Герконы что это такое: Геркон — это… Что такое Геркон?

Содержание

Геркон — это… Что такое Геркон?

Герконы и герконовое реле

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

Геркон с электромагнитной катушкой составляет герконовое реле.

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

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

Отличие геркона от датчика Холла:

геркон — это элемент, механически замыкающий (или размыкающий) электрическую цепь при должном изменении напряженности магнитного поля;

датчик Холла — это полупроводниковое устройство, через которое во время работы протекает электрический ток и возникает поперечная разность потенциалов, пропорциональная напряженности магнитного поля.

Параметры

Магнитодвижущая сила срабатывания — значение напряженности магнитного поля, при котором происходит замыкание контактов геркона.
Магнитодвижущая сила отпускания — значение напряженности магнитного поля, при котором происходит размыкание контактов геркона.
Сопротивление изоляции — электрическое сопротивление зазора между сердечниками (в разомкнутом состоянии).
Сопротивление контактного перехода — сопротивление контактной области, которая образуется при замыкании сердечников.
Пробивное напряжение — напряжение, при котором происходит пробой геркона.

Время срабатывания — время между моментом приложения управляющего магнитного поля, и моментом первого физического замыкания электрической цепи герконом.
Время отпускания — время между моментом снятия приложенного к геркону магнитного поля, и моментом последнего физического размыкания электрической цепи герконом.
Емкость — электрическая емкость между выводами геркона в разомкнутом состоянии.
Максимальное число срабатываний — число срабатываний, при котором все основные параметры геркона остаются в допустимых пределах.
Максимальная мощность — максимальная мощность, коммутируемая герконом.
Коммутируемое напряжение
Коммутируемый ток

Преимущества

Геркон

Контакты геркона находятся в вакууме или в инертном газе и слабо обгорают, даже если при замыкании или размыкании между контактами возникает искра.

Долговечность герконов. Считается, что если не бить геркон и не пропускать очень большие токи, то срок службы геркона бесконечен, (хотя в технических данных на герконы указаны ограничения, 10⁸—10⁹ и больше срабатываний).
Меньший размер по сравнению с классическим реле, рассчитанным на такой же ток.
Отсутствие необходимости применения тугоплавких и драгоценных металлов для контактов.
Герконы почти бесшумны.
Высокое (относительно классических реле) быстродействие.

Недостатки

Наличие дребезга при включении, что влечет за собой множественные срабатывания за небольшой промежуток времени.
Дороговизна и больший вес по сравнению с открытыми контактами.
Необходимость создания магнитного поля.

Сложность монтажа.
Хрупкость — герконы нельзя использовать в условиях сильных вибраций и ударных нагрузок.
Ограниченная скорость срабатывания
Иногда контакты «залипают» (остаются в замкнутом состоянии) — такой геркон подлежит замене.

Применение

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

Основная тенденция — замена герконов твердотельными датчиками Холла.

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

См. также

Ссылки

Герконы. виды и устройство. особенности и работа. применение

Применение

Герсикон типа КМГ-12. Токоведущая цепь герсикона состоит из токоподводов 1 и 2, гибкой связи 3, подвижного контакта

4 и регулируемого неподвижного контакта 5. Электромагнитный узел состоит из сердечника 6, обмотки 7, полюсов 8, 9, набора ферромагнитных пластин 10 и упора 11. Пластины 10 крепятся к полюсу 8 с помощью винта 12. Коммутирующая часть аппарата находится внутри герметичного керамического корпуса 13, заполненного инертным газом. Нажатие контактов регулируется в процессе сборки путём изменения положения неподвижного контакта 5. После регулировки контакт 5 пропаивается.

Клавиатуры промышленных приборов и синтезаторов, до середины 1990-х годов — в клавиатурах компьютеров.
Системы автоматики и безопасности (например, датчики открытия двери, позиционирования кабины лифта, верхней крышки ноутбука).
Подводное оборудование (фонари для дайвинга и подводной охоты).
Тестовое и измерительное оборудование (например, в схемах электрических счётчиков и велокомпьютеров).
Медицинская и телекоммуникационная аппаратура.

Для коммутации силовых электрических цепей предназначен герсикон (герметичный силовой контакт) — герконовое реле с увеличенным коммутационным током и дополнительными дугогасительными контактами. Герсиконы используют в цепях как переменного, так и постоянного тока для управления элементами сильноточной промышленной автоматики и электродвигателями с мощностью до 3 кВт. Выпускаются герсиконы на ток до 180 А с быстродействием до 1200 включений в час.

Гезакон (герметизированный запоминающий контакт) — герконовое реле, обладающее свойством памяти. Отличительной особенностью гезакона является возможность сохранения состояния (вкл/выкл) после снятия управляющего магнитного поля. Это происходит за счёт того, что подвижная часть пружины-контакта изготовлена из магнитного материала с прямоугольной петлёй гистерезиса, обладающего достаточной намагниченностью для удержания контакта в замкнутом состоянии.

Для возврата гезакона в исходное состояние необходимо подать в его катушку размагничивающий импульс тока обратной полярности.

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

Параметры

Магнитодвижущая сила срабатывания — значение напряжённости магнитного поля, при котором происходит замыкание контактов геркона.

Магнитодвижущая сила отпускания — значение напряжённости магнитного поля, при котором происходит размыкание контактов геркона.
Сопротивление изоляции — электрическое сопротивление зазора между сердечниками (в разомкнутом состоянии).
Сопротивление контактного перехода — электрическое сопротивление контактной области, которая образуется при замыкании сердечников.
Пробивное напряжение — напряжение, при котором происходит пробой геркона.
Время срабатывания — время между моментом приложения управляющего магнитного поля и моментом первого физического замыкания электрической цепи герконом.
Время отпускания — время между моментом снятия приложенного к геркону магнитного поля, и моментом последнего физического размыкания электрической цепи герконом.
Ёмкость — электрическая ёмкость между выводами геркона в разомкнутом состоянии.

Максимальное число срабатываний — число срабатываний, при котором все основные параметры геркона остаются в допустимых пределах.
Максимальная мощность — максимальная мощность, коммутируемая герконом.
Коммутируемое напряжение.
Коммутируемый ток.

Правила управления герконом

В связи с тем, что такое оборудование используется не только в быту, но и во многих других отраслях, каждый пользователь должен знать, как с ним обращаться. Только в этом случае можно рассчитывать на качественную работу реле. Тем более что управлять герметичным коммутатором можно двумя основными способами:

Используя магнит постоянного типа.
Воздействуя катушкой, которая подсоединена к постоянному источнику тока.

В первом варианте пользователь может задействовать угловое или же линейное перемещение постоянного магнита. Кроме того, часто встречается способ, когда специальная шторка перекрывает рабочее поле. Такой вариант можно встретить в универсальных датчиках уровня и положения, а также в охранной сигнализации.

Второй способ позволяет специалистам соорудить мощное реле на основе геркона. В отличие от известных традиционных конструкций, такой агрегат будет более надёжным, качественным и долговечным, так как в его схеме будут отсутствовать какие-либо подвижные элементы. А вот что касается небольшого количества контактных групп, то этот небольшой минус можно легко устранить, если использовать сразу несколько герконов.

В качестве примера применения такого способа управления можно смело назвать токовое реле. Этот агрегат представлен в виде мощной катушки, которая обмотана прочным проводом большого сечения. Во внутреннем отсеке обязательно располагается герметичный коммутатор.

Геркон

Герконы и герконовое реле

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

Геркон с электромагнитной катушкой составляет герконовое реле .

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

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

Перспективы

Пик развития герконов пришёлся на 1970-е годы. В настоящее время во многих приложениях они вытесняются твердотельными элементами — датчиками Холла. Отличие геркона от датчика Холла:

геркон механически замыкает (или размыкает) электрическую цепь при определённом изменении напряжённости магнитного поля;
датчик Холла — это полупроводниковое устройство, через которое во время работы протекает электрический ток и возникает поперечная разность потенциалов, пропорциональная напряжённости магнитного поля.

С начала 2000-х годов наблюдается тенденция к применению миниатюрных герконов (с длиной герметизирующего баллона менее 15 мм). В таких конструкциях повышается чувствительность, быстродействие, резонансная частота, снижается время дребезга, но уменьшаются электрическая прочность изоляции, верхние пределы коммутируемых токов и напряжений, а также сила контактного нажатия и, как следствие, появляется проблема увеличения переходного сопротивления и снижения его стабильности. По состоянию на 2008 год, самый миниатюрный и наиболее чувствительный геркон в мире — с длиной баллона 4,31 мм — серийно производился американской компанией Hermetic Switch Inc., на 2017 год — с длиной баллона 4,01 мм той же компании. Однако неизвестно, каков процент выхода годной продукции подобных изделий. В 2005 году японская фирма OKI сообщила об изготовлении образцов герконов с длиной баллона всего 2 мм, однако о возможностях их промышленного производства ничего не известно.

Разнообразие и принцип работы

Как же осуществляется разделение на рабочие виды? Как решают, что к чему отнести? Для этого используется деление на три группы, каждая из которых работает по своему принципу. Как функционирует герконовый датчик? Принцип работы:

Имеют замыкающийся контакт. В таких случаях, когда отсутствует магнитное поле, то датчик в разомкнутом состоянии. Когда оно есть, то он замыкается.
Имеют размыкающийся контакт. Когда отсутствует магнитное поле, то датчик в замкнутом состоянии. Когда оно есть, он размыкается.
Имеют переключающийся контакт. Конструктивно отличаются от двоих предыдущих. В первую очередь тем, что имеют три вывода. Так, если отсутствует магнитное поле, то замыкается одна пара. Когда оно есть, то другая.

Классификация может быть проведена исходя из особенностей конструкции:

Используются «смоченные» контакты. Сюда относятся герконы, выводы которых соприкасаются с каплями ртути. Её присутствие уменьшает контактное электрическое сопротивление. Также данный тип отличается низкой вероятностью возникновения дребезга.
Используются «сухие» контакты.

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.

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:

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.

Принцип действия геркон ового реле

В работе нормально замкнутого геркон а используется принцип взаимодействия сил, возникающих между магнитными телами. В электромагнитном поле появляются и передаются импульсы, начинают двигаться электроны, вызывающие перемещение и деформацию токопроводящих контактов.

Изменение положения и состояния магнитного концевика в конкретном устройстве или в цепи, приводит к размыканию контактов. Дальнейшей изменение их положения происходит под действием других подвижных элементов — кнопок, концевых пружин, дисков и т.д. Таким образом, происходит поочередное включение и выключение контактов.

Данный принцип работы стал основой функционирования промежуточного геркон ового реле, действующего на замыкание. Его конструкция состоит из двух сердечников и герметичного прочного стеклянного баллона, наполненного газом или газовой смесью. Сам баллон находится под постоянным действием электрического тока. Газы препятствуют окислению металлических сердечников.

При подключении к такому геркон у постоянного тока, происходит образование мощного вокруг сердечников. Наличие специальных зазоров значительно облегчает прохождение этого поля между частями реле. Далее наступает возникновение автономного магнитного потока, движущегося в заданном направлении. Соединение сердечников значительно ускоряется за счет их покрытия драгоценными металлами с более низким сопротивлением, чем у обычного материала.

Постоянный магнитный поток обеспечивается особенностями конструкции геркон ового реле. Однородность и целостность деталей создается за счет литья и штамповки, а для соединения их между собой используются сварочные процессы. Поэтому катушка реле намагничивается в минимальной степени. По такой схеме работает геркон овое реле, принцип действия которого достаточно простой. В случае прекращения подачи постоянного тока, произойдет размыкание контактов, а магнитный поток исчезнет.

Любая техника может ориентироваться в окружающей среде только с помощью специальных датчиков, которые позволяют получить необходимую информацию. Они могут быть нацелены на выяснение скорости объекта, состояния, текущих целей или типа изменений в окружающей среде. Одними из самых полезных считаются герконовые датчики. Почему именно так?

Управление герконом по средствам катушки, через которую пропускается постоянный ток

Такой способ получил широкое применение в конструкциях герконовых реле с небольшим количеством групп контактов. В полый сердечник корпуса, на который намотана обмотка, помещают один или несколько герконов.

Элементы конструкции герконового реле РЭС -24

Примером такого использования являются токовые датчики защиты в электросетях питающих оборудование. Катушки наматываются достаточно толстым проводом, чтобы выдерживать токовые нагрузки, используемые на производственном процессе. При превышении тока магнитное поле отключает контакты геркона, оборудование обесточивается. Настройка осуществляется перемещением по резьбовому соединению геркона внутри катушки вдоль оси.

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.

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.

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

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.

Усиление защиты от несанкционированного проникновения

В стандартном исполнении геркон находится на раме, а магнит – на дверной или оконной створке. Закрытое положение конструкции обеспечивает максимальное приближение магнита к датчику. В момент открытия он удаляется, поэтому злоумышленники легко найдут места установки.

Для повышения защиты прибора используются:

Скрытый прибор. Замыкает сигнализационную цепь в момент открытия створки. Минус технологии – открытие створки при помощи дополнительного магнита.
Электрический магнит. Особенность электромагнитного замка с герконом – сложность подделки за счет случайной повторяемости сигналов. Защита также срабатывает при задержке импульса.

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:

Рекомендуется избегать расположения вблизи источников ультразвука. Он в состоянии оказать негативное воздействие на параметры датчика.
Не допускать расположения рядом с источником постороннего магнитного поля.
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.

Watch this video on YouTube

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРКОНОВЫХ РЕЛЕ

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

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

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

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

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

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

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

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

Применение

Благодаря низкой цене и простоте конструкции, монтажа и использования, герконовые датчики и герконовые выключатели успешно применяются в случаях, когда их хрупкость не имеет значения. Область их применения обширна: от бытовых нужд до промышленных процессов.

Электрические компоненты
устанавливаются в бытовых приборах в виде реле, в электросчетчиках и даже стационарных кнопочных телефонах – щелчки набора номера импульсным номеронабирателем результат, по сути, его работы.

Охранные сигнализации — один из примеров применения герконов. На косяк двери устанавливается магнит, на дверь – геркон. При удалении магнита из зоны восприятия устройства происходит замыкание или размыкание цепи, в результате которого становится известно о нарушении охраняемого периметра.

В пожарных датчиках также применяются эти устройства. При возникновении опасной ситуации, электрическая цепь включается при помощи геркона. Работать такой датчик может как в помещении, так и на улице.

В промышленных областях они применяют также во многих ситуациях. Например, для измерения уровня жидкости используется поплавковое устройство
. В лифтовом хозяйстве герконы применяются для определения местоположения кабины подъемника.

Группа контактов, заключенная в стеклянную колбу, с инертным газом применятся везде, где необходимо замыкать, размыкать и переключать электрическую цепь.

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.

Классификация: герконовое реле

Одним из результатов практичного использования герконов является герконовое реле. Само по себе реле – это электромеханический механизм, осуществляющий размыкание и замыкание цепи на определённом её промежутке. Они широко использовались и используются по сей день. Так, например, нередко можно встретить герконовый выключатель, охранный датчик помещения или автомобиля, а ранее на их основе изготавливалась даже компьютерная клавиатура.

Классификация герконовых реле по принципу воздействия магнитного поля (типы):

Нормально разомкнутый (размыкающий) контакт. Такое устройство при попадании в область воздействия магнитного поля срабатывает и замыкающий цепь контакт соединяется.
Нормально замкнутый контакт. По аналогии с разомкнутым реагирует на магнитные волны и размыкает цепь при срабатывании.
Альтернативный вариант – переключающий контакт. Своеобразен, но практичен в применении, так как реагируя на магнитный источник цепь, состоящая из нескольких реле, замыкается в одном промежутке и размыкается в другом. При отстранении от поля – наоборот.

Примечательно, что все три вида достаточно актуальны и сегодня. Помимо основных качеств герконов, присущих им, они также могут работать в условиях высоких температур.

Они оснащены дополнительными контактами, рассчитанными на образование на них электрической дуги. Это повышает переносимую мощность и уменьшает погрешности в работе геркона. Существуют также так называемые реле с памятью. Они названы таким образом потому, что после изоляции контактов от магнитного поля, они продолжают оставаться в первоначальном положении, как в было в поле. Это происходит потому что сами контакты выполнены из особого материала, постоянно имеющий определённый уровень заряда, т.е. намагничены.

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

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

Описание импульса выдаваемого герконом по ссылке.

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

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

Преимущества

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

Недостатки

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

что это такое и как работает? Конструктивные и технические признаки

Краткая история создания герконов

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 герконы .

У вас есть вопросы по герконовым переключателям, герконным датчикам или магнитам? Мы перечислили часто задаваемые вопросы, касающиеся теории и использования герконовых переключателей, герконовых датчиков и магнитов. Каковы различные типы герконовых переключателей?

Доступны ли ручные переключатели с одной капсулой? Все конфигурации подразделяются на две основные категории: те, которые используют магнитное смещение, чтобы удерживать против одного полюса, и те, у которых якорь механически предварительно нагружен на один полюс.

Первый из них, в то время как последний имеет более высокое контактное сопротивление при закрытом контакте. Каков эффект температуры на герконовом переключателе? По мере того, как температура повышается, Рид-лезвия теряют часть своей способности переносить, а Рид-переключатели становятся менее чувствительными. Как работает контакт с нормально замкнутым тростником?

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 рисунке 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.

Принцип работы геркона

Как работает контактный контакт с защелкой? Тип тростникового контакта — фиксирующий тип контакта. При возбуждении магнита он остается в последнем возбужденном состоянии без необходимости поддерживать магнитное поле. Состояние изменяется с помощью противоположных полюсов магнита или катушки.

Как работает датчик теплового геркона? Специальное соединение, которое теряет его, зажато между двумя постоянными магнитами. При температурах ниже точки Кюри линии магнитного потока между двумя внешними магнитами соединены и увеличены в целом. Это удерживает контакт геркона закрытым. Нормально открытый тип производится путем установки магнита в сборе, слегка от перекрытия контакта геркона. Как следует хранить герконовые переключатели?

Рисунок 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.

Как и все контактные группы, герметические контакты разделяются на виды по функциям

При хранении и связанных с ним продуктах следует проявлять осторожность, чтобы гарантировать, что область хранения термически стабильна без слишком больших колебаний температуры. Еще один момент, чтобы отметить это, чтобы избежать хранения этих продуктов вблизи сильных магнитных полей, которые могли бы увеличить магнитное и вызвать прилипание.

Однако, поскольку контактный зазор не изменяется, напряжение пробоя не изменяется. Сильный шок будет постоянно изменять контактный зазор и все остальные параметры. Какую катушку можно использовать с герконовыми переключателями? В общем, мало пользы от использования катушки, размеры которой значительно больше, чем у соответствующей испытательной катушки для тростникового контакта. Если объект должен работать с герконом с минимальной диссипацией катушки, внутренний диаметр обмотки должен быть как можно меньше, а длина обмотки должна составлять примерно две трети общей длины переключателя.

В настоящее время герконы используются менее интенсивно, поскольку их «вытеснили» . 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.

Чувствительность может быть дополнительно увеличена, и, следовательно, диссипация катушки дополнительно снижается, обертывая ферромагнитную фольгу с низкой коэрцитивной силой вокруг наружного диаметра катушки. Фольга также представляет собой экран, который уменьшает взаимодействие между герконовым реле и его средой.

Достоинствами реле на герконах можно назвать

Как сократить время срабатывания тростника? При использовании герконовых переключателей с катушкой и при прерывании тока исполнительной катушки время срабатывания всегда составляет менее 5 мс. Если прерывание катушки подавляется с помощью сети резисторных конденсаторов, время отпуска будет сокращено. Но если ток катушки поддерживается диодом подавления параллельно с катушкой, время отпуска геркона будет увеличено в два-три раза.

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

Как сократить время отскока? Время отказов может быть уменьшено за счет использования более сильных магнитов или путем предоставления более высокого Привода к катушке. Выводы ручного переключателя не должны быть обрезаны слишком короткими, поскольку тростниковые переключатели с более короткими выводами имеют тенденцию отскакивать больше.

Примеры практического применения в быту

Каковы шаги, которые следует выполнить при тестировании геркона в катушке? Могут ли герконовые переключатели подвергаться ультразвуковой очистке или сварке? Следует избегать ультразвуковой очистки или сварки, поскольку тростниковые переключатели повреждаются ультразвуковыми частотами. Чрезмерный шок из-за частот в диапазоне от резонансной частоты и выше может изменить точный зазор между контактами, а также повредить стекло на металлические уплотнения. Если ультразвуковая сварка является единственной опцией, необходимо выполнить расширенные визуальные осмотры и электрические параметры, чтобы гарантировать, что герконовые переключатели не были каким-либо образом повреждены.

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.

Ферромагнитные лопасти, помещенные внутри магнитного поля, будут перемещаться вместе до тех пор, пока контакты на «свободном» конце в середине области капилляра не закрываются, завершая ранее сломанную цепь и позволяя переключать функцию. Как только магнитное поле удаляется, жесткие лопасти снова отделяются, так что цепь снова разрушается.

Существует два основных типа Рид-переключателя: один, который содержит две ферромагнитные лопасти, которые в отсутствие магнитного поля обычно открыты, как только что описано, а другое, которое содержит три. У последнего есть три весла: один тростник входит в капилляр на одном конце, а два входят из другого, создавая две контактные поверхности посередине. В отсутствие магнитного поля один тростник касается «нормально закрытого», но переключает положение на «нормально открытый» контакт, когда поле присутствует.

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.

Обратное происходит, когда поле удаляется. Микроскопический слой из благородного металла «распыляется» над тростниковыми контактами, чтобы гарантировать оптимальный электрический контакт, причем серебро с низким удельным сопротивлением является предпочтительным металлом. Однако некоторые герконовые переключатели используют ртуть. Поскольку контакты «смачиваются» ртуть, эти переключатели должны удерживаться в определенных ориентациях при монтаже, чтобы предотвратить испарение жидкого металла и перекрытие контактов, когда они не используются.

Представьте себе, что такой дребезг будет присутствовать 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 .

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

Поскольку международный спрос на герконовые коммутаторы настолько обширен, они должны быть серийно произведены, но для их надежной и надежной работы требуются сложные микротехнологии. Необходима сверхчистая среда, свободная от даже микроскопических частиц загрязнения, в противном случае загрязняющие вещества попадают в герметичный стеклянный капилляр и нарушают работу переключателя.

Провода ферромагнитных тростников изготавливаются из сплава никеля и железа, из которых 52% никеля. Контакты «напылены» микроскопически тонким слоем иридия, родия или рутения, которое наносится поверх нижнего слоя из вольфрама, меди или золота. Стеклянный капилляр, температурный коэффициент расширения которого идентичен температурному коэффициенту никель-железного сплава, герметизируется вокруг тростника на каждом конце, нагревая их с помощью лазерного сфокусированного инфракрасного излучения до тех пор, пока апертура не закроется.

Конструкция герконов

Конструкция различных типов герконов представлена на рисунке 2.

Рисунок 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.

Во время уплотнения стеклянная полость заполняется инертным газом, таким как азот. Меньшие переключатели обычно значительно более чувствительны к магнитным полям, чем более крупные переключатели. Их также можно найти, активируя режим спящего режима на портативных компьютерах всякий раз, когда крышка закрыта и широко развернута на компьютерных клавиатурах — каждая панель имеет встроенный магнит, который активирует переключатель, как только нажата клавиша. Тем не менее, последние в основном уступили место менее дорогостоящим альтернативам сегодня.

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.

В автомобилях и велосипедах магниты, установленные на колесах, активируют герконы каждый раз, когда они проходят датчик переключателя, что позволяет им функционировать как точные датчики скорости. Кроме того, оборудование, используемое в водных средах высокого давления, таких как водолазные камеры и фонари, обычно оснащено герконовыми переключателями, чтобы поддерживать водонепроницаемое уплотнение.

Как геркон отличается от других переключателей

В отличие от других электрических переключателей, герконовый переключатель специально разработан для чувствительного реагирования на наличие и отсутствие магнитного поля, что привело к его использованию в бесчисленных приложениях. Герконовый переключатель представляет собой электромагнитный выключатель, используемый для управления потоком электричества в цепи. Они изготовлены из двух или более черных тростников, заключенных в оболочку в виде маленькой стеклянной трубки, подобной огибающей, которые намагничиваются и движутся вместе или раздельно, когда магнитное поле перемещается к переключателю.

Непосредственно контактирующие поверхности покрыты благородным металлом, золотом, палладием, родием, серебром и сплавами на их основе. Такое покрытие не только уменьшает , 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.

Конструктивные и технические признаки

Переключатель эффективно работает как затвор или мост в электрической цепи, поэтому, когда два трости находятся в контакте, электричество может обтекать цепь, управляющую устройством. В отличие от механических переключателей им не требуется что-то или кто-то, кто физически их имитирует, они полностью контролируются невидимыми магнитными полями!

Существует два основных типа: «нормально открытый» и «нормально закрытый». В нормально разомкнутом переключателе два тростника, которые изготовлены из железосодержащего материала, такого как никель-железный сплав, расположены так, что они не касаются друг друга. Когда магнит перемещается близко к переключателю, он тянет один из тростников к другому, так что они касаются друг друга, и, следовательно, завершают цепь. Удалите магнит, и тростники вернутся в исходное положение, нарушая цепь.

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.

Нормально замкнутый переключатель работает противоположным образом, когда магнитное поле отсутствует, трости находятся в полном контакте, электрическая цепь завершена и устройство включено. Когда магнит перемещается рядом с переключателем или переключатель рядом с магнитом, трости отталкиваются друг от друга и раздваиваются, нарушая цепь. Существует третья конфигурация, которая имеет три точки контакта, а не две. В этой конфигурации ток протекает вдоль общего провода, который может переключаться между двумя контактами.

Ферритовые герконовые реле

Общий провод будет находиться в контакте с одним контактом в его нормальном положении до тех пор, пока не будет введено магнитное поле, перемещающее общий вывод, чтобы контактировать с другим контактом. Когда магнитное поле удаляется, общий вывод возвращается в исходное положение.

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.

Продолжение читайте в следующей статье.

Продолжение статьи:

Борис Аладышкин

Что такое герконовый датчик?

Для начала выясним, что собой представляет объект написания статьи. Геркон — это электромеханическое устройство, которое является парой ферромагнитных контактов, что запаяны в герметичную колбу из стекла. Если поднести к ней постоянный магнит или включить электромагнит, то произойдет замыкание. Вот так в общем выглядит схема герконового датчика. Благодаря таким свойствам данные приборы нашли своё применение в качестве концевых выключателей, индикаторов положения и других подобных устройств. Если добавить ещё и электромагнитную катушку, то получится герконовое реле.

Разнообразие и принцип работы

Имеют замыкающийся контакт. В таких случаях, когда отсутствует магнитное поле, то датчик в разомкнутом состоянии. Когда оно есть, то он замыкается.
Имеют размыкающийся контакт. Когда отсутствует магнитное поле, то датчик в замкнутом состоянии. Когда оно есть, он размыкается.
Имеют переключающийся контакт. Конструктивно отличаются от двоих предыдущих. В первую очередь тем, что имеют три вывода. Так, если отсутствует магнитное поле, то замыкается одна пара. Когда оно есть, то другая.

Классификация может быть проведена исходя из особенностей конструкции:

Используются «смоченные» контакты. Сюда относятся герконы, выводы которых соприкасаются с каплями ртути. Её присутствие уменьшает контактное электрическое сопротивление. Также данный тип отличается низкой вероятностью возникновения дребезга.
Используются «сухие» контакты.

Особенности

Какие же существуют особенности герконового датчика, которые необходимо учитывать при выборе необходимого прибора? Следует сказать, что их довольно много:

Значение напряженности, которое должно быть у магнитного поля, чтобы произошло замыкание контактов.
Коммутируемый ток.
Значение напряженности, которым должно обладать магнитное поле, чтобы происходило размыкание контактов.
Максимальная мощность, что может быть коммутируемая герконом.
Значение электрического сопротивления, которое имеет зазор между сердечниками (интересует только разомкнутое состояние).
Напряжение, при котором возникает пробой геркона.
Сопротивление в контактной области, которое возникает во время замыкания сердечников.
Время, которое проходит между моментами влияния управляющего магнитного поля и замыканием электрической цепи.
Электрическая емкость, которая имеется между выводами геркона, когда он в разомкнутом состоянии.
Время, которое необходимо, чтобы после удаления эффекта магнитного поля произошло размыкание электрической цепи.
Коммутируемое напряжение.
Число срабатываний геркона, при котором основные его параметры будут оставаться в допустимых пределах.

Преимущества

Какие позитивные стороны имеют герконовые датчики? Их список таков:

Отсутствует дребезг контактов (относится к герконам, у которых выводы смочены ртутью).
Долговечность. Считается, что если датчик не поддаётся физическим ударам (вследствие падения или при неосторожном обращении), через него не пропускают слишком большой ток, то он может работать бесконечно. Хотя согласно технической документации, число срабатываний всё же ограничено значением в 10 3 —10 8 .
Поскольку контакты геркона расположены в инертном газе или вакууме, то они слабо обгорают, даже когда происходит размыкание или размыкание с возникновением искры.
Данные датчики обладают меньшим размером, чем классические реле, и при этом рассчитаны на точно такой же ток.
При производстве для контактов не применяются драгоценные и тугоплавкие металлы, что позитивно сказывается на стоимости.
Герконы почти не создают шум.
Датчики обладают высоким быстродействием (если сравнивать их с классическими реле).

Недостатки

Как и у любого прибора, у геркона есть не только плюсы, но и минусы:

Обладают значительным весом (если сравнивать с открытыми контактами).
Необходимо создавать магнитное поле.
Хрупкие. Не подлежат использованию в условиях ударных нагрузок и при сильных вибрациях.
Попадают под влияние внешних магнитных полей, из-за чего возникает необходимость в защите.
Иногда контакты геркона могут остаться в замкнутом состоянии, из которого их нельзя вывести.
Ограничение скорости срабатывания.
При больших токах контакты геркона могут самопроизвольно разомкнуться.

Применение

Где же нашли своё применение герконовые датчики? Но прежде чем говорить о них, стоит упомянуть, что наметилась тенденция их замены. В качестве более совершенной технологии используются твердотельные датчики Холла. Но вернёмся к теме статьи:

Клавиатура клавишных синтезаторов и промышленных приборов, где необходима взрывобезопасность и долговечность, что особенно важным является в промышленности. Поскольку детали хотя и являются мелкими, необходимы для того, чтобы управлять различными механизмами. И если данная функция недоступна — страдает производительность.
Герконовые датчики уровня жидкости в различных емкостях.
В телерадиоаппаратуре.
В датчиках, которые отображают состояние (открыто/закрыто) или позицию предмета. Сферы применения: компьютерные, охранные, строительные технологии. Они могут сообщать, в каком положении окна и двери, таким образом возможно построение автоматизированных систем со своими целями.
В электронных счетчиках тока.

Заключение

Мы разобрали, чем является герконовый датчик, принцип работы этого устройства, и сейчас можно сказать, что вы обладаете необходимым теоретическим минимумом, чтобы начинать работать с ними на практике. Причем может быть реализовано что угодно. Использовать герконовый датчик уровня воды в емкости на даче или что-то другое — решать вам.

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.

Рис. 1 Магнитоуправляемый контакт профессора В. Коваленкова

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

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.

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.

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.

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

Рис. 4 Различные способы управления герконами

Управление герконом при помощи постоянного магнита

Управление герконом при помощи катушки с постоянным током

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.

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.

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″]

Герконы, что это такое, как работают и устроены | Энергофиксик

yandex.ru

Сегодня я хочу вам рассказать о таком коммутационном устройстве как герконы, об их истории создания и области применения в современных реалиях.

История создания

Без контактов невозможно представить ни электронику, ни энергетику и для того, чтобы увеличить эксплуатационные характеристики контактов и были созданы магнитоуправляемые герметизированные контакты, которые впоследствии и стали именоваться герконы.

Самое первое подобное изделие собрано советским ученым В. Коваленковым в 1922 г.

yandex.ru

И работал самый первый геркон так:

К сердечнику «3» через специализированные диэлектрические прокладки крепились контакты «1» и «2». Причем все эти элементы были реализованы из магнитопроводящего материала.

Как только по катушке «4» начинали пропускать ток, в сердечнике формировалось магнитное поле намагничивающее закрепленные контакты, что вызывает взаимное притяжение и последующее замыкание. В тот момент когда движение электрического заряда по катушке прекращалось, контакты размыкались.

Это геркон, но еще без герметичного футляра. В герметизированную оболочку эту конструкцию поместил уже ученый W. B. Ellwood в 1936 г.

Наибольшее развитие герконы получили в 70-е годы и использовались практически повсеместно. Но, как говорится, прогресс не стоит на месте, и данные изделия уступили место датчикам холла. Но герконы и сейчас довольно активно применяются во многих схемах, а все потому, что они достаточно дешевы в производстве и очень надежны.

yandex.ru

Виды герконов

Герконы, в принципе, как и самые простые контакты, подразделяются так:

Функциональные различия:

1. Замыкающие. В конструкции присутствует 1 нормально разомкнутый контакт.

2. Переключающие. В конструкции присутствует 1 переключающий контакт.

3. Размыкающие. В конструкции присутствует нормально замкнутый контакт.

Конструктивно — технологические различия:

1. Герконы с сухими контактами. Это простейшие контакты со своими недостатками. В частности при срабатывании зачастую происходит дребезг контактов. Дребезгом называют вибрацию контактов при замыкании и размыкании, что при единичной работе коммутационного изделия вызывает множественную коммутацию передающего сигнала.

yandex.ru

Это крайне нежелательный эффект, с которым борются всеми возможными способами.

2. Ртутные герконы. Конструктивно эти герконы отличаются тем, что внутри герметичной колбы присутствует малая капля ртути. И предназначена она для того, чтобы смачивать контакты при срабатывании, тем самым убирая дребезг и снижая переходное сопротивление в месте контакта.

yandex.ru

Конструкции герконов

Существуют четыре типа герконов

yandex.ru

Абсолютно все герконы представляют из себя стеклянную колбу герметичного исполнения, внутри оной расположена пара контактов. Причем они реализованы из пермаллоевого прута диаметром от 0,5 до 1,3 мм

Внутренние части контактов предназначены для замыкания и размыкания цепи и для увеличения надежности могут быть покрыты различным напылением из благородных металлов.

Внешние же концы контактов (выходящие за пределы стеклянной колбы) нужны для подключения изделия в цепь.

Внутреннее пространство стеклянной колбы заполняется инертным газом, либо просто вакуумировано. Это действие так же увеличивает срок службы изделия за счет увеличения коррозийной стойкости контактов.

yandex.ru

По какому принципу работают герконы

Чтобы заставить сработать геркон на замыкание, нужно сформировать вокруг геркона магнитное поле необходимой силы. В принципе не важно, что будет являться источником магнитного поля: постоянный магнит или же электромагнит.

При этом силовые линии внешнего магнитного поля намагничивают внутренние контакты и в результате этого воздействия, контакты начинают притягиваться друг к другу, преодолевая силу упругости замыкают электрическую цепь.

В замкнутом состоянии контакты геркона будут находиться до тех пор, пока не пропадет воздействие магнитного поля.

Как только внешнее воздействие прекратится контакты тут же разомкнутся.

yandex.ru

Получается, что контакты в данном устройстве выполняют сразу три функции: пружин, магнитопровода и проводящих контактов.

Немного по-другому работают герконы, функционирующие на размыкание. Магнитная система выполнена таким образом, что при воздействии внешнего магнитного поля выполняется одновременное намагничивание контактной группы, и они начинают отталкиваться друг от друга и тем самым разрывают цепочку.

В данном разомкнутом положении контакты будут находиться, пока не снимется воздействие внешнего поля.

В случае переключающего геркона в колбе присутствует еще одни контакт (нормально замкнутый), который реализуется из немагнитного материала, а остальные два нормально разомкнутые контакты из магнитомягкого материала.

И получается, что при воздействии магнитного поля на такой геркон нормально разомкнутые контакты замыкаются, а немагнитный нормально замкнутый, размыкается, так как остается в неизменном положении.

yandex.ru

О способах управления герконами и области их применения в современной электронике мы с вами поговорим в следующей части. Поэтому, чтобы не пропустить новые выпуски, не забудьте подписаться и поставить лайк этой статье! Спасибо, что уделили свое ценное время!

конструкция, технические характеристики, принцип работы и маркировка

Для повышения надёжности работы различных устройств вместо реле применяют геркон. Это электромеханический прибор, который имеет два устойчивых состояния — открытое (для протекания электрического тока) и закрытое. Кроме того, такие устройства часто применяются при построении охранных систем, датчиков присутствия магнитного поля. Их используют в авиа- и автомобильном строении. При этом существует несколько типов приборов, отличающихся контактными группами.

История изобретения

Советский ученый Петербургского университета В. И. Коваленко, проводя эксперименты с магнитным полем в 1922 году, создал магнитоуправляемые контакты. Это изобретение было зарегистрировано в Советском Союзе и получило патент под номером 466.

Его изобретение представляло собой сердечник из магнитомягкого материала, к которому через изоляторы крепились контакты, сделанные из ферромагнетика, обладающего высокой магнитной проницаемостью. После подачи тока в катушке возникало магнитное поле, намагничивающее контакты и приводя к их замыканию. Если же подача тока прекращалась, поле исчезало, а контакты размагничивались и размыкались.

На то время изобретение не получило практического применения из-за неудобности его использования и низкой надёжности. В 1936 году конструкция геркона была доработана инженерами американской компании Bell Telephone Laboratories. Ими было предложено рабочие контакты устройства поместить в герметично замкнутую колбу. Занимался этой разработкой Уолтер Эллвуд, который в итоге и создал модель устройства. Но из-за сложностей в изготовлении прибор опять же не получил широкого применения.

Использовать прибор начали лишь только в 1941 году, когда американская компания Western Electric известная своими техническими инновациями вместо шумных электромеханических реле в своей телефонной станции не стала использовать геркон.

В середине 60-х годов XX века в СССР массово проводилась телефонизация страны. На основании выводов Министерства связи СССР было решено, что в качестве коммутирующих элементов будет использоваться геркон. Так, на заводе «Красная заря», расположенном в Ленинграде, началось серийное производство устройств. Через шесть лет магнитоуправляемые герконы стали изготавливать и в Рязани, на металлокерамическом заводе.

В начале 1990 года объём производства в СССР достиг 230 млн штук в год, что соответствовало примерно четверти мирового рынка. Сегодня ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов» остался единственным заводом, выпускающим такую продукцию на территории бывшего Советского Союза. В настоящее время ведутся разработки, направленные на снижение размеров, повышение быстродействия, чувствительности и стабильности герконов.

Суть устройства

Принцип работы устройства основан на замыкании или размыкании электрической линии, в которой он установлен, при воздействии на него магнитным полем. Таким образом, в зависимости от напряжённости магнитного потока, контакты прибора имеют два положения — замкнутое и разомкнутое. При этом природа возникновения магнитного поля значения не имеет. Например, это может быть как постоянный магнит, так и электромагнит.

При попадании под действие силовых линий в устройстве происходит намагничивание внутренних контактов. В результате на них, оказывается, действие, преодолевающее силу упругости, приводящее к притягиванию контактов друг к другу. Цепь замыкается. В случае если линия подключена к источнику питания через прибор начинает протекать электрический ток.

Такое состояние продержится до тех пор, пока магнитное поле не будет убрано. Как только силовые линии перестанут воздействовать, контакты сразу же разомкнутся. Для следующего замыкания необходимо опять вокруг устройства создать поле. Таким образом, геркон, по сути, является переключателем, положение которого зависит от силы магнитного потока, оказывающего на него воздействие.

По принципу работы приборы классифицируют на три типа:

Замыкающие — находятся в нормально разомкнутом состоянии. То есть в статичном положении их контакты между собой не соединены.
Размыкающие — в таких приборах при отсутствии магнитного поля контакты соединены между собой, то есть этот тип считается нормально замкнутым.
Бистабильные (трёхконтактные) — имеющие в своей конструкции три вывода. В нормальном состоянии (магнитное поле отсутствует) один контакт замкнут с другим. Как только появляется поле, нормально замкнутый контакт размыкается, а другой замыкается.

В зависимости от нормального положения контактов герконы применяются как для размыкания цепи, так и для замыкания или приключения линий. Поэтому они с успехом могут заменить собой механические реле.

Конструкция прибора

В термине «геркон» уже заложен принцип его конструкции. Это слово образовано из трёх начальных букв каждого из двух слов — «герметичность» и «контакт», что подчёркивает как его функциональность, так и назначение. Ведь работающий геркон на размыкание или замыкание — это, по сути, соединяющее устройство, представляющее собой контактную пару или группу, помещённую в герметичную колбу.

Бывает, что такой прибор называют герконовым шаром из-за похожести на него, хотя, конечно, это далеко не так. Конструктивно устройство представляет собой стеклянную оболочку вытянутой формы, герметично запаянную с двух сторон. В середине колбы создаются условия, приближённые к вакууму, при этом в некоторых устройствах внутренний объём заполняется инертным газом, например, чистый азот или его смесь с водородом. Использование газа помогает защитить контакты от обгорания.

Контакты же помещаются внутрь колбы. К ним припаиваются выводы, выходящие наружу прибора. В качестве материала для изготовления контактных групп используют ферромагнетик, например, сталь, никель с напылением стойкого металла — родия или рутения.

Следовательно, можно выделить три части конструкции:

запаянная колба;
контактные пластины;
выводы.

Кроме того, внутренность геркона может быть заполнена парами ртути. Такой вид называется ртутным. Контактная поверхность смачивается каплей ртути, что позволяет снизить электрическое сопротивление контактных площадок, а значит уменьшить дребезг.

Изучая конструкцию геркона можно сделать вывод, что критически важным показателем надёжности срабатывания прибора будет качество изготовления колбы, а именно её герметичность в месте её контакта с выводами.

Технические характеристики

Герконы, как и любые электротехнические приборы, обладают различными техническими характеристиками. Перед тем как выбрать устройство именно их следует тщательно изучить. Основным параметром, характеризующим геркон, является время срабатывания. Оно определяется временным интервалом, в течение которого происходит реакция прибора на воздействующее магнитное поле, изменяющее его нормальное состояние. Обычно скорость переключения контактов не превышает 2 мкс.

Кроме времени реакции, параметры приборов определяют следующие характеристики:

Сила магнитного поля — обозначает чувствительность прибора, то есть минимальное значение силы, при которой положение контактов изменится. Зависит от размеров устройства и используемых ферромагнетиков.
Мощность коммутации — это допустимое значение энергии, которое может передать через себя устройство без ухудшения своих остальных характеристик. Определяется типом материалов, использующихся при изготовлении контактов и их сечения.
Наибольшее напряжений — определяет значение амплитуды сигнала, которое может выдержать устройство. При его превышении наступает пробой.
Ток переключения — значение номинального тока, на который рассчитана работа устройства.
Сопротивление контактов в замкнутом состоянии — чем это значение меньше, тем меньше теряет свою мощность сигнал, проходя через устройство.
Рабочая температура — интервал температуры, при котором заявленные производителем характеристики соответствуют действительным.
Частота переключения — определяет быстродействие срабатывания. Такая частота может достигать одного мегагерца.
Число коммутационных циклов — характеризуется числом срабатываний. Существуют модели, которые могут выдержать до 4 млрд переключений.
Ёмкость контактов — измеряется между разомкнутыми контактами и зависит как от размеров прибора, так и от расстояния между коммутируемыми площадками. Считается паразитным параметром.

Также немаловажной технической характеристикой геркона является его физический размер. Зависит он от габаритов баллона, а именно его длины и диаметра. По состоянию на 2017 год наименьшим герконом в мире считается изделие, производимое в США компанией Hermetic Switch Inc, длина его баллона составляет 4,01 мм.

Обозначение и маркировка

Герконы относятся к устройствам релейного типа. Поэтому правильное их обозначение указано в ГОСТ 2 .756−76 ЕСКД. На электрических схемах условно графическое изображение нормально разомкнутого геркона выглядит в виде окружности, в середине которой изображаются два последовательных отрезка. С левой стороны начиная с места разрыва, к отрезку чертится небольшой прямая линия, подходящая к нему под углом 120^{. Окружность символизирует собой герметичность устройства, а отрезки — коммутационные контакты.}

В нормально замкнутом же обозначении, выводы в окружности рисуются пересекающимися. Обозначение трёх контактного устройства выглядит по-другому. Всё так же рисуется окружность, но в ней, с одной стороны, изображаются два параллельных отрезка, а с другой — отрезок, расположенный по центру расстояния между ними. На нём же рисуется и переключающий контакт.

Согласно советским нормам на схемах и в литературе геркон подписывается буквой «К», после которой ставится порядковый номер изделия на схеме. В иностранном же обозначении используются две латинские буквы SF.

Стандарта же в маркировке изделий нет. Каждый производитель обычно на корпус геркона наносит своё заводское обозначение: например, КЭМ, TRA, АСМК, КА, КСК. Поэтому чтобы узнать к какому типу относится то или иное устройство, понадобится смотреть даташит производителя.

Достоинства и недостатки

Применение герконов, конечно же, не так широко распространено, как, например, электромеханических реле, но всё же, они не являются дефицитными деталями. Поэтому остро вопрос, где же взять геркон, среди радиолюбителей не стоит. К несомненным преимуществам размыкающих герконов, впрочем, как и замыкающих, относится:

высока надёжность — она превышает показатели обычных реле использующих открытые контакты почти в 100 раз;
быстродействие — скорость срабатывания по сравнению с электромеханическими реле может быть быстрее в два-три раза;
отсутствие шума;
гальваническая развязка — их последовательное подключение в линию позволяет создать электрическую развязку управляющих и коммутируемых цепей;
возможность коммутировать даже слабые по уровню сигналы;
небольшой размер;
долговечность — устройство способно совершить миллиарды включений, что обусловлено отсутствием трения;
способность их работать без источника электроэнергии.

Благодаря своим свойствам герконы нашли применение в разнообразных датчиках позиционирования, измерительных приборах (велосипедный спидометр), в автоматических подъёмниках, выключателях, ноутбуках (регистрируют открытие и закрытие крышки) и даже в компьютерных клавиатурах.

Но, несмотря на это, герконы также имеют недостатки. Главный из них — хрупкость, из-за неё приборы нельзя использовать в местах сильной вибрации. Кроме этого, в результате износа площадок контакты могут «залипать», а в случае больших токов (нагрева) самопроизвольно размыкаться.

Но, как видно, на фоне достоинств недостатки не так уж и велики. Очень часто, используя геркон, радиолюбители собирают собственную недорогую систему сигнализации или автоматический блок включения света.

Подготовка к покупке Герконы

Герконы — это электромагнитные переключатели, работающие от приложенного магнитного поля. Они сделаны из двух или более тростников из железа, которые помещены в стеклянную трубку, заполненную инертным газом. Железные язычки внутри стеклянной трубки не соприкасаются, если их не привлекает приложенное магнитное поле. Когда железные язычки контактируют из-за приложенного магнитного поля, электричество может течь по цепи, что позволяет устройству работать.

Герконы

используются в повседневных применениях, например, в гаражах для входа и выхода автомобилей, в ноутбуках для подачи сигнала компьютеру о переходе в спящий режим и в автомобилях для автоматического запирания дверей. Они используются во множестве отраслей, таких как автомобилестроение, автоматизация и робототехника, системы безопасности и многие другие.

Существует четыре семейства постоянных магнитов, которые коммерчески доступны для управления герконовыми переключателями. К ним относятся неодимовые, самарий-кобальтовые, алюминиево-никель-кобальтовые и ферритовые керамические магниты.Прежде чем выбирать герконовый переключатель или датчик, необходимо учитывать такие факторы, как рабочая температура, эффекты размагничивания, напряженность поля, характеристики окружающей среды и доступное пространство для движения.

Неодимовые магниты

Неодимовые магниты — это самые мощные магниты с самой высокой энергией, которые доступны на рынке для герконов. Даже крошечные неодимовые магниты могут быть эффективными, что позволяет снизить их стоимость. Что касается рабочей температуры, некоторые марки этих магнитов могут использоваться при температурах до 200 градусов Цельсия.Когда приложенное магнитное поле снимается, неодимовые магниты все еще обладают сильным магнитным полем, и для размагничивания этого типа магнита требуется очень большая сила. Неодимовые магниты не рекомендуются в водородной атмосфере и требуют низких рабочих температур.

Самарий-кобальтовые магниты

Самарий Кобальтовые магниты обладают высокой энергией, но не такими высокими, как неодимовые магниты. Эти типы магнитов обладают самой высокой стойкостью к размагничиванию и низкой коррозионной стойкостью. Магниты из самария лучше всего подходят для высокопроизводительных приложений, обладают превосходной термической стабильностью и могут использоваться при температурах до 300 градусов Цельсия.Самариевые магниты — это самый дорогой вариант магнита, и они подвержены сколам.

Ферритовые керамические магниты

Ферритовые керамические магниты являются самыми дешевыми из всех типов магнитов и могут использоваться при температурах до 300 градусов Цельсия. Этот тип магнита имеет самую высокую коррозионную стойкость и самый высокий температурный коэффициент. Однако его механическая прочность и энергия самые низкие по сравнению с другими типами магнитов, доступных в герконовых переключателях. Другим важным компонентом ферритовых магнитов является то, что они нуждаются в шлифовании для соблюдения жестких допусков и могут быть хрупкими.

Свяжитесь с нами

В Apex мы можем помочь вам решить, какой тип магнита лучше всего подходит для вашей компании для использования герконов. Мы доступны с понедельника по пятницу с 9:00 до 17:00 EST. Позвоните нам по телефону 1-304-257-1193 или отправьте нам сообщение.

Поставщики средств беспроводной связи и ресурсы

О мире беспроводной связи RF

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов радиочастотной и беспроводной связи. На сайте представлены статьи, руководства, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тестирование и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, оптоволокно, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. Д. Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. В нем также есть академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и MBA.

Статьи о системах на основе Интернета вещей

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе Интернета вещей : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей.В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падений Интернета вещей. Читать дальше➤
Также обратитесь к другим статьям о системах на основе Интернета вещей следующим образом:
• Система очистки туалетов самолета. • Система измерения столкновений • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной торговли • Система мониторинга качества воды. • Система Smart Grid • Система умного освещения на базе Zigbee • Интеллектуальная система парковки на базе Zigbee. • Система умной парковки на основе LoRaWAN

RF Статьи о беспроводной связи

В этом разделе статей представлены статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE / 3GPP и т. Д. .стандарты. Он также охватывает статьи, относящиеся к испытаниям и измерениям, по тестированию на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF / PHY. СПРАВОЧНЫЕ СТАТЬИ УКАЗАТЕЛЬ >>.

Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Читать дальше➤

Основы повторителей и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов ретрансляторов, используемых в беспроводных технологиях.Читать дальше➤

Основы и типы замирания : В этой статье описаны мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные, быстрые замирания и т. Д., Используемые в беспроводной связи. Читать дальше➤

Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G. Архитектура сотового телефона. Читать дальше➤

Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи в соседнем канале, помехи в совмещенном канале, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. Д.Читать дальше➤

5G NR Раздел

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (New Radio), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. Д. 5G NR Краткий указатель ссылок >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • 5G NR CORESET • Форматы DCI 5G NR • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Эталонные сигналы 5G NR • 5G NR m-последовательность • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • Уровень MAC 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень 5G NR PDCP

Учебные пособия по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводной связи.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, WLAN, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. Д. См. УКАЗАТЕЛЬ >>

Учебное пособие по 5G — В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы по технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G. Частотные диапазоны Учебник по миллиметровым волнам Волновая рама 5G мм Зондирование волнового канала 5G мм 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Сетевая архитектура 5G Сетевые интерфейсы 5G NR канальное зондирование Типы каналов 5G FDD против TDD Разделение сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G TF

В этом руководстве GSM рассматриваются основы GSM, сетевая архитектура, сетевые элементы, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура или иерархия кадров GSM, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM, установка вызова или процедура включения питания, MO-вызов, MT-вызов, VAMOS, AMR, MSK, модуляция GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы работы с мобильным телефоном, Планирование RF, нисходящая линия связи PS и восходящая линия связи PS.
➤Подробнее.

LTE Tutorial , охватывающий архитектуру системы LTE, охватывающий основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он обеспечивает связь с обзором системы LTE, радиоинтерфейсом LTE, терминологией LTE, категориями LTE UE, структурой кадра LTE, физическим уровнем LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, передача голоса по LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE продвинутые.➤Подробнее.

RF Technology Stuff

Эта страница мира беспроводной радиосвязи описывает пошаговое проектирование преобразователя частоты RF на примере преобразователя RF UP от 70 МГц до диапазона C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, колодки аттенюатора. ➤Подробнее.
➤Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Конструкция RF-фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковой печати ➤ОсновыWaveguide

Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются контрольно-измерительные ресурсы, испытательное и измерительное оборудование для тестирования DUT на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для T&M. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤Измерения слоя PHY ➤Тест устройства на соответствие WiMAX ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤Тест на соответствие TD-SCDMA

Волоконно-оптическая технология

Оптоволоконный компонент , основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. Оптические компоненты INDEX >>
➤Учебное пособие по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤SONET основы ➤SDH Каркасная конструкция ➤SONET против SDH

Поставщики и производители радиочастотных беспроводных устройств

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики радиочастотных компонентов, включая радиочастотный изолятор, радиочастотный циркулятор, радиочастотный смеситель, радиочастотный усилитель, радиочастотный адаптер, радиочастотный разъем, радиочастотный модулятор, радиочастотный трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, генератор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексор, дуплексер, микросхема резистора, микросхема конденсатора, индуктор микросхемы, ответвитель, оборудование ЭМС, программное обеспечение для проектирования радиочастот, диэлектрический материал, диод и т. д.Производители RF компонентов >>
➤Базовая станция LTE ➤RF Циркулятор ➤RF Изолятор ➤Кристаллический осциллятор

MATLAB, Labview, встроенные исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. ИНДЕКС ИСХОДНОГО КОДА >>
➤3-8 декодер кода VHDL ➤Код MATLAB для дескремблера ➤32-битный код ALU Verilog ➤T, D, JK, SR триггеры labview коды

* Общая информация о здоровье населения *

Выполните эти пять простых действий, чтобы остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: часто мойте их.
2. КОЛЕНО: Откашляйтесь.
3. ЛИЦО: не трогайте его
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВОВАТЬ: Болен? Оставайся дома

Используйте технологию отслеживания контактов >>, соблюдайте >> рекомендации по социальному дистанцированию и установить систему видеонаблюдения >> чтобы спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таким странам, как США и Китай, остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.

RF Беспроводные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц. Сюда входят такие беспроводные технологии, как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. Д. СПРАВОЧНЫЕ КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤5G NR ARFCN против преобразования частоты ➤Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤LTE EARFCN для преобразования частоты ➤Калькулятор антенн Яги ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR

IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

Раздел IoT охватывает беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth Low Power (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT +, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.Он также охватывает датчики Интернета вещей, компоненты Интернета вещей и компании Интернета вещей.
См. Главную страницу IoT >> и следующие ссылки.
➤ НИТЬ ➤EnOcean ➤Учебник по LoRa ➤Учебник по SIGFOX ➤WHDI ➤6LoWPAN ➤Zigbee RF4CE ➤NFC ➤Lonworks ➤CEBus ➤UPB

СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ

RF Wireless Учебники

Различные типы датчиков

Поделиться страницей

Перевести

Двигатель герконового переключателя | Простые электродвигатели

Уровень сложности: 1 (самый простой, не требуются специальные инструменты)
Охватываемые комплекты: Комплекты № 1-4, 8-14 и «Двигатель с язычковым переключателем, сделанный из хозяйственных материалов»

Если вы мало разбираетесь в электродвигателях, мы рекомендуем сначала собрать этот электродвигатель.Это простейший двигатель, имеющий несколько реальных практических применений, и он очень хорошо работает. Вы можете посмотреть, насколько просто собрать этот мотор из комплекта, который вы можете заказать.

Большинство простых двигателей, описанных в книгах или в Интернете (см. Ссылки), не являются стабильными, надежными или достаточно мощными. Обычно проблемы в этих моторах вызывают щетки. (В простых обычных двигателях катушка вращается в магнитном поле и перемещается между двумя скользящими контактами, называемыми щетками.) Довольно сложно сделать эту часть двигателя точной и надежной, не имея специальных инструментов, материалов и навыков.

На самом деле почти все они не настоящие моторы — к ним ничего нельзя подключать!

В 1997-2000 годах Стэн разработал и построил для школьной научной выставки проект бесщеточного двигателя, в котором постоянные магниты (это ротор) вращаются, а катушка (это статор) не движется. Герконовый переключатель использовался для определения положения ротора и для изменения магнитного поля статора в подходящие моменты времени. На этой странице объясняются принципы оригинального дизайна Стэна, который, несмотря на свою простоту, обеспечивает отличные результаты.

Геркон состоит из двух магнитных контактов в стеклянной трубке, заполненной защитным газом:

Когда магнит приближается к герконовому переключателю, два контакта намагничиваются и притягиваются друг к другу, позволяя электрическому току проходить. Когда магнит отодвигается от геркона, контакты размагничиваются, разъединяются и возвращаются в исходное положение.

Герконы

очень надежны и при правильном использовании служат до 3 миллиардов операций.Они рассчитаны на малые токи. Высокое напряжение, приложенное к контактам, может вызвать искру, которая может спаять контакты вместе. Лучшее решение этой проблемы было рекомендовано одним из наших посетителей, Карлом Мюллером из Мичиганского университета. Он предложил использовать так называемые ЗНР. ZNR — это небольшое электронное устройство, которое поглощает скачки напряжения и тока. Он подключается параллельно герконовому переключателю и практически исключает искру внутри стеклянной трубки герконового переключателя.

Вот как работает двигатель геркона:

Когда магнит №2 приближается к геркону, два контакта внутри стеклянной трубки намагничиваются и касаются друг друга.Это заставляет электромагнит отталкивать магнит №1.
Когда магниты вращаются, геркон размагничивается и отключается. Это создает разрыв цепи, выводящий из строя электромагнит.
Магниты продолжают вращаться по инерции до тех пор, пока магнит №1 не попадет в рабочий диапазон геркона. Он снова намагничивается, и его контакты соединяются вместе, заставляя электромагнит отталкивать магнит №2. Этот процесс продолжается до тех пор, пока источник питания не будет отключен или истощен, либо геркон не выйдет за пределы рабочего диапазона.

Новинка! Посмотрите видео «Как работает двигатель язычкового переключателя» на нашем канале YouTube.

Этот двигатель может быть построен из комплектов № 1-4 или № 11-14. Если вы решили собрать этот мотор самостоятельно, вы можете заказать только нужные вам детали (геркон, магнитопровод, магниты, ЗНР). Если вы новичок, настоятельно рекомендуется использовать в своих конструкциях большие и мощные герконы, так как герконы меньшего размера чрезвычайно хрупкие, могут не прослужить достаточно долго, и их сложно соединить без пайки их выводов.Мы предлагаем трудно найти сверхмощные герконы, подходящие для новичков.

Двигатель с герконовым переключателем имеет уникальное преимущество. Его очень легко контролировать и изменять его скорость с помощью нескольких дополнительных деталей. Если взять дополнительный магнит и поднести его ближе к геркону, его магнитное поле изменит зазор между контактами геркона. Меньший зазор позволяет контактам переключаться быстрее, и, следовательно, скорость двигателя увеличивается, и наоборот.

Это позволяет вам контролировать и изменять скорость двигателя от полной остановки до максимальной скорости, которая может быть на 10-25% больше нормальной скорости двигателя.

Вы можете переместить магнит, как показано выше, или повернуть его рядом с герконом. На следующей диаграмме показано, как различные положения дополнительного магнита влияют на скорость двигателя:

Ориентация магнита регулировки скорости очень важна. При неправильной ориентации контакты герконового переключателя могут быть подключены постоянно. Это вызовет короткое замыкание, которое может привести к перегреву проводов и быстрой разрядке аккумулятора. Это также может повредить геркон.

Комплект управления скоростью может быть добавлен к комплектам двигателей герконового переключателя №1-5 и №8-9.Группа компаний Comus Активация герконовых переключателей с помощью постоянного магнита (Примеры переключения с использованием движущегося магнита) Прямое срабатывание: Примеры переключения посредством вращательного движения. ДРУГИЕ ИЗДЕЛИЯ Магнит, перемещаемый перпендикулярно к геркону и от него, выключает его, а магнит, перемещаемый параллельно геркону, приводит в действие от одного до трех раз. Магнит, повернутый к геркону и от него, приводит в действие его один раз. Кольцевой магнит, перемещаемый параллельно оси язычковых переключателей, управляет им от одного до трех Кольцевых магнитов. Для всех язычковых переключателей стандартная чувствительность при втягивании указана в таблице.Другие значения чувствительности к втягиванию доступны по запросу. Магнит подмагничивающий контакт Нормально замкнутый контакт (форма B) Нормально открытый контакт (форма C) Непрямое срабатывание: экранирование. Если магнитное поле будет отведено от геркона с помощью экрана из ферромагнитного материала, помещенного между переключателем и магнитом, контакты разомкнутся. Когда экран снимается, язычки контактов срабатывают под действием магнита и замыкаются.Чувствительность к втягиванию магнитного экрана: данная чувствительность геркона при втягивании соответствует допуску испытательного оборудования ± 2 AT. Ожидаемый срок службы: ожидаемый срок службы герконового переключателя зависит от переключаемой нагрузки. При максимальных номинальных нагрузках ожидаемый срок службы составляет примерно I06 циклов переключения. Более низкие номинальные нагрузки могут увеличить ожидаемый срок службы до Sx108 операций. Ожидаемый срок службы механической части может достигать не менее 10 срабатываний. Через переключение индуктивное, емкостное. и ламповых нагрузок, ожидаемый срок службы значительно сокращается из-за превышения указанного максимального тока.Все размеры являются номинальными в миллиметрах, если не указано иное. Если требуется дополнительная информация, отдельные таблицы данных доступны на наших веб-сайтах и в CO. В рамках политики группы по постоянному совершенствованию продукции спецификации могут быть изменены без предварительного уведомления. Наш офис продаж будет рад предоставить вам самую свежую информацию о наших продуктах. Герконовые реле состоят из переключателя и катушки, собранных в корпус, который может быть пластиковым, металлическим или литым. По сравнению с электромеханическими реле герконовые реле меньше по размеру и, как правило, имеют более быстрое время отклика, меньшее энергопотребление и более длительный срок службы.По сравнению с твердотельными реле герконовые реле имеют реальную гальваническую развязку между входом и выходом. Ток утечки и сопротивление включения намного ниже. Герконовые реле также могут иметь герконовый переключатель с более высокой диэлектрической проницаемостью. Герконовые переключатели состоят из двух или трех ферромагнитных лопастей (или язычков), герметично закрытых внутри стеклянной оболочки. Конструкция обеспечивает защиту от внешней среды. Доступны три типа питания: форма A (нормально открытый), форма B (нормально закрытый) и форма C (переходная).Доступны различные уровни переключения напряжения и тока, а материалы контактного покрытия могут быть изменены в соответствии с конкретным магнитным бесконтактным переключателем. Герконовые бесконтактные переключатели управляются движущимся магнитом и могут использоваться для обнаружения многих направлений движения. Когда магнит достигает рабочего расстояния от герконового переключателя контакты герконового переключателя сработают (размыкаются или замыкаются). Перемещение магнита приведет к тому, что контакты герконового переключателя вернутся в исходное положение. Переключатель наклона Переключатели наклона используются для определения движения (наклона) устройства выше и ниже горизонтальной оси.Угол, на который переключатель должен перемещаться для правильной работы (дифференциальный угол), измеряется от точки просто замыкания до размыкания; он указан как максимум. При выборе переключателя наклона важно убедиться, что рабочий механизм может перемещать переключатель на угол, превышающий угол дифференциала. Твердотельные реле Твердотельные реле (ТТР), производимые Группой компаний Comus, продаются по всему миру. Знак без движущихся частей означает, что твердотельные реле имеют практически неограниченный срок службы по сравнению с электромеханическими реле.Благодаря отсутствию механических частей нет дребезга контактов, искр и механического износа, что делает твердотельные реле естественным выбором в рабочих средах, где эти характеристики важны. Индуктивные и емкостные бесконтактные индуктивные датчики приближения могут измерять черные металлы. Емкостные датчики приближения могут измерять как металлические, так и неметаллические объекты, такие как железо, вода, масло, стекло, пластик и т. Д. Расстояние для установки будет варьироваться в зависимости от обнаруживаемого материала. Из-за разной проводимости, диэлектрической проницаемости и водопоглощения объекта.Если металл соединяется с землей (GND), достигается максимальное расстояние срабатывания. Герконы поплавкового переключателя Поплавковые переключатели предназначены для установки в резервуары или контейнеры с жидкостью. Они приводятся в действие с помощью магнита, встроенного в узел поплавка, и геркона, установленного на штоке корпуса поплавка. Когда поплавок проходит мимо геркона внутри корпуса поплавка, герконы срабатывают (размыкаются или замыкаются). Когда поплавок возвращается в исходное положение, контакты герконового переключателя также возвращаются в исходное состояние.Гибридный датчик имеет несколько датчиков и несколько методов обработки для получения и передачи большего количества информации, чем можно было бы получить с помощью независимых датчиков. Доступна стандартная и индивидуальная упаковка для защиты и простоты монтажа. Гибриды состоят из проверенных временем датчиков и времени реакции всего 2 мс. Герконовое реле высокого напряжения. Герконовое реле состоит из переключателя и катушки, помещенных в корпус, который может быть выполнен из пластика, металла или литого. По сравнению с электромеханическими реле герконовые реле обычно имеют более быстрое время срабатывания, меньшее потребление катушки и меньше по размеру.Кроме того, реле герметично закрыто в сухой инертной атмосфере, что предотвращает- Сечение лопасти можно регулировать в зависимости от размера трубы. Он работает, когда вода течет по трубе, она толкает лопасть вверх, вызывая срабатывание переключателя. Магенты бывают разных размеров, из материалов и покрытий. Голые магниты могут поставляться как отдельный продукт или как часть набора бесконтактных переключателей, состоящего из переключателя и магнита. Магниты в кожухе могут поставляться как отдельный продукт, где вы можете выбрать магнит, подходящий для вашей работы, или как часть бесконтактного датчика. набор переключателей, состоящий из согласующего переключателя и магнита. Доступные материалы: Alnico / Alcomax, керамический феррит и неодим, железо, бор.Переключатель с высокой степенью пробоя Линия герконов HBS — это ответ группы Comus на рыночный спрос на более дешевый герконовый переключатель, который по-прежнему может работать с приложениями высокого напряжения. Линия герконов HBS идеальна для определенных рынков, таких как медицина; например, оборудование для дефибрилляции, где высокая надежность и отличное качество являются абсолютно необходимыми. СТАНДАРТНЫЕ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ КАТУШКИ ДЛЯ КОНТАКТНЫХ УСТАНОВОК REED Конфигурация тестовых колпаков Группа компаний Comus International состоит из: Comus International email: info @ comus-intl.com Веб-сайт: http://www.comus-intl.com электронная почта: [email protected] Веб-сайт: http://www.dry-reeds.com Assemtech Europe Limited Unit 7, Rice Bridge Industrial Estate электронная почта: sales @ Assemtech.co.uk Веб-сайт: http://www.assemtech.co.uk Switching Technologies Gunther B-9, B-10, & Cl Особая экономическая зона (MEPZ) Comus Belgium BVBA электронная почта: [email protected] Веб-сайт: http : //www.comus.be Comus Electronics and Technologies India Private Limited № 3, Санаторий Камарадж Нагар, 2-я улица, Тамбарам электронная почта: info @ comus-intl.Группа компаний Comus Electronics & Technologies INDIA Private Limited Группа компаний Comus Reed Switches состоит из двух или трех ферромагнитных лезвий (или язычков), герметично запечатанных внутри стеклянной оболочки. Конструкция обеспечивает защиту от внешней среды. Доступны три типа: Форма А (нормально открытый). Форма B (обычная дозировка) и форма C (сменная). Герконовые переключатели формы B получают двумя способами: с помощью нормально дозируемого лезвия переключателя формы C или с помощью переключателя формы A и смещения контактов, дозированного с помощью небольшого блочного магнита. Затем переключатель может снова размыкаться. с помощью другого более мощного внешнего магнита противоположной полярности.Чувствительность геркона измеряется в ампер-оборотах (A.T.), и следует отметить, что более низкие номиналы переключателя (A.T.) более чувствительны, поскольку для их работы требуется меньшая напряженность магнитного поля. Доступны различные уровни переключения напряжения и тока, а материалы покрытия контактов могут быть изменены для соответствия конкретным типам нагрузки. Герконовые переключатели управляются магнитным полем через магнит или катушку с током. Когда поле удаляется, переключатель возвращается в предыдущее состояние. Работа с помощью магнита может быть достигнута множеством способов, перемещая магнит к языку и от него, перпендикулярно или параллельно стеклу.Герконовые переключатели используются во множестве продуктов Comus Group, включая бесконтактные переключатели, поплавковые переключатели и герконовые реле. Они также доступны в литых корпусах, обеспечивающих защиту от повреждений, и в стилях поверхностного монтажа. ЗАЩИТА КОНТАКТОВ Индуктивные нагрузки Обратное напряжение генерируется накопленной энергией в индуктивной нагрузке при размыкании герконов. Это напряжение может достигать очень высокого уровня и может повредить контакты. Для защиты можно использовать RC-сеть, как показано ниже. Емкостные нагрузки В отличие от индуктивных нагрузок, емкостные и ламповые нагрузки подвержены высоким пусковым токам, которые могут привести к сбоям в работе и даже к контактной сварке.При переключении заряженных конденсаторов (включая емкость кабеля) может произойти внезапная разгрузка, интенсивность которой определяется емкостью и длиной подводящих проводов к переключателю. Этот пик броска можно уменьшить с помощью ряда резисторов. Значение зависит от конкретного приложения, но должно быть как можно большим, чтобы гарантировать, что пусковой ток находится в допустимых пределах. На приведенной выше схеме показана схема резистора / конденсатора для защиты герконового переключателя от высоких пусковых токов.R | и / или Rj используются в зависимости от схемы. Нагрузки на лампу. При применении с ламповой нагрузкой важно отметить, что нити холодных ламп имеют сопротивление в 10 раз меньше, чем уже раскаленные нити. Это означает, что при включении на лампу протекает ток в 10 раз больше, чем когда она уже светится. Этот высокий пусковой ток можно снизить до приемлемого уровня за счет использования ряда токоограничивающих резисторов. Другая возможность — параллельное включение резистора через переключатель.Это позволяет току течь к нити накала, достаточному для того, чтобы она оставалась теплой, но недостаточной для того, чтобы она светилась. Наращивание нагрузки с помощью параллельного резистора или токоограничивающего резистора Поскольку лезвия герконового переключателя являются частью магнитной цепи герконового переключателя, укорачивание проводов приводит к увеличению значений втягивания и отпускания. Чувствительность к вытягиванию и отпусканию При резке или сгибании герконов важно, чтобы стеклянный корпус не был поврежден. Следовательно, точка среза или изгиба должна быть не ближе 3 мм (.l 18) на Все размеры являются номинальными в миллиметрах, если не указано иное. Если требуется дополнительная информация, отдельные таблицы данных доступны на наших веб-сайтах и на компакт-диске. В рамках политики группы по постоянному совершенствованию продукции спецификации могут быть изменены без предварительного уведомления. Наш офис продаж будет рад предоставить вам самую свежую информацию о наших продуктах.

Герконовые датчики

| Электронные компоненты. Дистрибьютор, интернет-магазин — Transfer Multisort Elektronik

Геркон

Герконы — полезны в автоматизации и повседневных применениях

Герконы

(также известные как переключатели с магнитным управлением) широко используются с 1930-х годов, и их конструкция с годами постоянно совершенствуется.Благодаря простоте использования и простоте герконовые переключатели до сих пор используются в качестве датчиков дверей и окон. Развитие автоматизации привело к использованию герконов в испытательных и приводных системах. Предложение TME включает широкий выбор герконов, которые можно использовать в домашних условиях или включать в приводные установки.

Что такое геркон и как он работает?

Геркон состоит из ряда компонентов, в том числе двух контактов, сделанных из ферромагнитного материала, которые закрыты герметичной стеклянной оболочкой.Он также имеет кабели для размещения переключателя в электрических цепях, таких как системы сигнализации и специализированные автоматические системы. Внешнее магнитное поле заставляет контакты наводить собственное магнитное поле, притягиваться и защелкиваться. Контакты обычно имеют покрытие из металла, такого как золото, рутений или вольфрам. Как только устройство подключено к электрической цепи, контакты герконового переключателя защелкиваются, образуя замкнутую цепь и позволяя протекать электрическому току.

Но одного геркон-переключателя мало.Чтобы обеспечить правильную работу всей схемы, вам понадобится актуатор — это может быть постоянный магнит или другой компонент, генерирующий магнитное поле. Вы можете объединить электромагнитную катушку с герконом, чтобы создать герконовое реле. Герконовые реле используются, например, в автоматические испытательные устройства.

Эти цепи работают в зависимости от положения герконового переключателя и исполнительного механизма. Если геркон находится внутри магнитного поля, цепь начинает работать (контакты защелкиваются или размыкаются).

Есть два типа приводов, которые различаются способом установки магнита, но оба типа работают по одному и тому же принципу и заключены в герметичные водонепроницаемые оболочки, которые также устойчивы к механическим повреждениям.

Поверхностные приводы

Геркон с поверхностным приводом подходит для установки на окнах и дверях: магнит устанавливается на подвижной части окна, а геркон — на его статической части. Важно установить герконовый переключатель и магнит в месте, где на них не будет влиять сильное магнитное поле, которое могло бы помешать всей установке сигнализации.

Компоненты герконового переключателя

можно прикрепить с помощью двусторонней ленты, которая сейчас обычно наклеивается на эти небольшие устройства, но использование винтов является гораздо более рациональным.Одним из производителей таких герконов является компания Omron, продукция которой представлена в TME. Их цвет по умолчанию — белый, но во многих домах и квартирах дверные коробки других цветов. Поэтому при крупных заказах компоненты герконового переключателя могут быть поставлены в другом цвете по желанию заказчика.

Приводы для скрытого монтажа

Магниты, входящие в эти герконы, установлены внутри оконных рам. Они имеют форму соединений, что является гораздо более элегантным решением.Все больше и больше производителей дверей и окон продают свою продукцию с предустановленными герконовыми переключателями. TME предлагает скидки на крупные заказы, а также на заказы на товары, не включенные в наш обычный каталог.

Герконы из стекла для специального применения

Герконы также используются в автоматике и схемах различного оборудования. Они позволяют точно позиционировать поршни в двигателях, используемых на сборочных линиях. Эти компоненты также полезны для определения положения манипуляторов промышленных роботов на заводах по сборке автомобилей.

Герконы

в стеклянных оболочках от MEDER, доступные в TME, также устанавливаются на печатные платы для расширения их возможностей.

Высококачественные герконы доступны в TME

Герконы

находят широкое применение в бытовых изделиях, специализированных устройствах и электрических системах. TME — это поставщик полного ассортимента, который предлагает широкий выбор герконов известных и проверенных брендов.

Герконовый переключатель

— работа, схемы применения

В этом посте мы подробно узнаем о функционировании герконового переключателя и о том, как сделать простые цепи герконового переключателя.

Что такое герконовый переключатель

Герконовый переключатель, также называемый герконовым реле, представляет собой слаботочный магнитный переключатель со скрытой парой контактов, которые замыкаются и размыкаются в ответ на магнитное поле рядом с ним. Контакты скрыты внутри стеклянной трубки, а ее концы выходят за пределы стеклянной трубки для внешнего подключения.

И с учетом около миллиарда рабочих характеристик, срок службы этих устройств также выглядит очень впечатляющим.

Кроме того, герконы дешевы и поэтому подходят для всех типов электрических и электронных устройств.

Когда был изобретен герконовый переключатель

Герконовый переключатель был изобретен еще в 1945 году доктором В. Элвуд, работая в Western Electric Corporation в США. Изобретение кажется намного более продвинутым, чем тот период, когда оно было изобретено.

Его огромные прикладные преимущества продолжали оставаться незамеченными инженерами-электронщиками до недавнего времени, когда герконовые переключатели стали частью многих важных электронных и электрических реализаций.

Как работают герконы

По сути, геркон — это магнитомеханическое реле. Точнее говоря, герконовый переключатель срабатывает, когда к нему прикладывается магнитная сила, что приводит к требуемому механическому переключающему действию.

Стандартный герконовый релейный переключатель можно увидеть, как показано на рисунке выше. Он состоит из пары плоских ферромагнитных полосок (язычков), которые герметично запечатаны в крошечной стеклянной трубке.

Язычки жестко зажаты на обоих концах стеклянной трубки таким образом, что их свободные концы слегка перекрываются в центре с шагом примерно 0.1 мм.

В процессе герметизации воздух внутри трубки откачивается и заменяется сухим азотом. Это очень важно для обеспечения работы контактов в инертной атмосфере, которая помогает защитить контакты от коррозии, устранить сопротивление воздуха и продлить срок службы.

Как это работает

Основы работы герконового переключателя можно понять из следующего объяснения

Когда магнитное поле создается рядом с герконовым переключателем либо от постоянного магнита, либо от электромагнита, ферромагнитные язычки превращаются в часть магнитного источника.Это приводит к тому, что концы язычков приобретают противоположную магнитную полярность.

Если магнитный поток достаточно силен, притяните язычки друг к другу до такой степени, которая превышает их жесткость зажима, и два их конца установят электрический контакт в центре стеклянной трубки.

Когда магнитное поле снимается, язычки теряют свою удерживающую способность, и полосы возвращаются в исходное положение.

Гистерезис язычкового переключателя

Как мы знаем, гистерезис — это явление, при котором система не может активироваться и деактивироваться в определенной фиксированной точке.

В качестве примера для электрического реле на 12 В точка включения может быть 11 В, но точка отключения может быть где-то около 8,5 В, этот временной интервал между точками включения и выключения известен как гистерезис.

Аналогично, для герконового переключателя деактивация его язычков может потребовать перемещения магнита намного дальше от точки, в которой он был первоначально активирован.

Следующее изображение ясно объясняет ситуацию

Обычно герконовый переключатель замыкается, когда магнит перемещается на расстояние 1 дюйм от него, но может потребоваться перемещение магнита примерно на 3 дюйма, чтобы размыкать контакты. его первоначальная форма из-за магнитного гистерезиса.

Корректировка эффекта гистерезиса в герконовом переключателе

Вышеупомянутую проблему гистерезиса можно уменьшить до некоторой степени, просто поместив другой магнит с перевернутыми полюсами N / S на противоположной стороне геркона, как показано ниже:

Убедитесь, что что левый фиксированный магнит не находится в пределах диапазона втягивания язычкового переключателя, а находится на некотором расстоянии, в противном случае язычок останется закрытым и откроется только тогда, когда правый боковой магнит будет поднесен слишком близко к язычку.

Следовательно, расстояние до фиксированного магнита должно быть измерено методом проб и ошибок до тех пор, пока не будет достигнут правильный дифференциал, и язычок резко активируется в фиксированной точке движущимся магнитом.

Создание герконового переключателя «нормально замкнутого»

Из приведенных выше обсуждений мы знаем, что обычно контакты герконового переключателя «нормально разомкнутого» типа.

Язычки закрываются, если магнит удерживается близко к корпусу устройства. Но могут быть определенные приложения, в которых может потребоваться, чтобы язычок был «нормально замкнутым» или включался, и выключался в присутствии магнитного поля.

Это может быть легко достигнуто либо смещением устройства с помощью дополняющего соседнего магнита, как показано ниже, либо с помощью герконового переключателя типа SPDT с 3 контактами, как показано на второй диаграмме ниже.

В большинстве систем, в которых геркон приводится в действие с помощью постоянного магнита, магнит устанавливается над подвижным элементом, а язычок устанавливается на неподвижной или постоянной платформе.

Однако вы можете найти несколько программ, в которых и магнит, и язычок должны быть расположены над фиксированной платформой.В таких случаях включение / выключение язычка осуществляется путем искажения магнитного поля с помощью внешнего движущегося железа, как описано в следующем параграфе.

Реализация работы фиксированного язычка / магнита

В этой настройке магнит и язычок держатся значительно близко друг к другу, что позволяет контактам язычка находиться в нормально замкнутом положении, и он размыкается, как только перемещается внешнее искажающее железо между тростью и магнитом.

С другой стороны, ту же концепцию можно применить для получения прямо противоположных результатов. Здесь магнит установлен в положение, достаточное для удержания язычка в нормально открытом положении.

Как только внешнее железосодержащее вещество перемещается между язычком и магнитом, магнитная сила усиливается и усиливается железным веществом, которое мгновенно втягивает геркон и активирует его.

Рабочие плоскости герконового переключателя

На следующем рисунке показаны различные линейные плоскости работы герконового переключателя.Если мы переместим магнит через любую из плоскостей a-a, b-b и c-c, язычок будет нормально работать. Однако выбор магнита может быть весьма важным, если режим работы находится в плоскости b-b.

Кроме того, вы можете обнаружить ложное или ложное срабатывание язычка из-за отрицательных пиков на кривой диаграммы направленности магнита.

В ситуациях, когда отрицательные пики высоки, язычки могут включаться / выключаться несколько раз, когда магнит движется по всей длине язычка.

Активация язычка вращательным движением также может быть успешно реализована.

Чтобы достичь этого, вы можете использовать среди множества настроек, показанных ниже:

РИСУНОК A

Также можно использовать вращательное движение для срабатывания герконового переключателя. На рисунках A и B герконы установлены в фиксированном положении, в то время как магниты прикреплены к вращающемуся диску, который заставляет магниты перемещаться мимо герконового переключателя при каждом обороте, соответственно переключая геркон в положение ВКЛ / ВЫКЛ.

На рисунке C магнит и герконовый переключатель неподвижны, в то время как специально вырезанный кулачок магнитного экрана вращается между ними, так что кулачок попеременно разрезает магнитное поле при каждом вращении, заставляя язычок открываться и закрываться в той же последовательности.

Вращательное движение также можно использовать для приведения в действие геркон. В A и B переключатели неподвижны, а магниты вращаются. В примерах C и D и переключатели, и магниты неподвижны, и переключатель срабатывает всякий раз, когда вырезанная часть магнитного экрана находится между магнитом и переключателем.

Частоту переключения можно отрегулировать от одной секунды до более 2000 в минуту, просто изменив скорость вращения диска.

Срок службы герконов

Герконовые переключатели рассчитаны на чрезвычайно длительный срок службы, который может составлять от 100 миллионов до 1000 миллионов операций включения / выключения.

Однако это может быть правдой только до тех пор, пока ток низкий. Если ток переключения через герконы превышает максимальное номинальное значение, то тот же геркон может выйти из строя в течение нескольких операций.

Обычно герконы рассчитаны на работу с током в диапазоне от 100 мА до 3 А в зависимости от размера устройства.

Максимально допустимое значение указано для чисто резистивных нагрузок. Если нагрузка является емкостной или индуктивной, в этом случае контакты геркона должны быть либо существенно снижены, либо на герконовых клеммах должна быть применена соответствующая демпферная защита и защита от обратной ЭДС, как показано ниже:

Дополнительная защита от индуктивных всплесков

Любая из четырех вышеупомянутых простых методов, используемых для включения защиты герконового переключателя от индуктивных или емкостных всплесков тока.

Для индуктивной нагрузки, такой как катушка реле с источником постоянного тока, простого шунта резистора, рассчитанного в 8 раз больше, чем у катушки реле, будет достаточно, чтобы защитить герконовое реле от обратных ЭДС катушки реле, как показано на рисунке A.

Хотя это может немного увеличить ток холостого хода в язычке, но в любом случае это не повредит язычку.

Эрсистор может быть заменен конденсатором также для включения аналогичного вида защиты, как показано на рисунке B.

Обычно применяется цепь защиты конденсатора резистора, как показано на рисунке C, в случае питания переменного тока.2/10 мкФ и R = E / 10I (1 + 50 / E)

Где E — ток замкнутой цепи, а E — напряжение холостого хода сети.

На рисунке C мы видим диод, подключенный через язычок. Эта защита хорошо работает в цепях постоянного тока с индуктивной нагрузкой, хотя полярность диода должна быть соблюдена правильно.

Сильноточная коммутация герконов

В приложениях, где требуется сильноточная коммутация с использованием герконового переключателя, схема симистора используется для коммутации сильноточной нагрузки, а герконовый переключатель используется для управления переключением затвора симистора, как показано ниже

Поскольку ток затвора значительно меньше тока нагрузки, геркон будет работать эффективно и позволит переключать симистор с большой токовой нагрузкой.Здесь можно использовать даже минутный геркон, и он будет работать без проблем.

Дополнительный 0,1 мкФ и 100 Ом RC представляет собой демпферную цепь для защиты симистора от сильноточных индуктивных всплесков, если нагрузка является индуктивной.

Преимущества герконового переключателя

Большим преимуществом герконового переключателя является его способность работать очень эффективно при переключении малых значений токов и напряжений. Это может стать серьезной проблемой при использовании обычного переключателя.Это связано с отсутствием достаточного тока для устранения резистивного поверхностного слоя, обычно связанного со стандартными контактами переключателя.

Напротив, герконовый переключатель благодаря своим позолоченным контактным поверхностям и инертной атмосфере успешно работает более миллиарда операций без каких-либо проблем.

В одном из практических испытаний в лаборатории известной американской компании четыре геркона получали питание со 120 последовательностями включения / выключения в секунду через нагрузку, работающую с 500 мкВ и 100 мкА постоянного тока.

В ходе испытания каждый язычок смог выполнить 50 миллионов замыканий последовательно, при этом ни в одном случае не было обнаружено коммутируемое сопротивление выше 5 Ом.

Неисправности герконового переключателя

Герконовый переключатель, хотя он чрезвычайно эффективен, может иметь тенденцию к выходу из строя, если он работает при более высоких входных токах. Высокий ток вызывает эрозию контактов, что также часто наблюдается в обычных переключателях.

Эта эрозия приводит к тому, что крошечные частицы, которые также являются магнитными, собираются возле зазора контактов и каким-то образом создают перемычку через зазор.Это перекрытие зазора вызывает короткое замыкание, и язычки кажутся включенными постоянно.

Так что на самом деле это происходит не из-за плавления контактов, а из-за короткого замыкания из-за скопления эродированных частиц, из-за которого язычковые контакты выглядят так, как будто они расплавились и оплавились.

Технические характеристики стандартного универсального язычкового переключателя

Максимальное напряжение = 150 В
Максимальный ток = 2 А
Максимальная мощность = 25 Вт
Макс.6 операций

Области применения

Индикатор уровня гидравлической тормозной жидкости, , где осуществимость в основном зависит от простоты и простоты использования.
Подсчет приближения , обеспечивающий невероятно простой подход к регистрации прохождения железных объектов через заданную заранее заданную точку.
Выключатель с защитной блокировкой , обеспечивающий исключительную стабильность и простоту использования сложных механизированных конструкций.Здесь встроенные герконовые переключатели используются для подключения цепи для включения предупредительной лампы или подсказки о следующих этапах работы.
Герметичное переключение в воспламеняющейся среде , исключает возможность возгорания; также в запыленной атмосфере, где трудно полагаться на стандартные разомкнутые выключатели; и особенно в холодную погоду, когда обычные выключатели могут просто замерзнуть.
В радиоактивной среде , где магнитная обработка помогает сохранить надежность защиты.

Некоторые другие прикладные схемы, опубликованные на этом веб-сайте

Поплавковый выключатель: Герконовые выключатели могут использоваться для эффективных бескоррозионных регуляторов уровня воды поплавковых выключателей. Поскольку герконовые переключатели герметичны, контакт с водой исключается, и система работает бесконечно без каких-либо проблем.

Сигнализация наличия капель у пациента: в этой цепи используется геркон для активации сигнализации, когда контейнер для капель, подключенный к пациенту, становится пустым. Сигнализация позволяет медсестре немедленно узнать о ситуации и заменить пустую капельницу новой упаковкой.

Магнитная дверная сигнализация: в этом приложении герконовый переключатель активируется или деактивируется, когда соседний магнит перемещается при открытии или закрытии двери. Сигнализация предупреждает пользователя о работе двери.

Счетчик обмоток трансформатора: здесь геркон приводится в действие магнитом, прикрепленным к вращающемуся колесу намотки, что позволяет счетчику получать тактовый сигнал для каждого вращения обмотки от активации язычка.

Контроллер открытия / закрытия ворот: Герконовые переключатели также отлично работают как твердотельные концевые переключатели.В этой схеме контроллера ворот герконовый переключатель ограничивает открытие или закрытие ворот, отключая двигатель всякий раз, когда ворота достигают своих максимальных пределов скольжения.

Пять основных преимуществ герконового переключателя для маломощных измерительных приложений

Введение

Когда дело доходит до маломощных измерительных приложений, таких как счетчики воды и газа, некоторые инженеры-конструкторы считают, что современные решения — лучший способ решить проблемы определения местоположения.Выбирая новейшие и передовые технологии, они могут выбрать твердотельные магниторезистивные (MR) датчики или датчики на эффекте Холла за их чувствительность, долговечность и надежность.

Хотя эти инновационные технологии предлагают некоторые преимущества, они бледнеют по сравнению с проверенными преимуществами герконовых переключателей. В течение десятилетий герконы использовались для маломощных устройств с батарейным питанием, и не зря.

В этой статье исследуются пять основных преимуществ этой технологии, включая ее низкую рабочую мощность, жесткие допуски по потребляемой мощности, точные точки переключения магнитной чувствительности и собственный гистерезис точек переключения.Кроме того, герконовые переключатели позволяют легко настраивать чувствительность и другие требования для конкретных приложений. Повышенный мировой спрос на герконовые переключатели и их использование в различных приложениях подтверждают лидирующую позицию этой технологии на рынке датчиков и средств управления.

Требования к приложениям для измерения малой мощности

Для счетчиков газа и воды, совместимых с системами автоматического считывания показаний счетчиков (AMR), требуются датчики, которые потребляют очень мало энергии. Использование воды и газа часто измеряется магнитом, прикрепленным к вращающемуся валу.Каждый оборот преобразуется в электрический сигнал и накапливается встроенным контроллером.

Низкое энергопотребление является критическим параметром конструкции в этих системах. Кроме того, ожидаемый срок службы этих счетчиков обычно составляет 20 лет без замены батареи. Следовательно, сохранение заряда батареи имеет решающее значение для продления срока службы источника питания.

Твердотельные сенсорные технологии

Как уже упоминалось, некоторые инженеры-конструкторы выбирают твердотельные сенсорные технологии, включая магнитно-резонансные датчики и датчики на эффекте Холла, для маломощных измерительных приложений.Датчики MR представляют собой монолитные устройства на интегральных схемах со встроенными резистивными элементами в паре с комплементарными металл-оксидными полупроводниковыми (CMOS) схемами. При воздействии магнитного поля электрическое сопротивление MR-устройства изменяется в зависимости от направления магнитного поля. Это изменение сопротивления можно использовать для обнаружения изменения приложенного магнитного поля. Датчик MR может работать как бесконтактный переключатель с очень низким потреблением тока, высокой чувствительностью и надежностью.Однако типичные MR-датчики постоянно потребляют небольшой ток.

Датчики

на эффекте Холла — это преобразователи на основе полупроводников, которые изменяют выходное напряжение в ответ на изменения магнитного поля. Эти датчики объединяют чувствительный элемент Холла со схемой, чтобы обеспечить цифровую функцию включения / выключения, которая соответствует изменению магнитного поля без участия каких-либо движущихся частей.

Как и датчики MR, датчики на эффекте Холла постоянно потребляют небольшой ток. Датчики MR и Холла не идеальны для многих маломощных приложений с батарейным питанием, поскольку они не соответствуют строгим требованиям к точности и мощности.

Герконовый переключатель

Несмотря на то, что герконовый переключатель считается зрелой технологией, он остается популярным выбором для приложений с низким энергопотреблением из-за своей простоты и надежной работы. Геркон — это электрический переключатель, работающий от приложенного магнитного поля. Переключатель состоит из двух или трех тонких металлических частей, называемых язычками, с гальваническими контактами на концах, которые расположены на небольшом расстоянии друг от друга.

Трости обычно заключены в герметичную стеклянную трубку, заполненную инертным газом.Поле магнита или электромагнита отклоняет язычки, замыкая или размыкая контакты переключателя. На рисунке 1 показаны различные компоненты геркона.

Рис.1: Компоненты геркона

На рис. 2 показано положение герконового переключателя в блоке измерения расхода счетчика воды или газа.

Рис. 2: Геркон, используемый в качестве измерителя расхода для счетчика воды или газа

Пять преимуществ герконового переключателя

1.Низкая рабочая мощность

Герконовые переключатели потребляют гораздо меньше энергии, чем датчики MR и Холла. Эти технологии измерения микромощности позволяют достичь низкой мощности за счет использования активного датчика с низким коэффициентом заполнения, что требует постоянного потребления тока для работы внутреннего генератора.

Герконы, напротив, представляют собой пассивные компоненты, для работы которых не требуется питание. Одна конфигурация герконового переключателя малой мощности включает использование двух герконов в сочетании с переключателями на полевых транзисторах (FET) (см. Рис.3). Герконовые переключатели могут быть сконструированы так, чтобы определять вращательное движение с действительно нулевой мощностью, за исключением случаев, когда один из переключателей обнаруживает движение.

Рис. 3: Два геркона, используемые в комбинации с переключателями на полевых транзисторах

На рисунке 3 M = магнит; SW1 и 2 = герконы. Когда SW1 закрыт, SW2 открыт. Q1 выключен, чтобы предотвратить потребление энергии. Когда SW2 закрывается, микроконтроллер просыпается, выключает Q2, включает Q1 и снова переходит в спящий режим. Аналогичная последовательность событий происходит при закрытии SW1.

В качестве альтернативы микроконтроллер, уже находящийся в системе, может опрашивать контакт герконового переключателя с частотой 10 Гц для среднего потребления тока около 10 мкс / 100 мс x 10 мкА = 1 нА.

Рис.4: Сверхнизкое энергопотребление, достигнутое с помощью опроса

Герконовые переключатели

имеют гораздо меньшее энергопотребление, чем может обеспечить любая другая конкурирующая технология, что значительно снижает затраты за счет уменьшения требований к размеру батареи. В приложениях, чувствительных к мощности, герконы — лучшее решение для максимального повышения энергоэффективности.

2. Жесткий допуск по потребляемой мощности

Твердотельные устройства имеют типичный рабочий ток и максимальный рабочий ток. Хорошая практика проектирования учитывает наихудшие значения. Большие максимальные токи твердотельных сенсорных устройств могут быть проблемой, если они требуют большего тока, потребляемого батареями, и сокращают срок службы продукта.

Напротив, ток, потребляемый герконом, устанавливается резистором и шиной питания. Типичные допуски на источники питания и резисторы для герконов намного более жесткие, чем спецификации твердотельных устройств для рабочего тока.

Например, микромощный датчик на эффекте Холла может иметь типичный средний рабочий ток 5 мкА, но средний рабочий ток в худшем случае — 10 мкА. Наномощный MR-датчик может иметь типичный средний рабочий ток 310 нА (0,31 мкА), но средний рабочий ток в худшем случае составляет 6350 нА (6,35 мкА).

Для сравнения: непрерывно работающая схема герконового переключателя, которая замкнута половину времени и работает с 1-M? подтягивающий резистор и источник питания 3 В будут иметь типичный средний рабочий ток 1.5 мкА. Он также будет иметь средний рабочий ток в худшем случае 1,66 мкА. Это предполагает, что допустимые отклонения источника питания и резистора составляют 5%. В этом примере геркон имеет наименьшее энергопотребление в худшем случае даже до использования методов энергосбережения, подобных описанным выше.

3. Точные точки переключения магнитной чувствительности

Одной из важных характеристик герконового переключателя является его чувствительность или величина магнитного поля, необходимого для его приведения в действие. Чувствительность язычкового переключателя измеряется в ампер-витках (АТ) и соответствует току в катушке, умноженному на количество витков.

Типичная чувствительность к втягиванию (рабочая) составляет от 8 до 40 А. Хотя магнитная чувствительность герконового переключателя указывается в единицах AT, приблизительное соотношение утверждает, что 1 AT = 1 Гаусс, что равно 0,1 милли-Тесла (мТл).

Точки переключения магнитной чувствительности герконов более точны, чем твердотельные цифровые переключатели. Высокая точность особенно важна при проектировании системы для работы в любых условиях эксплуатации. Например, геркон может быть указан на чувствительность от 18 до 22 В.Диапазон относительной чувствительности составляет (от 22 до 18) / 20 = 20% или ± 10%.

Для сравнения, датчик на эффекте Холла с микромощностью может иметь диапазон чувствительности от 25 до 55 Гаусс (от 2,5 до 5,5 мТл), с результирующим диапазоном относительной чувствительности 75% или ± 37%. МР-сенсор с наномощностью может иметь диапазон чувствительности от 6 до 20 Гаусс (от 0,6 до 2,0 мТл) с результирующим диапазоном относительной чувствительности 108% или ± 54%.

4. Простая настройка

Распространенные твердотельные магнитные переключатели с микро- и нано-мощностью созданы универсальными для всех.Эти переключатели обычно доступны в одном, двух или трех широких (неточных) диапазонах чувствительности. Если чувствительность или частота обновления не соответствуют требованиям приложения, трудно получить индивидуальное решение, предлагающее более узкие диапазоны чувствительности.

Герконы, напротив, широко доступны в настраиваемых диапазонах чувствительности, которые могут быть адаптированы к требованиям конкретного приложения. Например, приложению может потребоваться диапазон чувствительности от 8 до 11 AT, а другому приложению может потребоваться от 25 до 30 AT.Такой уровень универсальности недоступен для твердотельных магнитных датчиков.

Кроме того, доступны индивидуальные настройки герконового переключателя, такие как механическая упаковка и варианты заделки, чтобы эти датчики можно было легко приспособить к широкому спектру приложений. Варианты контактов герконового переключателя включают нормально открытый, нормально закрытый и однополюсный, двухходовой (SPDT).

Микро- и наномощные твердотельные переключатели не работают постоянно. Во время спящего режима коммутатора магнитное поле не обнаруживается, и выходной сигнал не обновляется.Если время ожидания составляет 100 мс, то вывод обновляется 10 раз в секунду. Если обнаруживаемый магнит движется слишком быстро, выходной сигнал датчика не сможет успевать, что приведет к ошибкам считывания. Герконовые переключатели не спят, поэтому их можно использовать со скоростью сотни раз в секунду.

5. Собственный гистерезис точки переключения

В отношении сенсорной техники гистерезис определяется как разница в уровне магнитного поля между точкой срабатывания (выход «включен») и точкой срабатывания (выход «выключен») устройства.Некоторая величина гистерезиса очень важна в измерительных приложениях, где обнаруживаемое движение может остановиться в любой точке цикла вращения. Без гистерезиса очень небольшое изменение магнитного поля может привести к непреднамеренному изменению выходного сигнала и ошибке измерения.

Небольшое изменение магнитного поля может быть вызвано близлежащими электрическими токами, например линиями электропередач, двигателями и т. Д., Или движением металла в поле земли. Сила магнитного поля Земли составляет от 0,25 до 0,65 Гаусс (0.От 025 до 0,065 мТл). Эти неконтролируемые магнитные поля ограничивают как минимальный гистерезис, необходимый для прочной конструкции, так и полезную чувствительность датчиков. Высокая магнитная чувствительность полезна для электронных компасов, но не для датчиков приближения.

Минимальный гистерезис является важным фактором при разработке надежного измерительного приложения. В твердотельных магнитных датчиках гистерезис должен быть добавлен к чувствительному элементу с помощью схемы, что означает, что он будет фиксированным и трудно управляемым.Герконовым переключателям, напротив, присущ гистерезис из-за их магнитомеханической конструкции, что обеспечивает повышенную надежность измерительного приложения.

Положение герконов на рынке датчиков и контроля

Герконы — это проверенная технология с большим опытом работы. Их герметичные контакты во многом способствовали их использованию во многих электронных приложениях. Они предоставляют надежные данные без необходимости физического контакта, даже в неблагоприятных средах, содержащих грязь, вибрацию, влагу, газ и масло.Их доказанная долговечность и надежность сделали их популярным выбором для нескольких требовательных приложений, включая автомобильную безопасность, медицинское оборудование, безопасность, коммунальные услуги, бытовую электронику и бытовую технику / бытовую технику.

Герконы

также обеспечивают увеличенный жизненный цикл продукта. Поскольку герконовый переключатель имеет только изгибающиеся внутренние компоненты, а электричество полностью содержится в язычках и подводящих проводах, он не имеет режима отказа, связанного с механическим износом.С некоторыми электрическими нагрузками срок службы превышает 50 лет и один миллиард циклов переключения. Спрос на герконовые переключатели во всем мире продолжает увеличиваться до более чем 1 миллиарда в год. В ответ на этот спрос производители совершенствуют герконовые переключатели, чтобы продолжать удовлетворять меняющиеся потребности рынка.

Заключение

При разработке маломощных измерительных приложений технология герконовых переключателей предлагает многочисленные преимущества по сравнению с технологиями твердотельных датчиков.Низкая рабочая мощность, жесткие допуски по потребляемой мощности, точные точки переключения магнитной чувствительности, собственный гистерезис точек переключения и простая настройка делают эту технологию гибкой и надежной.

Его герметичные контакты и увеличенный срок службы делают его привлекательным вариантом для множества применений, в том числе с опасными условиями. Благодаря десятилетиям проверенной производительности, применение и спрос на герконовые переключатели продолжают расти и расширяться вместе с быстрым развитием электроники и мехатроники.

Об авторе
Марк Пикхард — ведущий инженер по датчикам в подразделении электронного бизнеса в Littelfuse. С момента прихода в Hamlin в 1987 году он работал в компании, пока она не была приобретена Littelfuse в 2013 году. В обязанности г-на Пикхарда входит разработка герконовых переключателей и датчиков, а также сотрудничество с отделом продаж и маркетинга. Он получил степень бакалавра естественных наук в Университете Висконсин-Мэдисон, 27 лет занимается производством герконов и датчиков и имеет три патента в США.

Похожие статьи

Датчики уровня жидкости

— больше, чем просто сигнал включения / выключения

Переключите свой коммутатор

Магнитные датчики находят возможности в экологически чистой энергии

Достижение потенциала датчиков в интеллектуальных счетчиках