Hvad er røromskiftere, hvordan de er arrangeret og fungerer

En kort historie om oprettelse af røromskiftere

Skifteanordninger eller bare kontakter bruges meget i forskellige elektriske apparater og radioudstyr. For at forbedre driftsegenskaber, især forbindelsens levetid og pålidelighed, blev de udviklet magnetisk kontrollerede forseglede kontakter blev kaldt Reed-afbrydere.

De første prøver af sådanne kontakter dukkede tilbage i 30'erne af forrige århundrede, og den første magnetisk kontrollerede kontakt blev opfundet i 1922 i Skt. Petersborg af professor V. Kovalenkov, som han fik udstedt USSR's copyright-certifikat nr. 466. Udformningen af ​​en sådan kontakt er vist i figur 1.

Arrangeret sådan kontakt som følger. Til kernen 3 af blødt magnetisk materiale gennem isolerende pakninger 5 er fastgjort kontakter 1 og 2, også fremstillet af blødt magnetisk materiale. Når strøm ledes gennem spolen 4 i kernen 3, vises et magnetfelt og magnetiserer kontakterne 1 og 2, som er lukket. Kontakterne åbnes, når strømmen gennem spolen ophører.

Figur 1. Magnetisk kontrolleret kontakt med professor V. Kovalenkov

Faktisk var dette den allerførste magnetisk kontrollerede kontakt, kun uden en tætningsskal. En lignende kontakt blev først anbragt i tætningsskallen af ​​en amerikansk ingeniør W.B. Ellwood først i 1936. I halvfjerdserne af det forrige århundrede nåede røromskiftere deres maksimale udvikling og er vidt brugt i forskellige elektroniske enheder.

I øjeblikket bruges røromskiftere mindre intenst, fordi de er "overfyldte" Hall sensorer. Men i nogle tilfælde forblev vederomskifterne uden for konkurrence på grund af brugervenligheden, galvanisk isolering fra strømkilden, egenskaberne for "tørkontakt", så vederomskifterne bruges stadig i forskellige skemaer og enheder.

I tilfælde, hvor skiftelementets høje pålidelighed og holdbarhed er påkrævet Reed-afbrydere simpelthen uerstattelig. Som en del af røromskifteren er inkluderet i designet af forskellige sensorer, elektromagnetiske relæer, især lavstrøm, samt positionsafbrydere og nogle andre enheder.

Sorter af Reed-switches

Udover regelmæssige kontakter kan vippekontakter være at lukke (1 normalt åben kontakt), skifte (1 skifte kontakt) og åbne (1 normalt lukket kontakt). Denne opdeling er baseret på funktionelle egenskaber.

I henhold til tegnene på strukturelt teknologisk rørafbrydere er opdelt i to store grupper: med tørre kontakter og med kviksølvkontakter. Den første sort kaldes tørrørsafbrydere, og den anden er kviksølvrørsomskiftere. Der er faktisk ikke noget specielt i arbejdet med tørre vippekontakter i sammenligning med almindelige kontakter.

I kviksølvrørsomskiftere inde i en forseglet glaskasse er der ud over kontakter også en dråbe kviksølv. Formålet med denne kviksølvdråbe er at fugtige kontakterne under drift for at forbedre kontakternes kvalitet ved at reducere overgangsbestandigheden og også at slippe af med udløbet af kontakterne.

Chatter kaldes kontaktvibrationer under lukning og åbning, hvilket, når det aktiveres en gang, fører til gentagen skift af det transmitterede signal og ud over en betydelig stigning i responstid.

Forestil dig, at en sådan afvisning vil være til stede i lydforstærker mens du skifter indgangssignal! I tilfælde af, at en sådan raglende kontakt fungerer sammen med digitale mikrokredsløb, skal der træffes foranstaltninger for at undertrykke skrav i form af RC-kæder eller RS - udløser.

Forskellige kontakter, inklusive rørkontakter, bruges også i moderne mikrocontroller kredsløb, men i dem undertrykkes kontaktvisningen programmatisk. Det reducerer også systemets samlede ydelse.

Reed switch design

Udformningen af ​​forskellige typer vederafbrydere er vist i figur 2.

billede 2. Reed switch design

Alle vifteafbrydere er forseglet glasflaskeindeni som er placeret kontaktgruppe. Kontakter er magnetiske kerner svejst ind i enderne af cylinderen. De ydre ender af kernerne er designet til at blive forbundet til et eksternt elektrisk kredsløb.

Den mest udbredte reed switch med kontaktgruppe eller som vist på figuren “åben”. Hver kontaktkerne er lavet af ferromagnetisk elastisk ledning, der er fladet til en rektangulær form. Permalloytråd med en diameter på 0,5 - 1,3 mm bruges til fremstilling af kerner, afhængigt af strømafbryderen og følgelig dens dimensioner.

Direkte kontaktflader er belagt med ædelmetal, guld, palladium, rhodium, sølv og legeringer baseret på dem. En sådan belægning reducerer ikke kun overgangsmodstand, men bidrager også til øget korrosionsbestandighed af kontaktoverfladen.

Beholderens indre rum er fyldt med en inert gas (brint, argon, nitrogen eller en blanding deraf) eller blot evakueret, hvilket også hjælper med at reducere kontaktkorrosion og øge deres pålidelighed. Ved fremstilling af kerner er placeret således, at der mellem dem er en åbning, forresten, af en bestemt størrelse.

Fig. 3. Reed-switch

Princippet med røromskifteren

For at udløse kontaktgruppen er det nødvendigt at skabe et magnetfelt med tilstrækkelig styrke omkring vederomskifteren. Desuden betyder det ikke noget, hvordan dette felt oprettes, hverken ved hjælp af en permanent magnet eller af en elektromagnet. Kraftlinjerne i det ydre magnetfelt magnetiserer de indre kontakter - kerne i røromskifteren, som et resultat heraf overvinder elasticitetskræfterne, tiltrækker og lukker det elektriske kredsløb.

I denne tilstand forbliver kontakterne, indtil der er et magnetfelt med tilstrækkelig styrke omkring dem: det er nok at slukke for elektromagneten eller flytte væk fra den sædvanlige permanente magnet, så snart kontakterne åbnes. Den næste kontaktoperation vil ske, når magnetfeltet dukker op igen. Fra det foregående kan vi konkludere, at kontakterne udfører tre funktioner på én gang: elastiske elementer (fjedre), magnetkredsløbet og selve de ledende kontakter.

Reed-kontakten, der fungerer ved åbning, er noget anderledes. Dets magnetiske system er designet således, at når de udsættes for et magnetfelt magnetiseres kontaktkernerne med samme navn, derfor frastøder de hinanden og bryder det elektriske kredsløb.

Ved skifterørskontakten er en af ​​de tre kontakter som regel normal - lukket er lavet af ikke-magnetisk metal, og begge normalt - åbne kontakter er fremstillet af ferromagnetisk som nævnt ovenfor. Derfor, når et magnetfelt virker på vippekontakten, åbnes normalt åbne kontakter simpelthen tæt, og en ikke-magnetisk normalt lukket kontakt, der forbliver på sit originale sted, åbnes.

Note. Normalt åben kontakt, som er åben i mangel af en kontrolhandling, i dette tilfælde et magnetfelt. henholdsvis normalt lukket kontakt lukket i fravær af et magnetfelt.

Naturligvis er et magnetfelt altid til stede, for eksempel jordens magnetfelt. Og det synes overhovedet umuligt at sige om fraværet af et magnetfelt. Men Jordens magnetfelt er ikke nok til, at vederkontakten fungerer, derfor kan det forsømmes, og fraværet af et magnetfelt, i dette tilfælde eksternt, kan siges.

Læs videre i den næste artikel.

Fortsættelse af artiklen: "Reed switches: kontrolmetoder, eksempler på brug"

Boris Aladyshkin

Comments

[#1 Kirill]

Faktisk er en vifteafbryder et ekstremt nyttigt og praktisk element i enhver henseende. I dag er røromskiftere med nanostrukturerede kontaktflader baseret på anvendelsen af ​​ion-plasmametoder til dannelse af nanolag og nanostrukturer med specificerede kontaktegenskaber allerede udviklet. Deres anvendelse danner stabile nanoskala lag med høj elektrisk ledningsevne, hvilket gør det muligt at opgive brugen af ​​specielle belægninger af ædelmetaller fremstillet med galvaniske midler.

[#2 Maxim]

Én ting i røromskifterne er dårlig: du skal vælge den minimale permanente magnet, ellers ved længere tids eksponering magnetiseres og deformeres kontakterne og slukkes ikke, når magnetfeltet stoppes.