Когда наводится магнитное поле, разомкнутые контакты замыкаются, при этом пара немагнитного размыкается.

Как осуществляется управление

Управление герцогом осуществляется несколькими способами. Самый простой — управление магнитом в электрической схеме. Его перемещение осуществляется линейным способом. Это актуально для охранных сигнализаций, в которых магнит крепится на дверь, после чего геркон срабатывает (при закрытой двери).

Существует угловое перемещение магнита. Его используют редко, когда недоступны к применению остальные способы.

Перекрытие шторкой, как один из способов, уже не применяется. Его использовали для вычислительных устройств и их клавиатур до девяностых годов.

Черные датчикиЧерные датчики

Плюсы и минусы

У герконовых датчиков есть свои преимущества и недостатки. К плюсам относят:

  • В контактах отсутствует дребезг. Это актуально для тех, выводы которых смочены ртутью.
  • По сравнению с классическим реле датчики отличаются высоким быстродействием.
  • Датчик считается долговечным и не поддаётся физическим ударам (например, при неосторожном обращении или падении).
  • Такой вид датчика не создаёт шум.
  • Контакты слабо сгорают, так как располагаются в вакууме или инертном газе. Это относится и к тем случаям, когда замыкание с размыванием происходит с возникновением искры.
  • Доступная для всех цена, так как при производстве не используют тугоплавкие или драгоценные металлы.
  • Небольшой размер по сравнению с классическими реле.

Герконовый датчикГерконовый датчик

Минусы:

  • По сравнению с открытыми контактами они тяжеловаты.
  • Скорость срабатывания ограничена.
  • Нужно создавать магнитное поле.
  • Бывают случаи, когда контакты остаются в замкнутом состоянии и вывести их из него нельзя.
  • Внешние магнитные поля влияют на них.

Разновидности

Устройство работает по принципу размыкания, либо замыкания линии, передающей электричество. Напряженность магнитного потока задает замкнутое или разомкнутое положение. Примечательно, что не важно, откуда возникает магнитное поле. Оно может появляться как от электромагнита, так и постоянного магнита.

Намагничивание в устройстве начинает происходить тогда, когда под действие попадают силовые линии. После этого, сила упругости преодолевается и притягивает контакты друг к другу. В итоге цепь замыкается.

Герконовые датчикиГерконовые датчики

В таком состоянии датчик будет находиться до тех пор, пока будет оставаться магнитное поле. После прекращения воздействия силовых линий контакты размыкаются. Чтобы произошло следующее замыкание, необходимо, чтобы создалось поле вокруг устройства снова.

Исходя из этого, специалисты считают геркон переключателем.

Замыкающие

Замыкающие по своему принципу работы постоянно находятся в разомкнутом состоянии. Для них это нормальное статичное положение, а контакты между собой не соединятся.

Переключающие

У такого типа в составляющей конструкции есть три вывода. При нормальном состоянии, когда отсутствует влияние электромагнитного поля, оба контакта замкнуты (один с другим). После появления поля, в одном контакте происходит замыкание, а тот, который замкнут нормально — размыкается.

Размыкающие

Размыкающие отличаются тем, что когда магнитное поле отсутствует, контакты соединяются между собой. Такой тип относят к нормально разомкнутым.

Типы по технологическим особенностям

Так как конструкций различных герконовых реле много, выделяют ряд характеристик. Благодаря ним можно отличать конкретный вид от остальных. К основным характеристикам относят:

  • Время отпускания — этот тот период времени от момента, когда ток в катушке пропадает, до перехода контактов в своё обычное положение. Промежуток времени — 0,2-1 мкс.
  • Уровень вибрации. Этот заданный уровень нельзя превышать, так как стеклянные колбы трескаются. Измерение величины вибрации происходит количеством колебания в секунду.
  • Время реакции. Промежуток времени, начинающийся с подачей тока, и завершаемый в момент размыкания или замыкания. Составляет примерно 0,5-2 мкс.
  • Допустимое показание. Мощность герконового датчика определяется из совокупности сечения контактов и материала. Измерение происходит в кВт и Вт.
  • Емкость контактов. Она может измеряться только тогда, когда контакты разомкнуты.

ДатчикДатчик

Сухие

Сухой выглядит как герметичный баллон, состоящий из стекла. Внутри него находятся контакты. К контактам относятся сердечники из магнита, они привариваются снаружи колбы, с торца. При этом ртуть в этом случае не добавляется.

Ртутные

При ртутном контакте в стеклянный корпус добавляются ртутные капли, благодаря которым смачивается деталь. При срабатывании геркона качество контакта улучшается. Благодаря такой системе можно избежать дребезга и вибрации в контактах. Это увеличит время срабатывания.

Рекомендации по защите

Если подключается герконовый датчик своими руками, то нужно учесть следующие моменты:

  • Необходимо установить самую тонкую металлическую пластину. Её ставят между магнитом и герконовым датчиком для защиты.
  • Магнитные и герконовые датчики нужно устанавливать так, чтобы они были направлены друг к другу. Расстояние при этом должно быть коротким.

Датчик герконовый нового образцаДатчик герконовый нового образца

Примеры практического применения в быту

Геркон позволяет управлять освещением в коридоре. Например, используя геркон, свет может включаться автоматически, при открытии входной двери. Спустя несколько минут он будет выключаться. При этом, когда уровень освещения нормальный – в течение дня, свет включаться в коридоре не будет.
Используется он и в домашней, охранной сигнализации как извещатель.

что это такое, технические характеристики, принцип работы

Ни одна современная система охраны, контроля, пожаротушения, экстренного оповещения не может функционировать без применения датчиков, связывающих ее с окружающим миром. Датчики определяют наличие задымления, пыли в воздухе, движение объектов и еще множество других изменений.

Герконовый датчик по-прежнему используется во многих подобных системах благодаря своей надежности.

datchik-gerkondatchik-gerkon

Что такое геркон

Геркон — электромеханическое устройство, замыкающее либо размыкающее электрические контакты под влиянием магнитного поля, генерируемого электромагнитом, либо постоянным магнитом.

Термин «геркон» означает герметичный контакт. Обусловлено это его конструкцией. Состоит он из двух ферромагнитных пластин, запаянных в стеклянную капсулу с двумя выходными контактами и заполненную инертным газом. Такая оболочка минимизирует воздействие окружающей среды и обеспечивает надежное функционирование устройства.

Колба может содержать азот, иссушенный воздух, иной инертный газ. Также из колбы может быть откачан весь газ до состояния вакуума. Этим добиваются повышения уровня коммутируемого напряжения.

gerkon izolirovanniy kontaktgerkon izolirovanniy kontakt

Назначение и область применения

Герконовые датчики, несмотря на вытеснение их датчиками Холла, по-прежнему находят применение во многих устройствах и системах:

  1. Клавиатуры синтезаторов и промышленного оборудования. Конструкция датчиков исключает возможность возникновения искры. Поэтому в первую очередь их применяют на взрывоопасном производстве, где присутствуют горючие испарения или пыль.
  2. Бытовые счетчики.
  3. Автоматические системы охраны и контроля положения.
  4. Оборудование, работающее под водой или в условиях высокой влажности.
  5. Телекоммуникационные системы.
  6. Медицинское оборудование.

В системах безопасности применяются устройства, состоящие из геркона и магнита. Они сообщают об открытии или закрытии дверей.

Также применяются герконовые реле, состоящие из контактного датчика и проволочной обмотки. Такая система обладает некоторыми преимуществами: простота, компактность, влагостойкость, отсутствие движущихся деталей.

Используются герконы и в особых областях — это механизмы защиты от перегрузок и короткого замыкания высоковольтных и радиотехнических электроустановок. Также это высокомощные радары, лазеры, радиопередатчики и прочее оборудование, работающее под напряжением до 100 кВ.

Разновидности

В зависимости от нормального состояния контактов устройства разделяют на:

  • замкнутые — цепь размыкается под воздействием магнитного поля;
  • переключаемые — под воздействием поля замыкается один контакт, а при отсутствии поля — другой;
  • разомкнутые — срабатывание геркона происходит при появлении магнитного поля.

В зависимости от конструкции датчики бывают:

  • газовые — стеклянная гильза заполнена сухим воздухом или инертным газом;
  • ртутные — на контакты, дополнительно наносится ртуть, которая способствует улучшению коммутации, минимизирует сопротивление и убирает вибрацию замыкаемых пластин.

Герконы по техническим характеристикам подразделяются на:

  1. Герконы.
  2. Газакон — устройство, обладающее функцией памяти. То есть положение контактов сохраняется после отключения магнитного поля.
  3. Геркотроны — реле с высоковольтной изоляцией. Предназначено для работы в устройствах с напряжением от 10 до 100 кВ.
  4. Герсикон — реле, предназначенное для управления оборудованием и автоматикой с мощностью до 3 кВт. Конструкция характеризуется увеличенным коммутационным током и наличием дугогасительных контактов.

Благодаря разнообразию конструкций герконы продолжают использовать во многих областях.

datchik-gerkondatchik-gerkon

Принцип действия

Геркон по принципу работы схож с выключателем. Реле состоит из пары токопроводящих сердечников с зазором между ними. Они герметично запаяны в стеклянной колбе с инертной средой, исключающей процесс окисления.

Вокруг колбы размещается управляющая обмотка, питаемая постоянным током. При подаче питания обмотка генерирует магнитное поле, воздействующее на сердечники, и приводит к замыканию контактов между собой.

При отключении катушки от питания магнитный поток исчезает и контакты размыкаются пружинами. Надежность обеспечивается отсутствием трения между контактами, которые, в свою очередь, выполняют роль проводника, пружины и магнитопровода.

Особенностью герконового датчика является то, что на пружины реле в состоянии покоя не действуют никакие силы. Это позволяет им замыкать контакт за доли секунды.

Применяться могут и постоянные магниты. Такие устройства называют поляризованными.

Нормально замкнутые устройства имеют другой принцип функционирования. Под воздействием электромагнитной силы система магнитов заряжает сердечники одним потенциалом, заставляя их отталкиваться друг от друга, размыкая цепь.

Переключаемые герконы состоят из трех контактов. Один из них установлен стационарно и не магнитится, 2 других сделаны из ферромагнитного сплава. При наведении магнитного поля пара разомкнутых контактов замыкается, размыкая пару с немагнитным контактом.

Подключение герконового датчика

Документация, поставляемая в комплекте с датчиками, дает исчерпывающую информацию о том, как подключить геркон.

Для функционирования и безопасности датчика часть реле, генерирующая магнитное поле, монтируется на подвижную часть конструкции. Сам геркон крепится на стационарно установленный элемент конструкции или здания.

Подвижная часть плотно примыкает, воздействуя магнитным полем катушки на контактную сеть геркона и замыкая этим электрическую цепь. Датчик системы информирует о правильном функционировании системы. Как только катушка, расположенная на подвижной части, перестает воздействовать на датчик, сеть размыкается и автоматика сообщает о нарушении целостности системы.

По способу монтажа датчики бывают:

  • скрытого крепления;
  • наружного крепления.

В зависимости от физических свойств поверхности, на которой происходит подключение геркона, бывают:

  • датчики для монтажа на стальных конструкциях;
  • датчики, монтируемые на магнитопассивных конструкциях.

При монтаже герконового реле необходимо помнить о некоторых особенностях установки:

  1. Рекомендуется избегать расположения вблизи источников ультразвука. Он в состоянии оказать негативное воздействие на параметры датчика.
  2. Не допускать расположения рядом с источником постороннего магнитного поля.
  3. Обезопасить колбу датчика от ударов и повреждений. В противном случае газ испарится, нарушится контакт, и сердечники быстро придут в негодность.

Герконовые переключатели не могут коммутировать большие токи в силу маломощности сердечников. Поэтому их нельзя использовать для включения и выключения мощных электрических устройств.

Их включают в маломощную коммутационную схему для контроля реле, которое осуществляет управление оборудованием.

Преимущества

Герконовые датчики обладают следующими преимуществами:

  1. Полная герметичность позволяет использовать их в пожароопасных помещениях и агрессивных средах.
  2. Моментальное срабатывание позволяет использовать их в устройствах с высокой коммутационной частотой.
  3. Исключение дребезга контактов у ртутных датчиков. Они применяются в оборудовании с повышенными требованиями к чистоте сигнала.
  4. Малые габариты от 4 мм, простота конструкции, низкая стоимость изготовления.
  5. Высокая функциональность и универсальность реле.
  6. Возможность коммутировать маломощные сигналы.
  7. Большой температурный диапазон работы — от -55 до + 110 ºC.
  8. Высокая прочность сердечников.
  9. Отсутствие поверхностей трения.

Высокая универсальность, надежность и цена по-прежнему позволяют герконам соперничать с прямыми конкурентами.

Недостатки

Как и все устройства, герконы обладают и недостатками:

  1. Низкая чувствительность магнитов.
  2. Высокая восприимчивость к внешним магнитным потокам. Как следствие, может потребоваться использование дополнительных экранов.
  3. Иногда контакты после снятия магнитного поля могут остаться в замкнутом положении, из которого их не вывести.
  4. Капсула выполнена из тонкого стекла и легко разрушается при падениях и ударах.
  5. При подаче напряжения с низкой частотой контакты самопроизвольно размыкают и замыкают цепь.
  6. При подаче больших токов контакты сердечников могут самопроизвольно размыкаться.

По этим причинам при использовании реле необходимо соблюдать ряд ограничительных мер, указанных в сопроводительной документации.

Герконы. Виды и устройство. Особенности и работа. Применение

Устройства коммутации, или контакты применяют в радиотехнике и электронных устройствах. В электромагнитном реле контакты – это ненадежная конструкция, имеются трущиеся детали из металла. Они изнашиваются, работоспособность реле снижается. Герконы – это магнитоуправляемые герметические контакты. Выключатели на герконах были придуманы для качественной эксплуатации, повышения срока службы. Первые устройства на основе герконов возникли в прошлом веке в 30-е годы, а изобретен геркон был в 1922 году.

В современное время герметические контакты применяются не слишком широко, их постепенно вытесняют датчики Холла. Но есть места, где геркон не имеет конкурентов, он простой в использовании, имеет сухой контакт, гальваническую развязку. До сих пор магнитоуправляемый контакт используется в электронике. Герконы устанавливают там, где нужна долговечность коммутации, надежность работы. Они входят в разные датчики, реле, позиционные выключатели.

Виды
Как и все контактные группы, герметические контакты разделяются на виды по функциям:
  • Замыкающие.
  • Переключающие.
  • Размыкающие.
По технологии изготовления и конструкции, герконы разделяются на группы:
  • Сухие.
  • Ртутные.

Сухие магнитные контакты работают как обычные. В ртутных образцах внутри корпуса из стекла расположены контакты с капелькой ртути. Капля ртути нужна для смачивания контактов в работе, улучшения контакта, уменьшить сопротивление перехода, устранить дребезг контактов.

Дребезг – это вибрация контактной группы при срабатывании на замыкание или размыкание. При одной сработке возникает ложная коммутация сигнала передачи, повышается время срабатывания. Если дребезг окажется в усилителе звука при включении сигнала, то произойдет искажение звука, работа усилителя нарушится. При использовании геркона в цифровых микросхемах необходимо подавлять дребезг фильтрами RS триггеров или RC цепочек. Герконовые контакты используют в схемах микроконтроллеров, в которых дребезг герконов устраняют с помощью программ, что уменьшает скорость работы системы.

Устройство

Конструкция магнитоуправляемого контакта выполнена из стеклянного баллона. В баллоне расположены контакты, изготовленные из магнитных сердечников, которые приварены с торцов колбы. Наружные элементы магнитных сердечников подключены к сети питания. Это видно на схеме.

  1. Колба стеклянная.
  2. Контакт переключения.
  3. Стационарный контакт.

Наиболее распространены замыкающие герметические контакты. У них контакты из проволоки прямоугольного сечения, с ферромагнитными свойствами. Также сердечники могут быть выполнены из пермаллоевой проволоки. Это зависит от размера и мощности герконового датчика. Покрытие контактов выполняют также из родия, золота и т.д.

В колбу закачивают инертный газ, либо создают вакуум. Это не позволяет развиваться коррозии и ржавчине в датчике геркона. При производстве герконов необходимо учитывать, что имеется промежуток между сердечниками.

Работа геркона

Простое реле с контактами замыкания имеет в составе два сердечника с контактами, имеющие повышенную магнитную проницаемость. Они находятся в герметичном баллоне из стекла, с инертным газом, либо смесь газов. Создается давление в баллоне 50 кПа. Среда инертности не дает окисляться контактам.

Баллон геркона ставится внутри управляющей обмотки, подключенной к постоянному току. При включении питания на реле образуется магнитное поле, проходящее по сердечникам контактов, по зазору и замыкается по управляющей катушке. Магнитный поток создает тяговую силу, соединяющую контакты друг с другом.

Чтобы сопротивление контактов сделать наименьшим, касающиеся поверхности покрыты серебром, радием, палладием и т.д. При выключении питания в катушке электромагнита геркона усилие исчезает, пружины размыкают контакты. В герконовых реле нет поверхностей трения деталей, контакты имеют много функций, выполняют работу магнитопровода, проводника и пружины.

Чтобы уменьшить габариты катушки магнита, повышают плотность тока. Применяют провод в эмали для намотки катушки. Детали геркона штампованные, соединения производятся пайкой или сваркой. В герконах используются магнитные экраны для снижения зоны состояния включения.

Пружины в герконовых реле установлены без дополнительного натяга, они включаются сразу, не тратя время на старт. Вместо электромагнита могут применяться также постоянные магниты. Такие герконы называются поляризованными. Усилие нажатия контактов герконового реле обуславливается магнитной силой катушки, в отличие от обычных электромагнитных реле, у которых усилие зависит от пружин.

На размыкание геркон работает по-другому. Система магнитов реле при действии электромагнитной силы намагничивают сердечники одноименно, которые отталкиваются между собой и размыкают цепь.

У геркона с переключением один из 3-х контактов замкнутый, выполнен из немагнитного металла. Остальные два контакта сделаны из ферромагнитного состава. Под действием магнитного поля разомкнутые контакты замыкаются, а замкнутый немагнитный размыкается. Хотя магнитное поле есть всегда, как поле Земли, но такого поля не хватает для срабатывания геркона, поэтому им пренебрегают.

Применение герконов
Герконовые датчики и выключатели используют:
  • Медицинские приборы и аппараты коммуникации.
  • Аппараты для подводников.
  • Синтезаторы и клавиатуры.
  • Тестирующие приборы, измерители.
  • Приборы автоматики и безопасности.

В охранных системах датчики на герконах применяют в качестве реле. Охранный датчик включает магнит и геркон. Простейшее герконовое реле состоит из обмотки и геркона.

Достоинствами реле на герконах можно назвать:
  • Небольшие габариты, простое устройство.
  • Защита от влаги, подгорания контактной группы.
  • Нет трущихся частей.

Такие датчики на герконах широко применяются, но в них имеются и недостатки, такие как подверженность к механическим повреждениям. Это большой минус для применения во многих системах.

В системах сигнализации герконы незаменимы. Установить датчик не составляет большого труда. Когда дверь закрыта, то контакт геркона замкнут. При открывании двери магнит, закрепленный на косяке, отходит от геркона, магнитная сила снижается, цепь питания размыкается. Это служит сигналом для срабатывания схемы оповещения.

Похожая ситуация с применением геркона в лифтах. Чтобы определить расположение кабины лифта, используют герконы. С помощью магнитов и геркона просто управлять оборудованием освещения. В счетчиках учета электроэнергии также присутствуют герконы.

Советы по использованию
При использовании герконовых реле или датчиков можно дать несколько советов, которые учитывают нюансы применения таких устройств:
  • При монтаже герконов по возможности избегайте источников ультразвука, он может отрицательно влиять на электрические параметры датчика, изменять их.
  • Находящийся рядом источник магнитного поля также может менять характеристики и свойства магнитного выключателя.
  • Герконовые реле и датчики боятся ударов и механических повреждений. Инертный газ внутри датчика при ударе может выйти вследствие нарушения герметичности резервуара с газом. Это выведет геркон из строя.
  • При осуществлении пайки необходимо руководствоваться предписаниями инструкции производителя герконового датчика.
Герсиконы

Реле на герконах имеет широкий разброс коэффициента возврата по причине погрешности технологии изготовления. Чтобы повысить номинальную мощность и ток коммутации в герконовые реле встраивают вспомогательные контакты для погашения дуги.

Такие реле получили название герсиконов, или силовых герметичных контактов. Промышленное производство выпускает герсиконы на силу тока до 180 ампер. У них частота коммутации достигает до 1200 включений в час. Герсиконами запускают асинхронные электродвигатели с номинальной мощностью до 3000 Вт.

Ферритовые герконовые реле

Это особый класс реле на герконах с ферритовыми сердечниками. Они имеют функцию памяти. Чтобы сделать переключение в герконах такого типа, нужно подать токовый импульс обратной полярности для того, чтобы размагнитить сердечник из феррита. Их называют запоминающими герметичными контактами, или гезаконами.

Преимущества реле на герконах
  • Абсолютная герметичность контактов дает возможность применять их в агрессивных средах, при условиях запыленности, влажности и т.д.
  • Небольшие габариты, малый вес, простая конструкция датчика.
  • Повышенная скорость работы дает возможность применять герконы при высокой коммутационной частоте.
  • Безотказность эксплуатации в широком интервале температур (от -60 до +120 градусов).
  • Широкая сфера применения в сочетании с функциональностью реле.
  • Наличие гальванической развязки цепей коммутации и управляемости реле на герконах.
  • Повышенная прочность электрических контактов.
  • Продолжительный срок службы датчика.
Недостатки герконов
  • Малая чувствительность магнитов герконов.
  • Излишняя восприимчивость устройства датчика к магнитным полям. Это требует защитных мер от воздействия магнитных сил.
  • Баллон геркона из хрупкого материала, чувствительного к повреждениям и ударам.
  • Мощность коммутации небольшая, как у герсиконов, так и у герконов.
  • При больших токах контакты герконов самопроизвольно размыкаются.
  • При работе на низкочастотном напряжении контакты размыкаются и замыкаются без контроля.
Похожие темы:

Как работают герконы (магнитные переключатели)

Реклама

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 26 июня 2019 года.

Если у вас есть ноутбук или мобильный телефон, который открывается как раскладушка, вы, вероятно, заметили, что он чувствует, когда вы откройте и закройте его и включите или выключите соответственно. Но как это знаете? Какой-то переключатель подключен к петле так он может обнаружить движение открытия и закрытия? Если это то, что вы думаю, ты хотя бы наполовину прав! Подумайте об этом более тщательно и вы увидите, что стандартный переключатель будет довольно сложно подключить в этом путь - и, вероятно, совершенно ненадежный: все это открытие и закрытие быстро изнашивается.Так что вместо этого многие ноутбуки и телефоны используют недорогие и очень надежное устройство, называемое геркон, который включается или выключается, когда магнит рядом, поблизости. Системы охранной сигнализации и модельные железные дороги тоже часто их используют. Давайте внимательнее посмотрим на как они работают!

Фото: типичный геркон (Comus RI-23). Вы можете просто увидеть два перекрывающихся металлических контакта (язычки) внутри стеклянного конверта. Контакты сжимаются и соприкасаются, когда переключатель включен; они разрываются и прерывают цепь, когда переключатель "выключен"."

Переключатели, которые работают как детекторы

Фото: переключатель «нажми и сделай» устанавливает соединение и замыкает цепь при нажатии; весна заставляет его снова выскочить, когда вы убираете палец. Геркон переключает ток таким же образом, но магнит обеспечивает «давление нажатия» вместо вашего пальца.

Переключатель похож на разводной мост в электрическом цепи. Когда переключатель замкнут, «мост» выключен, и электрический ток может обтекание контура; когда переключатель открывается, «мост» вверх и ток не течет.Таким образом, цель переключателя состоит в том, чтобы активировать или деактивировать схему во время нашего выбора.

Большинство электрических выключателей, с которыми мы сталкиваемся, являются теми, которые мы сами контролируем. Если Вы хотите свет в комнате, вы нажимаете переключатель на стене. Хотите посмотреть телевизор? Включите выключатель. Хочу слушать свой iPod? От себя колесо спереди и активирует переключатель, который включает мощность. Но иногда мы хотим, чтобы электрические и электронные схемы должны быть активированы другими способами.

Предположим, вы хотите подключить банковский сейф, чтобы он вызывает тревогу всякий раз, когда дверь открывается.Как это будет работать на практике? Вам понадобится электрический контакты на обеих частях дверной коробки, поэтому, когда дверь открылась цепь будет разорвана, вызывая тревогу. Но подумай, как сложно это было бы сделать надежное электрическое соединение на дверной коробке. Что, если ты закрасил это? Что, если он испачкался? И не было бы так очевидно вору, что они смогут отключить его довольно легко? Есть много способы, которыми электрический контакт может быть отключен и бесполезный. Вот где герконы могут помочь.

Что такое геркон?

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

В типичном герконе два контакта (которые выглядят как металлические язычки) сделаны из ферромагнитного материала (что означает нечто столь же легкое намагничивать, как железо), покрытого износостойким металлом, таким как родий или рутений (чтобы дать им долгий срок службы, так как они включаются и выключаются), и запечатаны внутри тонкой стеклянной оболочки, заполненной нереакционноспособным газом (обычно азотом), чтобы защитить их от пыли и грязи.Иногда стекло имеет внешний пластиковый корпус для еще большей защиты. Как правило, контакты сделаны из никель-железного сплава, который легко намагничивать (технически мы говорим, что он обладает высокой магнитной проницаемостью), но не остается таким долго (мы говорим, что он обладает низкой магнитной удерживающей способностью). Им требуется некоторое время, чтобы отреагировать на изменения в магнитном поле (мы говорим, что у них есть небольшой гистерезис) - другими словами, они движутся довольно медленно и плавно. Как правило, в оба контакта перемещаются (а не только один), и они образуют плоскую параллельную область контакта друг с другом (а не просто касаются точки), поскольку это помогает продлить срок службы и надежность переключателя.

Хотя большинство герконов имеют два ферромагнитных контакта, некоторые имеют один ферромагнитный контакт, а другой немагнитный, в то время как у некоторых (например, у герконов Элвуда, показанных в нижней части этой статьи), три.

Фото: еще один вид моего герконового выключателя, смотрящего на подвижные контакты в запечатанном стеклянном конверте. Обратите внимание, что контакт справа чуть выше того, что слева. Здесь также видно, что контакты намного шире, чем они отображаются на виде сбоку, показанном на верхней фотографии.

Как работает геркон?

Герконовые переключатели

выпускаются в двух основных вариантах: нормально разомкнутые (нормально выключенные) и нормально замкнутые (нормально включенные). Ключом к пониманию того, как они работают, является осознание того, что они работают не только как электрический мост, но и как магнитный : магнетизм течет через них так же, как и электричество.

нормально открытый

Когда вы подносите магнит к геркону, весь коммутатор фактически становится частью «магнитной цепи», в которую входит магнит (пунктирная линия на рисунке показывает часть магнитного поля).Два контакта герконов становятся противоположными магнитными полюсами, поэтому они притягиваются и защелкиваются. Неважно, какой конец магнита приближается первым: контакты по-прежнему поляризуются в противоположных направлениях и притягивают друг друга. Такой геркон обычно разомкнут (НЕТ) (обычно выключен), если только магнит не расположен рядом с ним, 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 приобрести герконы, которые работают противоположным образом: два контакта, как правило, защелкиваются, а когда вы подносите магнит к коммутатору, разводите пружину. Герконы такого типа называются нормально замкнутыми (NC) (нормально включенными), поэтому электричество протекает через них большую часть времени. Самый простой способ сделать это - взять нормально разомкнутый переключатель и навсегда закрепить магнит на стеклянном корпусе, перевернув его из открытого в закрытое состояние (как во втором кадре в нормально открытой анимации вверху).Весь этот блок (нормально разомкнутый геркон с магнитом) становится нашим нормально замкнутым герконом. Если вы поднесете к нему второй магнит с магнитным полем, противоположным полярности первого магнита, это новое поле нейтрализует поле первого магнита, поэтому мы получим, по сути, то, что мы имели в первом кадре нормально открытой анимации: геркон с двумя разнесенными контактами.

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

Artwork: Ключ к пониманию герконов заключается в том, чтобы понять, что они являются частью магнитной цепи, а также электрической: магнитное поле от стержневого магнита передается через геркон. Это то что сближает - и это то, что позволяет электричеству течь через негоИллюстрации магнитного поля получены из Wikimedia Commons.

Еще одна важная вещь, на которую я должен обратить внимание, это то, что герконы не просто включаются, когда магнит движется близко вверх, и выключаются, когда он уходит (в случае нормально разомкнутого / выключаемого переключателя): они обычно включаются и несколько раз по мере продвижения магнита, создавая несколько зон включения и выключения. Они также будут реагировать по-разному в зависимости от ориентации магнита (будь то переключатель или перпендикуляр), его формы (потому что, как мы все учились в школе, магниты разной формы создают вокруг себя различные структуры магнитного поля) и как он проходит мимо.Это действительно важно, когда дело доходит до практического применения: вам нужно убедиться, что вы используете правильный магнит и чтобы он двигался точно так, чтобы приводить в действие ваш геркон. Например, если вы используете геркон в качестве счетчика, он должен срабатывать только один раз при каждом перемещении магнита (а не три или четыре раза, что может привести к ложным показаниям). Если вы используете геркон в сигнале тревоги, вы не хотите, чтобы ваш нарушитель включал сигнализацию на одну секунду, а затем снова выключал ее через секунду, потому что вы поместили магнит в неправильное место!

Как вы используете герконы на практике?

Теперь вы, наверное, видите, как включается и выключается телефон-раскладушка когда вы открываете или закрываете его.Он имеет нормально замкнутый геркон в нижняя часть его тела (где клавиатура) и магнит в верхняя часть (где экран). Когда телефон открыт, тростник переключатель и магнит относительно далеко друг от друга. Контакты на геркон сдвинуты вместе, и сила течет через Телефон. Однако, если вы закрываете корпус, вы поворачиваете магнит близко к геркон и раздвигает контакты внутри переключателя. Схема внутри телефон распознает это и корректно отключает питание.

Фото: некоторые мобильные телефоны в стиле флип, такие как этот, включаются и выключаются с помощью магнитных герконов. В одной части корпуса есть магнит, а в другой - геркон. Телефон выключается, когда геркон находится рядом с магнитом (когда корпус закрыт), и включается, когда геркон и магнит разъединяются (когда корпус снова открывается).

Устройства для чтения электронных книг, такие как Kindles и Sony Readers, используйте аналогичный трюк. Когда вы поместите их в защитную кожаную куртку, вы найдете они автоматически выключаются при закрытии крышки и включаются снова когда ты откроешь это.Конечно, здесь нет никакой магии: в угол устройства электронной книги и магнит в соответствующей части обложки (проверьте это сами, держа скрепку рядом).

Вы можете видеть, как та же идея будет работать в нашей банковской сейфовой двери: вы бы просто установите геркон на дверную раму и включите магнит дверь. Открытие двери отделит магнит и тростник переключатель, в результате чего контакты переключателя пружинят вместе и срабатывают будильник. Вы можете получить герконы, встроенные в маленькие кусочки пластик, так что вы даже не видите их там - 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 многими другими способами. LEGO® энтузиаст Билл Уорд, который работает превосходно Блог кирпичной кладки (и страница фотографий Flickr), построил эти гениальные роботизированные коровы для своей модели железная дорога. Всякий раз, когда мимо проезжает поезд, они поворачивают головы, чтобы посмотреть, как он проходит. Целый вещь работает геркон.Голова каждой коровы управляется маленький электродвигатель, который подключен к цепи, в которой есть нормально открытый геркон. Геркон расположен рядом с железнодорожная колея и маленький магнит установлены сбоку от поезда. Когда поезд проходит через геркон, магнит заставляет контакты замыкаются и активируют цепь, которая превращает коров головы. Насколько это аккуратно? Некоторые люди просто такие гениальные!

Существуют сотни других, менее очевидных приложений для герконов.Некоторые датчики уровня жидкости в стиральные машины и посудомоечные машины используют плавающие магниты, которые поднимаются мимо герконов, чтобы выключить клапаны, когда внутри достаточно воды. Герконы иногда также устанавливаются на вращающиеся рычаги посудомоечные машины, чтобы обнаружить, когда они заклинивают, и в тепловых отключениях в электрических душах (чтобы остановить нагрев воды до опасного уровня). Внутри анемометров с вращающимися чашками есть герконы, которые измеряют скорость ветра. Когда чашки поворачиваются, они заставляют геркон вращаться мимо магнита, генерируя импульсы тока.Чем сильнее ветер, тем быстрее вращаются чашки, и тем чаще геркон включается и выключается. Электронная схема подсчитывает количество импульсов в секунду и использует его для определения скорости ветра.

Artwork: Типичный герконовый расходомер работает примерно так. Есть труба, по которой течет жидкость (1) с установленным внутри нее лопастным колесом (2). Когда жидкость течет, лопасть вращается и заставляет магнит вращаться (3). Вращающийся магнит открывает геркон (4).Затем, когда он вращается и представляет противоположный полюс (5), магнит снова замыкает переключатель (6). Геркон с переменным размыканием и замыканием посылает импульсы электрического тока в цепь. Посчитав, как быстро поступают импульсы, схема может измерить скорость потока. Если ток полностью прекращается или течет все время, вы знаете, что жидкость перестала двигаться, что может указывать на заклинивание или засорение.

Кто изобрел герконы?

Как и многие другие великие изобретения, герконы родились в Bell Laboratories, изобретенные там в середине 1930-х годов года Уолтером Б.Элвуд . Его оригинальная патентная заявка на электромагнитный выключатель была подана 27 июня 1940 года и официально предоставлена ​​2 декабря 1941 года. Считая патент Элвуда, очень легко распознать геркон, который до сих пор широко используется сегодня: «Когда внешняя магнитная сила к этому устройству применяются два магнитных элемента, которые образуют часть магнитной цепи ... перемещаются вместе ... поскольку внешняя магнитная сила действует, чтобы уменьшить воздушный зазор между двумя упомянутыми магнитными элементами."

Работа: оригинальный дизайн герконов Уолтера Элвуда, полученный из патента США: 2264746: электромагнитный переключатель. Это немного другой дизайн сверху, переключение туда и обратно между двумя разными цепями, причем одна из них всегда включена. У нас есть два немагнитных контакта слева (1,2) и магнитный контакт (3,4) справа, который защелкивается между ними при приближении магнита. Контакты разделены изолирующей прокладкой (5). Оригинальная работа любезно предоставлена ​​Управлением по патентам и товарным знакам США.(Обратите внимание, что я немного покрасил и упростил оригинал, чтобы было легче следовать.)

Узнайте больше

На этом сайте

Практические проекты

Вы найдете немало примеров использования герконов на отличном веб-сайте Instructables и в популярных книгах Evil Genius; вот горстка, чтобы начать вас:

Книги

  • Arduino и Raspberry Pi Sensor Проекты для Злого Гения Робертом Чином.McGraw Hill, 2017. Некоторые из проектов в этой книге связаны с подключением герконов к Arduinos и Pis (есть полные инструкции по сигналу зуммера двери с герконами).
  • MAKE: электроника Чарльза Платта. Maker Media, 2015. Отличная практическая книга, которая положит начало вашему увлечению электроникой. В главе 3 приведено простое введение в герконы.
  • Raspberry Pi Проекты Эндрю Робинсона и Майка Кука. John Wiley & Sons, 2014. «Глава 13: Домашняя автоматизация» описывает датчик двери с герконовым выключателем, подключенный к Raspberry Pi.
  • Практическая электроника для изобретателей Пола Монка. McGraw-Hill, 2016. После того, как вы освоите MAKE: Electronics , вы захотите перейти к чему-то более глубокому; это хорошее место, чтобы идти дальше.
  • Электроника: первый курс Оуэна Бишопа. Newnes, 2011. Простой для понимания (хотя и довольно сухой) учебник, который объясняет все основные компоненты, включая герконы.

Патенты

Попробуйте это для более глубокой технической детализации:

  • Патент США 2 264 746: электромагнитный выключатель, Уолтер Элвуд, 2 декабря 1941 г.Оригинальный патент на тростниковый выключатель Elwood (как показано выше).
  • Патент США 3283274: кнопочный переключатель Анджело де Фалько, 1 ноября 1966 года. Более сложный дизайн.
  • Патент США 4,038,620: Магнитный геркон от B. Edward Shlesinger, Jr. и Charlie Dwain Mariner, 26 июля 1977 года. Переключатель с одним магнитным язычком и одним немагнитным.
  • Патент США 3348175: нормально замкнутый геркон Энтони Дж. Уилкиса, 17 октября 1967 года. Описывает различные способы изготовления нормально замкнутого переключателя.

видео

Благодарности

Я очень благодарен Морису Баенену из Comus Technology B.V. за то, что он предложил некоторые улучшения в этой статье.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты.

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

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2017. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Следуйте за нами

Поделиться этой страницей

Сохраните эту страницу на потом или поделитесь ею с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2017) Герконы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howreedswitcheswork.html. [Доступ (Введите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте...

,

Справка и примечания по герконам

ul [style] {display: block! Важный}} @ экран только для мультимедиа и (min-width: 0px) и (max-width: 767px) {# responseive_menu_pro # respive_menu_pro_additional_content, # respive_menu_pro .responsive_menu_pro_append_link, {дисплей: блок}respive_menu_pro_menu li, #responsive_menu_pro {box-sizing: content-box! важный; -moz-box-sizing: content-box! важный; -webkit-box-sizing: content-box! важный; -o-box-sizing: контент -box! Important} : 100%; слева: -100%; верх: 0px; фон: #ffffff; z-индекс: 9999; тень блока: 0px 1px 8px # 333333; размер шрифта: 10px! Важный; максимальная ширина: 999px; отображение : нет; минимальная ширина: 150 пикселей! важно; максимальная ширина: 200 пикселей! важно} #responsive_menu_pro [стиль] {высота: авто! важно; отступ снизу: 25 пикселей! важно} #responsive_menu_pro.responsive_menu_pro_admin_bar_showing {обивка-топ: 32px} # {responsive_menu_pro_button.responsive_menu_pro_admin_bar_showing рентабельность-топ: 32px} #responsive_menu_pro_header_bar # responsive_menu_pro_button.responsive_menu_pro_admin_bar_showing {рентабельность-топ: 0} {#responsive_menu_pro #responsive_menu_pro_additional_content обивка: 10px 5% важно, ширина: 90%! важный; цвет: # 06578f} #responsive_menu_pro .responsive_menu_pro_append_link {право: 0px! важный; позиция: абсолютная! важная; граница: 1px solid #ffffff! важный; отступ: 12px 10px! важный; цвет: # 06578f! важный; фон: # ffffff! важно; высота: 12 пикселей! важно; высота строки: 12 пикселей! важно; граница справа: 0 пикселей! важно} #responsive_menu_pro.respive_menu_pro_append_link: hover {курсор: указатель; фон: #ffffff! важный; цвет: # 06578f! важный} #responsive_menu_pro .responsive_menu_pro_menu, #responsive_menu_pro div, #responsive_menu_pro .responsive_menupro_project_seven_pro_project_projects .responsive_menu_title_image {вертикальное выравнивание: среднее; маржинальное право: 10px; отображение: встроенный блок} # responseive_menu_pro.responsive_menu_pro_opened {} # responseive_menu_pro, # respive_menu_pro input {семейство шрифтов: открыть Sans! Important} #res_ons_setup_up_men_pro_pro_set_pro_men_u 95%! Важный; размер шрифта: 14px! Важный; отступ: 20px 0px 20px 5%! Важный; поле слева: 0px! Важный; фон: # 06578f! Важный; пробел: nowrap! Важный} #responsive_menu_pro #responsive_menu_pro_title , # responseive_menu_pro #responsive_menu_pro_title a {color: #ffffff! важно; текстовое оформление: нет! важно; переполнение: скрыто! важно} #responsive_menu_pro #responsive_menu_pro_title a: hover {цвет: #ffffff! importan t; оформление текста: нет! важный} #responsive_menu_pro.responseive_menu_pro_append_link, # respive_menu_pro .responsive_menu_pro_menu li a, # respive_menu_pro #responsive_menu_pro_title a {переход: 1с все; -webkit-переход: 1с все; -moz-переход: 1с все; -o-переходить]]
Что такое геркон и геркон »Электроника Примечания

Герконовое реле - это тип реле, в котором электромагнит используется для непосредственного воздействия на герконоподобный контакт герконового переключателя, находящегося в стеклянной оболочке, обычно соединяя язычки для установления контакта при подаче напряжения на электромагнит.


Relay Technology включает в себя:
Основы реле Герконовое реле Герконовые характеристики Релейные цепи Твердотельное реле


Герконы и герконы

используются во многих областях, где в электронном или электрическом контуре требуются меньшие, более быстродействующие реле.

Герконовые реле

- маленькие и быстродействующие; им требуется гораздо более низкий уровень мощности для их приведения в действие, чем у других традиционных типов реле, и в результате они находят много применений в различных формах электронных схем.

В дополнение к этому, герконы или герконы могут быть сделаны намного меньше, чем традиционные формы реле, хотя их текущие возможности меньше, но они по-прежнему являются привлекательным предложением во многих случаях.

Еще одним преимуществом герконовых реле является то, что они могут предложить более высокий уровень надежности, чем другие реле, благодаря своей простоте и небольшому количеству движущихся частей, но все же будучи механическими, они не всегда столь же надежны, как полностью твердотельные реле и переключатели.

Selection of Pickering reed relays

Разработка герконов и герконов

Концепция герконов была впервые предложена в 1922 году профессором Ленинградского электротехнического университета В. Коваленковым. Он предложил идею того, что называется магнитоуправляемым контактом, который переключается под воздействием магнитного поля.

Следующее развитие событий произошло в 1936 году, когда в США Bell Telephone Laboratories начали исследования герконовых переключателей с целью их использования на телефонных станциях и т. Д.

К 1938 году экспериментальный переключатель использовался для переключения центрального проводника в коаксиальном кабеле, и два года спустя, в 1940 году, были доступны первые производственные устройства.

Дальнейшее использование этих устройств начало проявляться в 1950-х годах, когда герконовые реле, то есть герконы с соответствующими электромагнитными катушками начали использоваться для автоматически управляемых обменов. Эти герконы обеспечили значительно более высокий уровень надежности, чем их электромеханические аналоги, и они также были быстрее, меньше и требовали меньшего тока.

В 1963 году компания Bell Telephone представила свою первую ретрансляционную станцию ​​на основе тростниковых реле, и в последующие годы использование этой технологии для телефонных станций возросло.

Благодаря наличию герконов и герконов они начали использоваться в различных других приложениях. Выключатели могут использоваться вместе с небольшими магнитами для различных применений в области определения положения, а также для использования в тестовых и измерительных матричных переключателях. В дополнение к этому герконы и реле использовались во множестве других приложений.

Что такое геркон из

Основой любого герконового реле является геркон - это основной элемент герконового реле. Геркон состоит из двух герконовых контактов, обычно изготовленных из никеля и железа, а затем покрытых материалами для обеспечения максимального срока службы устройства.

Контакты герконов перекрываются, поэтому при закрытии они вступают в контакт друг с другом. Обычно расстояние в открытом состоянии составляет от 0,05 до 1 мм. Чем больше расстояние, тем больше выдерживаемое напряжение.

Небольшие зазоры между контактами обеспечивают очень быструю скорость переключения, часто от полсекунды до нескольких миллисекунд, в зависимости от фактического размера и т. Д. Контактов.

Часто содержание никеля в железе составляет около 52% никеля. Используемые материалы для контакта с тростником включают рутений, родий, а иногда иридий, или там, где используются высокие напряжения, это может быть вольфрам или молибден. Часто родий обычно наносят гальваническим способом на тростниковый элемент, тогда как рутений обычно распыляют.Было также очень мало герконов, которые использовали золото, часто для аудио - но низкая температура плавления золота означала, что они привыкли держаться, и их не видно в наши дни.

Basic concept of a reed switch Внутренняя сборка герконов

Узел окружен стеклянной оболочкой для герметичного уплотнения, чтобы предотвратить попадание влаги и других загрязнений. Большинство герконов и герконов заключены в стеклянную трубку - отдельные трубки вырезаны из гораздо более длинной трубки. Отдельные трубки для каждого геркона расплавляются с обоих концов, чтобы обеспечить герметичное уплотнение.

Как правило, стеклянная оболочка заполняется средой для предотвращения износа, окисления и лучшего гашения любых искр. Обычно используется азот, и в нем могут присутствовать следы гелия. Тростники высокого напряжения могут использовать вакуум.

Поскольку контакты не скользят друг через друга, нет никакой формы очистки, и любая точечная коррозия имеет тенденцию постепенно накапливаться. Чтобы максимально уменьшить это, очень важна чистота окружающей среды внутри стекла. Также необходимо поддерживать инертный газ внутри оболочки.Важно обеспечить, чтобы уплотнение вокруг стекла сохранялось, и в результате области герконовых контактов, которые находятся в контакте со стеклом, иногда покрываются материалами, которые обеспечивают лучшее уплотнение, чем никелевый сплав, используемый для язычков. Другой подход состоит в том, чтобы окислить материал тростника в его области.

Как работает геркон

Работа герконов довольно проста. Это работает, помещая магнитное поле близко к контактам геркона.Это приводит к тому, что каждый язычок становится магнитно ориентированным, так что два конца язычка притягивают друг друга и движутся вместе, замыкая контакт.

В условиях, когда магнитное поле не приложено, два контакта не будут ориентированы магнитно, и подпружиненная нагрузка в контактах будет держать их отдельно.

В качестве магнитного поля для этого объяснения показан стержневой магнит, и хотя он обычно не используется, он будет работать хорошо.

По мере приближения магнитов к герконовым контактам, которые сделаны из магнитного материала, обычно никелевого железа, начинается магнитная ориентация двух контактов герконового реле.Северный полюс появится в одном контакте, а южный - в другом.

Basic operation of a reed switch Основные операции геркон

По мере увеличения магнитного поля вблизи контактов увеличивается и сила намагничивания контактов. В конечном итоге достигается точка, в которой магнитное притяжение начинает преодолевать пружину в контактах. По мере того, как контакты приближаются, сила притяжения постепенно увеличивается, и в конечном итоге устанавливается прочный контакт.

Однако скорость, с которой контакт герконового контакта сближается, означает, что точки контакта сталкиваются со значительной энергией, поэтому они отскакивают, снова сталкиваются и т.д. на некоторое время, вызывая явление, называемое отскоком контакта.

Способ отскока контактов во многом зависит от размера геркона, веса контактных элементов, их упругости и т. Д. Очевидно, что период отскока значительно увеличивает износ контактных элементов. Отскок контакта может вызвать искрение при передаче тока, особенно если в переключаемой цепи имеется емкостный или индуктивный элемент. Даже при переключении малых токов для таких элементов, как КМОП или другие схемы, емкостный элемент, вводимый в цепь разъединяющими конденсаторами, может вызвать очень высокие переходные токи, которые могут значительно сократить срок службы контактов.

Basic operation of a reed switch Контакт сделан между двумя язычками переключателя, когда магнит достаточно близко

Когда внешнее магнитное поле будет удалено, намагничивание никелевого железа также будет удалено. Это приведет к исчезновению магнитного притяжения между двумя контактами, и пружина в контактах заставит контакт разойтись.

Вместо использования стержневого магнита, как показано в целях пояснения, обычно используется катушка - тогда эта сборка становится целым герконовым реле, т.е.е. герконовое реле - это геркон с исполнительной катушкой. Вся сборка - геркон.

Когда ток проходит через катушку, это создает магнитное поле, и контакты становятся намагниченными и притягиваются друг к другу. По мере увеличения поля достигается точка, где контакты замыкаются. Удаление тока удаляет поле и контакты, а затем разрываются.

Reed relay coil operation Конструкция герконового реле, управляемого катушкой

Преимущество использования катушки заключается в том, что она может управляться электронными схемами, что позволяет управлять контактами герконов или переключать их с помощью внешнего электронного стимула.Таким образом, малый ток может контролировать намного больший ток, проходящий через герконы.

Герконовое реле Геркон

Одна из проблем, которая может возникнуть с герконами, заключается в том, что существует магнитная связь с катушкой. Каждое герконовое реле будет иметь соответствующее магнитное поле, которое выходит за пределы механических границ самого реле.

Magnetic field associated with a reed relay Магнитное поле, связанное с герконовым реле

Если магнитное поле не содержится, то поле от соседнего реле или реле может противостоять полю внутри рассматриваемого реле.Стрелки на поле, проходящие через центр катушки, направлены в разные стороны от внешних. Поскольку на внутреннее поле от катушки будет воздействовать внешнее поле от соседнего реле, можно понимать, что они противоположны друг другу.

Examples of reed relays with and without external ferrous metal screens Примеры герконовых реле с внешними магнитными экранами и без них

Эффект подавления поля снижает чувствительность, требуя более высокого напряжения для обеспечения надежного переключения. В случае реле с плотной упаковкой увеличение напряжения катушки на 30–40% не будет необоснованным показателем, и это может превысить номинальные значения для реле, а также привести к чрезмерному рассеиванию тепла.

Плохое экранирование также может привести к чрезмерному срабатыванию в других цепях, что может повлиять на характеристики ЭМС.

Чтобы преодолеть эту проблему, тростниковые реле обычно имеют экран из черного металла. Идеальные свойства для экрана - иметь высокую проницаемость и очень низкий магнитный остаток. Экран концентрирует магнитное поле, и это повышает эффективность реле и позволяет тесно устанавливать устройства.

Ferrous metal shield used to contain the magnetic field Щит из черного металла, используемый для удержания магнитного поля

Преимущества и недостатки герконов

Герконовые реле

обладают многими преимуществами и могут эффективно использоваться в ряде ситуаций.Как и во многих технологиях, необходимо соблюдать баланс между преимуществами и недостатками, чтобы определить применимость для любой конкретной ситуации.

Преимущества герконов

  • Небольшие размеры, некоторые встраиваются в пакеты SIL, DIL и т. Д. Или даже меньше
  • Быстрое переключение скоростей
  • Обеспечить полную изоляцию между током переключения и коммутируемой цепью

Недостатки герконов

  • Как правило, возможность низкого тока, т.е.е. не подходит для очень больших токов
  • Не так быстро, как некоторые твердотельные переключатели, хотя многие твердотельные переключатели используют медленные оптоизоляторы
  • Как электромеханические устройства, они изнашиваются с использованием, особенно контакты
Герконовые реле

- это очень надежная форма реле, которую можно использовать в самых разных областях. Часто они используются в коммутационных матрицах, где требуется полная изоляция и низкое контактное сопротивление.

Их сравнительно небольшой размер и тот факт, что эти реле часто содержатся в небольших упаковках, некоторые размером с микросхему с двойной последовательностью или даже меньше, означают, что они просты в использовании, удобны и достаточно малы, чтобы их можно было использовать практически любая электронная схема.

Больше электронных компонентов:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды транзистор Фототранзистор FET Типы памяти тиристор Соединители РЧ разъемы Клапаны / Трубы батареи Выключатели Реле
Возврат в меню компонентов. , ,

.Геркон
Принцип работы | Контрольно-измерительные приборы

Геркон представляет собой электрический выключатель, управляемый приложенным магнитным полем. Он был изобретен в Bell Telephone Laboratories в 1936 году В. Б. Эллвудом.

Reed Switch Principle Reed Switch Principle

Он состоит из пары контактов на язычках из черного металла в герметически закрытой стеклянной оболочке. Контакты могут быть нормально разомкнутыми, замыкающимися при наличии магнитного поля или нормально замкнутыми и размыкающимися при приложении магнитного поля.

Переключатель может приводиться в действие катушкой, создавая герконовое реле или приближая магнит к переключателю. Как только магнит отсоединен от переключателя, геркон вернется в исходное положение.

Герконы Анимация:

Reed switch Working Principle Reed switch Working Principle

Герконы Операция:

Простейшим датчиком магнитного поля является геркон. Он содержит два ферромагнитных никелевых и железных герконовых элемента в откачанной герметично закрытой стеклянной трубке для минимизации искрения контактов.

Когда магнит, ориентированный по оси, приближается к выключателю, его магнитная сила закрывает язычки. Магнит обычно генерирует, по меньшей мере, 50 гауссовское усилие, чтобы преодолеть возвратное усилие или пружину герконовых элементов.

Reed Switch Reed Switch

Герконы недорогие, не требуют резервного питания и могут работать как с переменными, так и с постоянными электрическими нагрузками. Однако они относительно медленные, поэтому могут не реагировать достаточно быстро для некоторых высокоскоростных приложений.

Поскольку переключатели представляют собой механические устройства с движущимися частями, у них есть конечное число рабочих циклов, прежде чем они в конечном итоге выйдут из строя.Переключение сильноточных нагрузок может еще больше сократить срок службы.

Кроме того, недорогие герконы иногда создают нежелательные множественные точки переключения при прохождении двух лепестков некоторых магнитов.

Автор: admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о