U mnogima električnih aparata postoji potreba za otpornim na udarce spoljašnje okruženje kontrolisane sklopke. Potreban je mehanizam čiji kontakti ne izgaraju u zraku, a vlaga ih ne ometa. Potrebno je ubrzati proces uključivanja i isključivanja kruga i isključiti prisustvo stranih nečistoća između kontakata, one su prisutne u atmosferi ili se s vremenom pojavljuju na kontaktima prekidača. U slučajevima kada je potrebna pouzdanost i izdržljivost, koriste se reed prekidači.

Uređaj je izumio profesor V. Kovalenkov u Sankt Peterburgu 1922. godine. Tridesetih godina istog veka počela je njihova proizvodnja i masovna primena u električnoj opremi.

Gerkon - šta je to

Reed prekidač je dva ili više kontakata zatvorenih u staklenoj kutiji. Za spajanje na vanjski električni krug, krajevi kontakata izvode se iz kućišta uređaja. Unutrašnja zapremina je zapečaćena i napunjena inertnim gasom. Odbijen pristup atmosferski vazduh kontakti su sigurno zaštićeni od štetan uticaj okruženje:

• Nema kisika, što doprinosi oksidaciji kontaktne grupe;
• Ne postoji vlažnost pri kojoj je moguć spontani rad;
• Nema mehaničkih nečistoća koje mogu spriječiti kontakt.

Staklo doprinosi pouzdanosti izolacija kontakt grupe. Ali upotreba krhkih materijala za tijelo ne dopušta korištenje uređaja u uvjetima povećanih opterećenja: vibracija, oštrih mehaničkih udara.

Kako radi reed prekidač

Princip rada reed prekidača zasniva se na elektromagnetnom polju - magnetu. Kontakt grupa u mirovanju je u zatvorenom ili otvorenom stanju, ovisno o vrsti uređaja.

Kada se magnetsko polje uvede u zonu percepcije uređaja - približavanje magneta ili drugog mehanizma sa sličnim svojstvima, kontakti uređaja se magnetiziraju i privlače jedni drugima. Rezultat je kratki spoj, uključivanje električnog kruga. U drugom slučaju, kontakti su magnetizirani na takav način da se međusobno odbijaju - dolazi do otvaranja, električni krug se isključuje.

Moguća kombinovana akcija kada dođe do prebacivanja. Prije nego što je magnetsko polje uvedeno u zonu uređaja, struja je tekla kroz jedan kontaktni krug, nakon prebacivanja kroz drugi.

Za primjer mogućeg rada reed prekidača, može se pretpostaviti da je zamijenio sobni prekidač. Sada ako donesete magnet bivši prekidač, gdje je sada instaliran reed prekidač, svjetlo će se upaliti, kada se magnet ukloni, ugasit će se.

Vrste uređaja

Svi uređaji podijeljeni u grupe prema principu rada:

• Normalno zatvoren reed prekidač. U mirovanju, bez uvođenja magnetnog polja, krug uređaja je zatvoren;
• Reed prekidač je normalno otvoren. U mirovanju, bez magnetnog polja, krug uređaja je otvoren;
• Prebacivanje. Kombinira zatvorene i otvorene uređaje;
• Bistable. Posjeduje vlastiti magnet, koji drži položaj kontakata uređaja u posljednjem stanju nakon nestanka unesenog magnetskog utjecaja.

Specifikacije

By tehničke specifikacije Reed prekidači se dijele ovisno o uvjetima korištenja. U obzir se uzimaju sljedeći faktori:

• Klimatski uslovi. Na primjer, rad na niskim temperaturama;
• Životna sredina. Na primjer, tekućina;
• Napon i struja koja prolazi kroz uređaj. Na primjer, herkotroni dozvoljavaju korištenje napona do 100 kilovolti.

Aplikacija

Zbog niske cijene i jednostavnosti dizajna, ugradnje i upotrebe, reed senzori i reed prekidači se uspješno koriste u slučajevima kada njihova krhkost nije bitna. Opseg njihove primjene je širok: od potreba domaćinstva do industrijskih procesa.

Električne komponente ugrađen u kućanskih aparata u obliku releja, u električnim brojilima, pa čak i u stacionarnim telefonima sa dugmadima - klikovi za biranje pulsnim biračem su, u stvari, rezultat njegovog rada.

Sigurnosni alarmi su jedan primjer upotrebe reed prekidača. Na dovratniku je postavljen magnet, na vratima je ugrađena trska. Kada se magnet ukloni iz zone detekcije uređaja, krug se zatvara ili otvara, zbog čega postaje poznato da je zaštićeni perimetar narušen.

Ovi uređaji se takođe koriste u detektorima požara. U slučaju opasne situacije, električno kolo uključuje se pomoću reed prekidača. Ovaj senzor može raditi i u zatvorenom i na otvorenom.

U industrijskim područjima, također se koriste u mnogim situacijama. Na primjer, za mjerenje nivoa tečnosti koristi se plutajući uređaj. U industriji liftova, za određivanje lokacije kabine lifta koriste se reed prekidači.

Grupa kontakata zatvorenih u staklenoj tikvici s inertnim plinom koristit će se gdje god je potrebno zatvoriti, otvoriti i uključiti električni krug.

Reed prekidači imaju niz mehaničkih i električni parametri koji karakterišu njihova svojstva. Ovi parametri se mogu podijeliti u dvije velike grupe: mehanički i električni.

Mehanički parametri reed prekidača

Mehanički parametri su magnetomotorna sila pokretanja. Ovaj parametar pokazuje pri kojoj vrijednosti jačine magnetnog polja kontakt se aktivira i oslobađa. U tehničkoj dokumentaciji to se naziva magnetomotorna sila pokretanja (označena sa Vav) i magnetomotorna sila oslobađanja (označena sa Vrel).

Važni parametri reed prekidača, u nekim slučajevima i glavni, su brzina njegovog aktiviranja i otpuštanja. Ovi parametri se obično mjere u milisekundama i označeni su kao tav i totp, koji općenito karakteriziraju brzinu reed prekidača. Reed prekidači sa manjim geometrijskim dimenzijama imaju veću brzinu.

Maksimalan broj operacija, ili jednostavno resurs, takođe spada u grupu mehaničkih parametara. Ovaj parametar određuje pri kojem broju operacija sva svojstva reed prekidača, i mehanička i električna, ostaju unutar dozvoljenih vrijednosti. U tehničkoj dokumentaciji se označava kao Nmax.

Električni parametri reed prekidača

Ovi parametri su isti kao i za konvencionalne mehaničke kontakte. Otpor mjeren između zatvorenih kontakata naziva se kontaktni prelazni otpor i označava se kao Rk, a otpor mjeren između otvorenih kontakata nije ništa drugo do otpor izolacije Riz.

Električna snaga reed prekidača. Ovaj parametar karakterizira probojni napon Upr. Ovaj napon uglavnom određuje kvalitet izolacije između kontakata, što je opet određeno kvalitetom vakuuma ili punjenjem sijalice inertnim plinovima. Osim toga, probojni napon ovisi o veličini razmaka između kontakata i kvaliteti njihovog premaza.

Napajanje se uključuje reed prekidačem Određuje ga uglavnom njegov dizajn: materijal i dimenzije kontakata, kao i vrsta premaza jastučića. U tehničkoj dokumentaciji ovaj parametar se naziva Pmax.

Kapacitet izmjereno između otvorenih kontakata označava se kao Ck. Zavisi samo od geometrijskih dimenzija reed prekidača i udaljenosti između otvorenih kontakata.

Metode upravljanja reed prekidačem

Mogu se podijeliti u dvije velike grupe: kontrola permanentnih magneta i kontrola strujnog namotaja. Ove metode su prikazane na slici 1.

Slika 1. Različiti načini upravljanja reed prekidačima

Reed prekidač sa trajnim magnetom

Najjednostavniji i najčešći način kontrole linearnog kretanja magneta. Ovdje je sasvim prikladno podsjetiti se gdje je magnet montiran na vratima i uzrokuje da reed prekidač radi kada su vrata zatvorena.

Metoda sa kutnim pomicanjem magneta se koristi mnogo rjeđe, po pravilu, u slučajevima kada se iz bilo kojeg razloga ne mogu primijeniti druge metode.

Preklapanje magnetnog polja zatvaračem se koristilo u tastaturama raznih računarskih uređaja, sve do devedesetih godina prošlog veka, a možda se još negde nađe.

Reed switch kontrola sa DC namotajem

Ova metoda se najviše koristi u stvaranju reed releji. Dizajn ovih releja je prilično jednostavan: reed prekidač se jednostavno postavlja unutar zavojnice sa strujom i nisu potrebne dodatne opruge i poluge, kao kod konvencionalnog releja. Jedini nedostatak u ovom slučaju je mali broj kontakt grupa.

Ako je zavojnica napravljena s dovoljno debelom žicom koja može proći veliku struju, tada se može dobiti relej reed struje. Takvi releji se široko koriste u moćnim izvorima. jednosmerna struja kao senzor sistema zaštite od preopterećenja. Fino podešavanje nivo rada takvog senzora provodi mehanizam s navojem koji vam omogućava glatko pomicanje trske duž osi zavojnice.

Prednosti i nedostaci reed prekidača

Kao i svaka stvar, reed prekidači imaju svoje nedostatke i prednosti. Hajde da prvo razgovaramo o prednostima.

U poređenju sa konvencionalnim prekidačkim kontaktima, reed prekidači su do 100 puta pouzdaniji od konvencionalnih otvorenih kontakata. Ova pouzdanost je zbog većeg otpora izolacije (dostiže desetine megaOma) i veće električne snage: probojni napon za neke tipove reed prekidača doseže nekoliko desetina kilovolti.

Neosporna prednost reed prekidača je njihova brzina: za neke modele reed prekidača frekvencija prebacivanja doseže 1000 Hz, a brzine odziva i otpuštanja su unutar (0,5 - 2,0 ms) i (0,2 - 1,0 ms), respektivno.

Vijek trajanja nekih reed prekidača dostiže 4 - 5 milijardi operacija, što je mnogo više nego kod običnih nezaštićenih kontakata. Također, treba uključiti prednosti reed prekidača lak način koordinaciju sa opterećenjem, kao i rad reed prekidača bez upotrebe izvora električne energije.

Nedostaci reed prekidača

Na pozadini prednosti, nedostaci vjerovatno nisu tako veliki. Prvo, to je mala komutirana snaga. Osim toga, mali broj kontaktnih grupa u jednom cilindru, a za "suhe" trske prekidače, kontakt se odbija. Nedostaci također uključuju krhkost staklene posude i, u nekim slučajevima, visoku osjetljivost na vanjska magnetna polja.

Boris Aladyshkin

U širokom spektru električnih i elektronskih kola koristi se radio komponenta lijepo ime"gerkon". Šta je to i kako funkcionira?

Ime i značenje

Ime zaista zvuči poetično, dostojno je prekrasnog cvijeta. Ali porijeklo te riječi je vrlo prozaično, znači "hermetički kontakt". Odsustvo zraka ili njegova zamjena određuje prednosti uređaja u odnosu na konvencionalne kontaktne grupe. Princip njegovog rada je izuzetno jednostavan, a ukratko se objašnjava drugim nazivom dijela: „magnetizirani električni priključak". Unutar staklene posude mala velicina dvije elastične metalne ploče su pričvršćene, od kojih je jedna opremljena feromagnetnom oblogom. Zaptivanje se postiže čvrstim prijanjanjem amorfnog materijala tela u vreme proizvodnje, drugim rečima, provodnici se jednostavno spajaju sa obe strane.

Uređaj uređaja

Dakle, u staklenu cijev se ubacuje mehanički sistem koji se sastoji od dvije opružne ploče, magnetnog materijala i kontaktnih grupa nanesenih ili zalemljenih na njih. U normalnom stanju, desna i lijeva komponenta mogu biti u galvanskom kontaktu, omogućavajući prolaz električna struja(takvi reed prekidači se nazivaju normalno zatvoreni), ili, naprotiv, mogu biti otvoreni (zatvarajući reed prekidač). Tada se unutar cijevi stvara vakuum ili se u nju upumpava inertni (hemijski pasivni) plin. Ovo se radi kako bi se povećale detalje. Kada struja prođe, kontakti se zagrijavaju i ubrzava se proces oksidacije, odnosno veze s kisikom. Ako je metal okružen inertnim medijem, tada se takva reakcija neće dogoditi. Sada se cijev može zalemiti i uređaj je spreman.

Rad uređaja, njegove prednosti i nedostaci

Aplikacija

Pa ipak, unatoč temeljnim nedostacima dizajna, koje je gotovo nemoguće u potpunosti eliminirati, karakteristike reed prekidača omogućuju njihovu upotrebu u mnogim područjima. ljudska aktivnost kod kojih nedostaci nisu toliko bitni, a prednosti prevladavaju. Na primjer, u konvencionalnoj kompjuterskoj tastaturi, u kojoj se takozvani "odbijanje" može riješiti uključivanjem filtera za prigušivanje u krug, a zatim ne brinući o čistoći kontakata. Ovi uređaji su također nezamjenjivi u alarmnim sistemima. Ne postoji ništa lakše od instaliranja senzora, koji se temelji na reed prekidaču uključenom u krug. Vrata su zatvorena - kontakt je zatvoren, a kada se otvore, magnet pričvršćen za dovratnik se odmiče, smanjuje, krug se otvara, što služi kao signal za rad elektronskog kola upozorenja. Za određivanje položaja kabine lifta najčešće se koriste i prekidači s trskom. Ronilačku rasvjetnu opremu je također lako kontrolisati pomoću magneta, bez straha od slane morske vode koja se ulijeva u električna svjetla kroz otvore na rasklopnim tijelima. I u jednofaznim i u trofaznim strujnim krugovima prisutni su i reed prekidači.

Hercotrons

Prilikom studiranja visokonaponska kola studenti i specijalisti se ponekad susreću sa terminom „reed switch“, dok je iz konteksta jasno da je, u smislu svoje osnovne strukture, ovo isti prekidač. Šta je to i koja je razlika? U karakteristikama, odnosno u naponu (do 100 kV) i struji koja može proći kroz kontakte. Sposobnost izolacije da se odupre mogućnosti kvara i poprečni presjek vodiča, kao i površina kontakta - to je ono što razlikuje rele s trskom od reed prekidača. U svim ostalim aspektima, i što je najvažnije, u principu, ovi uređaji su identični.

reed switch – ultra-precizno brzo djelovanje zatvoreni prekidač kontrolisan magnetnim poljem. Broj njenih operacija je i do pet milijardi puta. Na osnovu toga, senzori magnetnog polja I reed releji za najviše razne aplikacije- od kućanskih aparata za avijaciju i astronautiku. Članak opisuje karakteristike izbora reed prekidača i daje tabelarni pregled širokog asortimana ovih proizvoda koji se proizvodeLittelfuse .

Riječ "reed switch" je skraćenica od riječi "čvrsti kontakt". Prvi reed prekidač razvila je 1936. godine američka kompanija Bell Telephone Laboratories. Nakon toga su se počeli naširoko koristiti kao senzori, a na njihovoj osnovi su stvoreni releji s trskom.

Reed prekidač (slika 1) sastoji se od dva feromagnetna vodiča sa ravnim kontaktima zapečaćenim u staklenoj kapsuli. Bez vanjskog magnetskog polja, kontakti su otvoreni i između njih postoji mali dielektrični razmak. Kontakti se zatvaraju u magnetnom polju. Kontaktna površina obje ploče ima prskanu ili pocinčanu prevlaku od metala koji je vrlo otporan na eroziju (obično rodij, iridij ili rutenij). Struktura slojeva kontaktnog premaza prikazana je na slikama 2a i 2b za rodij, odnosno iridijum.

Iridijum, rutenijum i rodijum su metali platinske grupe veoma otporni na eroziju. Zahvaljujući taloženju ovih metala, broj kontaktnih operacija dostiže pet milijardi puta. Azot se obično pumpa u šupljinu kapsule. Neki tipovi reed prekidača su evakuisani kako bi se povećao maksimalni dozvoljeni prekidački napon. Kontakti reed prekidača u magnetskom polju su magnetizirani, a između njih postoji magnetomotorna sila jednaka jačini magnetskog polja. Ako je jačina magnetnog polja dovoljno velika da savlada elastične sile u kontaktima koje nastaju prilikom njihove elastične deformacije, tada se kontakti zatvaraju. Kada polje oslabi, kontakti se ponovo otvaraju.

Postoje dvije vrste reed prekidača: SPST-NO (Single Pole, Single Throw Normally Open, odnosno "jedan pol, jedan kanal") - konvencionalni prekidač, u kojem su dva kontakta normalno otvorena; SPDT-CO (Single Pole, Double Through Change Over, tj. „jedan pol, dva kanala - prebacivanje“) je prekidač u kojem je jedan kontakt uvijek normalno zatvoren, a drugi normalno otvoren.

Reed prekidač opisan gore i prikazan na slici 3 je SPST tipa.

Slika 4 prikazuje SPDT reed prekidač.

Zajednička ploča je jedini pokretni dio takvog reed prekidača; u nedostatku magnetnog polja, zatvorena je normalno zatvorenim relejnim kontaktom. Kada se pojavi magnetsko polje odgovarajuće jačine, zajednička ploča se zatvara sa normalno otvorenim kontaktom. I normalno otvorene i normalno zatvorene kontaktne ploče su nepokretne. Otvoreni kontakti imaju feromagnetni premaz, dok je normalno zatvoreni kontakt izrađen od nemagnetnog materijala. Kada se stave u magnetsko polje, pokretni i normalno otvoreni kontakti se magnetiziraju u istom smjeru, a uz dovoljnu jačinu magnetnog polja, pokretni kontakt se zatvara sa fiksnim feromagnetnim kontaktom. Kada vanjsko magnetsko polje nestane, magnetizacija kontakata slabi i oni se otvaraju. Kako bi se minimizirala zaostala magnetizacija, u proizvodnji reed prekidača koristi se visokotemperaturna obrada kontakata. Kao izvor magnetnog polja za reed prekidač najčešće se koristi trajni magnet (slika 5) ili solenoid.

Razmotrite nekoliko najčešćih sistema magneta na trsku.

1. Približavanje i uklanjanje magneta okomito (slika 6) ili pod uglom (slika 7) u odnosu na glavnu geometrijsku os reed prekidača:

U tom slučaju, reed prekidač će se zatvoriti kada se približi i otvoriti kada se magnet udalji. Pogledajmo pobliže sliku 8.

Koncentracija linije sile magnet se smanjuje kako se magnet udaljava od reed prekidača. Magnetne linije su najviše koncentrisane na polovima magneta. Najšira zona interakcije između magneta i reed prekidača nalazi se u centru reed prekidača. Kada se u ovoj zoni nalazi trajni magnet, magnetsko polje je dovoljno za pouzdan rad kontaktne grupe. Isprekidana linija prikazuje zonu histereze - kada magnet uđe u ovu zonu, magnetsko polje još nema dovoljnu snagu da pokrene kontaktnu grupu, ali je dovoljno da zadrži kontaktnu grupu u aktiviranom stanju. U slučaju drugačije konfiguracije kontaktne grupe reed prekidača, različite od razmatranog SPST, rad će se shvatiti kao otvaranje normalno zatvorenog kontakta i zatvaranje pokretnog kontakta sa normalno otvorenim kontaktom reed prekidača SPDT. Zatvaranje kontakata reed prekidača može se aktivirati paralelnim kretanjem prstenastog magneta duž ose reed prekidača, kao što je prikazano na slici 9.

Konfiguracija zona interakcije će biti slična prethodnom sistemu, budući da će se os reed prekidača i smjer magnetnih linija magneta poklopiti sa gore opisanom situacijom, kao što se vidi na slici 10.

1. Reed prekidač se može aktivirati ravnim magnetom ili prstenastim magnetom sa dva ili 2N pola (slika 11).

Da bismo razumjeli interakcijske zone reed prekidača, okrenimo se slikama 12 i 13.

Kao što se može vidjeti, zone interakcije se nalaze na krajevima reed prekidača. U središnjem dijelu reed prekidača nalazi se "mrtva zona" u kojoj reed prekidač ostaje otvoren. Dakle, magnet koji se kreće okomito na reed prekidač, čiji su polovi raspoređeni na sličan način, neće aktivirati reed prekidač (slika 14).

1. Reed prekidač može biti zaštićen magnetnim materijalom (npr. čelični lim). Slika 15 prikazuje fiksni reed prekidač i fiksni magnet između kojih se pomiče zaštitni objekt.

Glavni tipovi reed prekidača koje proizvodi Littelfuse prikazani su u tabeli 1.

Tabela 1. Littelfuse serija reed prekidača

Serije	Dužina kućišta, mm	nosivost (Standard: ≤10W, ≤0.5A, ≤200V)	Vrsta kontakta	Ključne karakteristike
	7	Standard	SPST	Super-kompaktan (stakleno tijelo od 7 mm)
	10	Standard	SPST	Veoma kompaktan (10mm stakleno kućište)
	13	Standard	SPST	Kompaktan (stakleno tijelo 12,7 mm)
	14	Standard	SPST	Jeftiniji, fleksibilniji vodiči
	14	Standard	SPST	Mala histereza
	15	Standard	SPST	Niska cijena
	15	~240 V (20 W)	SPST	~ 240 V max. radni napon
	15	20 W	SPST	Mala histereza
	15	20 W	SPST	Dugi tragovi, povećani resursi
	19	1000 V	SPST	visokog napona
	20	~240 V, 50 W	SPST	Preklopni napon ~240 V, velika snaga
	50	100W, 3A, 400V	SPST	Velika, velika snaga
	15	Standard	SPDT	Mali korpus
	40	30W, 0.5A, 500V	SPDT	velike snage
	40	50W, 1.5A, 500V	SPDT	Velika, velika snaga

Glavni parametri reed prekidača

Vrijeme odziva – vrijeme između trenutka primjene magnetnog polja i trenutka zatvaranja kontakata reed prekidača.

Na slici 16 prikazan je grafik zavisnosti veličine magnetnog polja od vremena. Prvo, reed prekidač se stavlja u jako magnetsko polje do zasićenja (u ovom slučaju, čak i uz povećanje magnetske indukcije, magnetizacija, dostižući maksimum, ostaje nepromijenjena). Nakon toga, magnetsko polje je oslabljeno na 0 i počinje postupno rasti. Radna tačka na ovom grafikonu označava takvu vrijednost magnetnog polja pri kojoj se kontakti reed prekidača zatvaraju. Tačka razdvajanja - odgovara veličini magnetnog polja pri kojem se kontakti otvaraju. Treba napomenuti da je jačina polja na mestu isključenja uvek niža nego u radnoj tački. To je zbog činjenice da kontakti reed prekidača uvijek imaju blagu magnetizaciju.

vrijeme izdavanja naziva se interval između radne tačke i tačke isključenja.

Aktiviranje magnetomotorne sile (MFS) ( povuci — in ) - ovo je vrijednost karakteristike snage magnetskog polja, pri kojoj se kontakti reed prekidača zatvaraju. U SI sistemu, jedinice mjerenja magnetomotorne sile su Amper*turn (AT ili Amper*turn). Prilikom mjerenja magnetomotorne sile solenoidom, radna tačka (kratka) se obično daje na 20°C, jer zbog termičkog širenja bakrene žice u zavojnici, magnetsko polje će se promijeniti za približno 0,4%/°C.

Odnos između otvaranja i zatvaranja, obično izražen kao postotak, naziva se histereza. U zavisnosti od materijala metalnih kontakata, njihove krutosti, dužine, kontaktne površine, histereza će jako varirati (slika 17).

Histereza je omjer magnetomotorne sile pokretanja i magnetomotorne sile u tački razdvajanja. Obično se ovaj parametar izražava u postocima. Littelfuse proizvodi specijalne serije reed prekidača (MACD-14, MASM-14) kod kojih je histereza svedena na minimum. Obično se takvi reed prekidači koriste u senzorima nivoa tečnosti, u sistemima za pozicioniranje.

Otpor kontakta ( kontakt otpor ) - maksimalni otpor reed prekidača u zatvorenom stanju.

Specifični otpor kontakata reed prekidača ili reed releja je vrlo nizak i obično se kreće od 7,8x10 -8 do 10x10 -8 ohm/m. Viši je otpornost bakar, koji je jednak 1,7x10 -8 Ohm / m. Otpor kontakta reed prekidača je obično oko 70 do 200 mΩ, a otpor kontakta u releju je oko 150 mΩ.

Kontaktni dinamički otpor ( dinamičan kontakt Otpor ( DCR ) - ovo je otpor kontakata reed prekidača u radnom / dinamičkom načinu rada. Statički kontaktni otpor reed prekidača je prilično neinformativan parametar koji ne dopušta da se identifikuju problemi povezani sa stvarnim stanjem kontakata. Zatvaranje i otvaranje kontakata reed prekidača frekvencije od 50 do 200 Hz daje mnogo više informacija. Primjena 0,5 V i 50 mA na reed prekidač može pomoći u identifikaciji potencijalnih problema. Ova mjerenja se mogu izvršiti osciloskopom i lako digitalizirati automatskom kontrolom kvaliteta (Slika 18). Ne biste trebali koristiti veći napon kako ne biste istrošili kontakte reed prekidača. Ako kontakti reed prekidača nisu bili pravilno očišćeni u proizvodnji prije pakiranja, tada mogu imati najtanji dielektrični film debljine nekoliko angstrema. Zbog toga može biti poremećeno prebacivanje slabih signala. Kada koristite više visokog napona ovaj problem se možda nikada neće pojaviti.

Ako se na zavojnicu primijeni signal frekvencije od 50 ... 200 Hz, struja prebacivanja će biti oko 0,5 mA. Odbijanje kontakta nakon zatvaranja može trajati oko 100 ms, praćeno dinamičkom bukom, koja će trajati oko 0,5 ms. Priroda ove dinamičke buke je da nakon zatvaranja kontakata dolazi do harmonijskih oscilacija, a otpor se mijenja u kontaktnoj tački zbog promjene tlaka u zoni kontakta. U ovom slučaju ne dolazi do kvara. Slika 19 pokazuje da nakon završetka faze dinamičke buke počinje faza „talasa“, koja traje 1 ms ili nešto više. Vibracija kontakata reed prekidača u magnetskom polju solenoida prestaje nakon 2 ... 2,5 ms, a otpor se stabilizira.

Posmatrajući talasni oblik ovog dinamičkog testa, možemo izvući neke zaključke o kvalitetu reed prekidača koji se testira. Čim se napon stavi na solenoid, oscilatorni proces bi trebao biti završen u vremenu približno jednakom 1,5 ms. Ako se oscilacija nastavi duže od 2,5 ms, to može značiti da se kontakti ne magnetiziraju dobro. Kao rezultat toga, resurs ovog reed prekidača će biti mali, posebno ako radi s velikim opterećenjem (slika 20).

Ako dinamički šum ili odbijanje kontakta traju mnogo duže od 3 ms, to može biti rezultat curenja reed prekidača, pukotine u kućištu, strujnog ili naponskog preopterećenja. Također, ovo može biti posljedica kontaminacije kontakata tokom proizvodnje ili ulaska vlažnog zraka u kućište reed prekidača. Slike 21 i 22 prikazuju takve slučajeve.

Na slici 23 prikazan je slučaj kada se nakon završetka faze dinamičkog šuma nastavljaju stohastičke oscilacije kontakata, zbog čega se dinamički otpor kontakata ne stabilizuje.

Preklopni/preklopni napon ( prebacivanje voltaža ) obično je maksimum konstantan pritisak, koji se može primijeniti na reed prekidač u trenutku zatvaranja kontakata. Ako je napon na reed prekidaču veći od 5 ... 6 V, tada se mikroskopska količina metala može prenijeti s jednog kontakta na drugi. Unatoč tome, kada rade s naponima do 12 V, reed prekidači i releji imaju vrijeme između kvarova od desetina miliona operacija. A pri naponu od 5 V ili manje, broj operacija se povećava i do milijarde puta. Visokokvalitetni Littelfuse reed releji mogu raditi u krugovima malog signala s naponima od nekoliko nanovolti.

Preklopna struja ili sklopna struja ( prebacivanje struja ) je maksimalna istosmjerna struja ili vršna vrijednost naizmjenična struja u trenutku zatvaranja kontakata reed prekidača. Ako se ova vrijednost prekorači, vijek trajanja reed prekidača će se značajno smanjiti.

Struja nosioca ( nositi struja ) - ovo je maksimalna vrijednost struje sa zatvorenim kontaktima reed prekidača. Mikrosekundni strujni impulsi mogu značajno premašiti ovu vrijednost bez smanjenja vijeka trajanja reed prekidača. U isto vrijeme, dugi strujni impulsi ili jednosmjerna struja koja premašuju nosilac dovest će do smanjenja vijeka trajanja reed prekidača ili njegovog kvara. Reed prekidači i releji, za razliku od svojih elektromehaničkih kolega, mogu raditi sa vrlo malim strujama, na nivou od nekoliko femtoampera (femto = 10 -15).

Ekvivalentni kapacitet ( kontakt kapacitivnost ) – kapacitet reed prekidača u zatvorenom stanju. Za reed prekidače tipa SPST, ova vrijednost je obično 0,1 ... 0,2 pF. Za preklopne reed prekidače tipa SPDT, ekvivalentna kapacitivnost je tipično 1...2 pF.

Ova postavka ima veliki značaj kada koristite reed prekidač u visokofrekventnim kolima.

Prekidano napajanje ( prebacivanje moć ) - ovo je maksimalna snaga koju može potrošiti opterećenje povezano preko reed prekidača. Budući da se snaga računa kao umnožak sklopnog napona i sklopne struje, za reed prekidač od 10 W nije potrebno propuštati struju veću od 500 mA na naponu od 200 V, za takvu struju je maksimalni uklopni napon će biti samo 20 V. Prekoračenje ovog parametra neminovno povlači i smanjenje perioda servisa reed switch-a.

Otpor izolacije ( izolacija otpor ) – otpor reed prekidača u otvorenom stanju. U ovom parametru, reed prekidači su superiorniji od većine trenutnih ključeva, jer se njihov izolacijski otpor mjeri u teraomima. Veličina struje curenja reed prekidača u otvorenom stanju je nekoliko pikoampera.

Dielektrična apsorpcija ( dielektrik apsorpcija ) - ovo je efekat povezan sa polarizacijom dielektrika u reed prekidaču tokom pražnjenja kapacitivnog naboja kontakata. Ovaj efekat se manifestuje u obliku kašnjenja ili smanjenja protoka vrlo malih struja na nivou nanoampera kroz zatvoreni reed prekidač.

Rezonantna frekvencija ( rezonancija frekvencija ) je frekvencija prirodnih oscilacija reed prekidača, na kojoj počinju prirodne vibracije kontakata, koje zauzvrat utječu na parametre reed prekidača kao što su napon proboja i napon prebacivanja. Reed prekidači sa kapsulama od 20 mm obično imaju rezonantnu frekvenciju u opsegu od 1500...2000 Hz. Kompaktniji reed prekidači od 10 mm imaju višu rezonantnu frekvenciju: 7000…8000 Hz. Kako bi se izbjegli problemi u radu reed prekidača, potrebno je uzeti u obzir vibracije radnog okruženja i rezonantnu frekvenciju reed prekidača.

Zaštita reed prekidača i rele releja

U krugovima u kojima reed prekidač radi s induktivnim opterećenjem kao što je zavojnica releja, solenoid, transformator ili minijaturni motor, energija magnetskog polja pohranjena u induktivnim komponentama doživjet će visoka naponska i strujna opterećenja kada se prebaci. Ova okolnost će negativno utjecati na vijek trajanja reed prekidača.

Postoji nekoliko načina da riješite ovaj problem.

1. Upotreba šant diode (u stranoj literaturi se često nalazi pod nazivom flyback ili freewheeling diode) moguća je u DC kolima (slika 24). Za izmjenični napon, morat ćete koristiti Zener zaštitnu diodu (aka lavinska dioda ili TVS dioda), varistor ili RC kolo (RC snubber krug). Svaka od metoda ima i prednosti i nedostatke.

1. Upotreba supresnih RC kola (snubber kola).

Postoje dvije opcije za spajanje snubber kola: paralelno sa reed prekidačem (slika 26) ili paralelno sa opterećenjem (slika 27). Prva metoda je poželjna. Smanjuje napon tokom prebacivanja i na taj način izbjegava stvaranje varnica. Ali u ovom slučaju, tokom prebacivanja, veća struja će teći kroz reed prekidač, zbog pražnjenja kondenzatora.

Tako ćemo biti suočeni sa rješenjem problema izbora odgovarajućeg otpornika po otporu i kondenzatora po kapacitetu. Mali kapacitet neće izgladiti naponske udare tokom prelaznih procesa, posebno sa velikom reaktivnom komponentom opterećenja. Veliki će povećati cijenu snubber kruga i istovremeno povećati struju prebacivanja, što će također negativno utjecati na trajnost reed prekidača. Otpornik se koristi za ograničavanje struje tokom zatvaranja kontakata reed prekidača. Izračunajmo otpor:

Ohmov zakon:

Napon reed prekidača mora biti unutar 0,5 od maksimalnog vršnog napona Vpk (1)

(1)

i tri puta više od 3*Vpk. Računamo prema formuli (2):

(2)

gdje je Isw struja uključivanja reed prekidača.

Smanjenje otpora otpornika u snubber krugu će smanjiti trošenje kontakata reed prekidača od električni lukovi, dok će visoki otpor imati pozitivan učinak na ograničavanje struje "kondenzator-reed prekidač". Za odabir odgovarajuće kapacitivnosti, preporučuje se da počnete s 0,1 uF. Ovo je vrlo uobičajen kontejner i njegova cijena je vrlo niska. Ako ovaj kapacitet ne uspije da se riješi varnica kada su kontakti reed prekidača zatvoreni, pokušajte ga postepeno povećavati dok varnice ne nestanu tokom prebacivanja. Paralelno s tim, ne zaboravite na struju prebacivanja.

Oblikovanje i rezanje provodnika prekidača

Dužina i oblik aksijalnih vodova reed prekidača nisu uvijek prikladni za upotrebu u određenom uređaju. Međutim, nepromišljene izmjene mogu značajno utjecati na rad reed prekidača. Prilikom rezanja i oblikovanja reed prekidača, važno je koristiti ispravne potpore i alate za rezanje kako biste izbjegli oštećenje hermetičkih zaptivki od stakla do metala. Oštećeno kućište može imati i strugotine koje su nevidljive oku i velike pukotine. Takvi se defekti mogu vizuelno detektovati korišćenjem mikroskopa sa malim uvećanjem. Ali postoje slučajevi kada je brtvljenje kućišta pokvareno, pa čak ni gore opisana metoda mjerenja dinamičkog otpora možda neće otkriti primjetno pogoršanje. Vremenom će vlaga ući u prekidač i njegovo funkcioniranje će biti poremećeno.

Kako bi se izbjegla oštećenja, preporuča se ostaviti 1 mm dužine provodnika između tačke formiranja ili rezanja - i tijela trske prekidača. U tom slučaju, izlaz reed prekidača mora biti potpuno fiksiran tako da se mehanički stres tokom oblikovanja ili rezanja ne prenese na ostatak izlaza.

Razmotrimo glavne metode oblikovanja i obrezivanja vodova reed prekidača.

1. Rezanje provodnika reed prekidača bočnim rezačima sa obostranim oštrenjem (slika 28) je neprihvatljivo, jer će se u tom slučaju sila koja deformiše elektrodu prenijeti prema kućištu.

Dozvoljeno je podrezivanje provodnika bočnim rezačima sa jednostranim oštrenjem (Slika 29), pri čemu treba imati na umu da ravna strana čeljusti bočnog rezača treba biti na strani kućišta reed prekidača. Također treba obratiti pažnju na kvalitetu oštrenja i prisutnost zazora u korištenom alatu.

1. Rezanje vodova pomoću stezaljke koja čvrsto fiksira kontakte reed prekidača (slike 30 i 31).

Podrezivanje provodnika reed prekidača s djelomičnom fiksacijom (slika 32) nije dozvoljeno.

1. Zabranjeno je formiranje provodnika reed prekidača bez fiksiranja provodnika (Slika 33), jer je u tom slučaju dio provodnika koji ulazi u tijelo reed prekidača također podvrgnut deformaciji.

Dozvoljeno je oblikovanje provodnika reed prekidača uz fiksiranje elektrode u dvije tačke, kao što je prikazano na slici 34, jer oslonac B ne dozvoljava deformaciju provodnika u smjeru od njega do tijela reed prekidača.

Kalupljenje kada je izlaz reed prekidača potpuno fiksiran, kao što je prikazano na slikama 35 i 36, takođe je prihvatljivo.

Nakon pravilnog oblikovanja i podrezivanja vodova reed prekidača, mogu se dobiti uobičajene konfiguracije prikazane na slici 37.

Izbor magneta

Za opšta upotreba Uglavnom se koriste četiri grupe magneta: ferolegure, alnico AlNiCo, neodimijum NdFeB i samarijum SmCo (tabela 2). Za odabir odgovarajućeg magneta treba uzeti u obzir faktore kao što su temperatura okoline, demagnetizacija obližnjim izvorima magnetnih polja, slobodan prostor za kretanje, hemijski sastav okruženje.

neodimijum magneti imaju najveću energiju, najveću remanenciju i prisilnu silu. Imaju relativno nisku cijenu i veću mehaničku čvrstoću od samarija SmCo. Može se koristiti na temperaturama medija do 200°C. Ovi magneti se ne preporučuju za upotrebu u okruženjima bogatim kiseonikom.

Samariaceae SmCo imaju visoku energiju i pogodni su za aplikacije gdje je potrebna visoka otpornost na demagnetizaciju. Imaju odličnu termičku stabilnost i mogu se koristiti u okruženjima do 300°C i imaju visoku otpornost na koroziju. Istovremeno, njihova cijena je najviša među svim vrstama magneta. Njihov nedostatak je njihova vrlo velika krtost.

Alnico AlNiCo je mnogo jeftiniji od magneta rijetkih zemalja i pogodan je za većinu primjena. Uz nisku koercitivnost, imaju odličnu termičku stabilnost do 550°C.

ferit magneti su najjeftiniji, ali lomljivi. Imaju dobru termičku stabilnost i mogu se koristiti na temperaturama do 300 °C. Veoma otporan na koroziju. Zahtevaj mašinska obrada kako bi se zadovoljile uske tolerancije dimenzija.

Tabela 2. Izbor magneta za upravljanje reed prekidačima

Indikatori	Povećanje performansi →
Cijena	Ferit	AlNiCo	NdFeB	smco
Energija	Ferit	AlNiCo	smco	NdFeB
Raspon radne temperature	NdFeB	Ferit	smco	AlNiCo
Otpornost na koroziju	NdFeB	smco	AlNiCo	Ferit
Prinudna sila	AlNiCo	Ferit	NdFeB	smco
Mehanička čvrstoća	Ferit	smco	NdFeB	AlNiCo
Temperaturni koeficijent	AlNiCo	smco	NdFeB	Ferit

Zaključak

IN savremeni svet svakim danom sve je više "pametnih stvari" koje nam uvelike pojednostavljuju svakodnevne zadatke. Značajnu ulogu u tome imali su senzori zasnovani na reed prekidačima. Fantastična pouzdanost, precizan rad, bez potrebe za napajanjem, jednostavnost upotrebe i odlična svojstva preklapanja za mala signalna kola učinili su reed prekidače jednom od najčešćih elektronskih komponenti koje se koriste u svemu, od frižidera do aviona.

Ovi senzori su kupljeni na osnovu komentara na jednu od mojih prošlih recenzija.
Uglavnom, ovdje se nema šta recenzirati, jer je princip njihovog rada jednostavan, ali jedan od mojih drugova se zainteresirao šta je to i kako radi - odlučio sam da napišem ovu malu vizualnu recenziju o tome.

Princip rada

reed prekidač ( ger crossbred kon takt) je stakleni konus, unutar kojeg se nalaze dvije elastične kontaktne feromagnetne ploče, koje se, kada su uronjene u magnetsko polje, zatvaraju i formira se kontakt kroz koji zatim teče struja.
Konus je obično ispunjen inertnim plinom ili sadrži vakuum. Primjer rada je shematski prikazan u animaciji ispod, gdje je prikazan običan magnet.

Zašto se ploče zapravo zatvaraju i otvaraju od prisustva magnetnog polja. Kao što je gore spomenuto, same ploče su feromagnetne, tj. oni aktivno privlače magnet k sebi i istovremeno ih sam magnet aktivno privlači. Slična svojstva ima i obično željezo. Magnet ima dva polariteta - sjeverni i južni, a magnetske linije uvijek idu od sjevernog pola prema jugu. Prilikom dovođenja magneta na reed prekidač, magnetne linije će također proći kroz ove elastične ploče. U ovom slučaju, na slici, sjeverni pol magneta nalazi se lijevo, južni - desno. U skladu s tim, rub gornje ploče postaje južni polaritet, a rub donje ploče postaje sjeverni polaritet - kao rezultat toga, ploče se zatvaraju. Kada se magnet udalji, ploče se otvaraju zbog svoje elastičnosti. Ako magnet nije pravilno postavljen u odnosu na ove ploče, onda će magnetne linije prolaziti kroz njih neravnomjerno, a kontakti se neće moći zatvoriti.

U prodaji se mogu naći tri glavna tipa reed senzora:
1) Normalno otvoreni (uočljivi), koji su normalno otvoreni, a kada su uronjeni u magnetsko polje, krug se zatvara.
2) Normalno zatvoren - već suprotan princip: u normalnom stanju, kontakti su zatvoreni, ali kada su uronjeni u magnetsko polje, kontakti se otvaraju.
3) Reed prekidači, za razliku od prva dva, već imaju 3 izlaza i 3 ploče unutra. U mirnom stanju, jedan par kontakata je zatvoren; kada je uronjen u magnetsko polje, drugi par je već zatvoren.

Reed prekidači su takođe dizajnirani za prebacivanje visoka struja ili živa, gdje su dodirne točke ploča navlažene kapljicom žive da bi se spriječilo odbijanje kontakta. Glavna primjena reed prekidača su sigurnosni i automatizirani sistemi, kao najjednostavniji primjer - automatski start bilo koju radnju kada se otvore vrata ili prozor, kao što je slanje alarma. Na bazi reed prekidača izrađuju se reed releji - u visokonaponskim instalacijama se koriste za zaštitu od prekomjerne struje, u ovom slučaju reed prekidač se postavlja u zavojnicu.

Izgled. Dimenzije
Uzeo sam normalno otvorene (otvorene) u količini od 10 komada.
Staklena kapsula blago zelenkaste nijanse.

Dimenzije odgovaraju 2x14mm

Sastavio sam jednostavno kolo sa LED diodom na matičnoj ploči, u čiji procjep sam postavio reed prekidač kako bih provjerio njegov rad dovođenjem ravnog neodimijumskog magneta na njega, a kako magnetna polja imaju različite polove, kontakti u Reed prekidač su stabilno zatvoreni samo ako je magnet usmjeren na njega uzduž i poprijeko.

U drugim položajima magneta, kontakti u reed prekidaču neće biti zatvoreni:

Primjer s magnetima iz motora: okretanje jedne strane - kontakti se zatvaraju, s druge strane - nema reakcije. Stoga ovu tačku treba uzeti u obzir.

Kako se stanje ploča mijenja - u uvećanom prikazu pod digitalnim mikroskopom

Uz sve, bilo bi lijepo prikazati najjednostavniji vizualni test rada ovog senzora sa izvođenjem neke radnje pri otvaranju i zatvaranju vrata prostorije, na primjer, paljenjem stolna lampa kroz .

Prvo morate spakovati sam reed prekidač.

Stavlja se komad termoskupljača, savijen vrućim zrakom

Potrebno je izvući jedan zaključak. Ali tada me je čekala prva palačinka s kvržicom - savijanjem izlaza gotovo na samom dnu stošca - staklo se razbilo i prekidač je postao neupotrebljiv:

Da se to ne dogodi, potreban vam je zaključak, odmaknite se od baze kapsule za 1-2 mm, stegnite je pincetom i tek onda savijte:

Drugi zaključak je malo skraćen, zajedno sa toplinskim skupljanjem

Zalemio sam žicu na oba terminala žice

Sada sve to treba nekako popraviti. Stoga sam isjekao šipku iz pištolja za ljepilo na male kriške:

Stavio sam još termoskupljača na vrh reed prekidača, u podnožje sam ubacio malo vrućeg ljepila unutra:

Puhao vreli vazduh

Uklonjen višak ljepila

Stvar je mala. Pričvrstite magnet na vrata, a prekidač na zidu, nasuprot magnetu. Za indikativni test, ovdje se uklapa i obična ljepljiva traka, jer možete brzo ukloniti sve naprijed-natrag.

Magnet i reed prekidač nalaze se jedan preko drugog

Elektronsko-softverski dio je jednostavan: Pro Mini ploča je postavljena na eksterni prekid, gdje je izlaz prekida povezan sa napajanjem ploče preko ovog istog reed prekidača, a dok su vrata zatvorena i blizu je magnet reed prekidač, kolo je zatvoreno, kontroler je u stanju mirovanja, a releji koji upravljaju lampom su isključeni. Čim se vrata otvore i magnet se pomakne u stranu, reed prekidač se otvara, dolazi do eksternog prekida koji daje impuls releju i lampa se pali.

U domaćim proizvodima može biti mnogo primjena, posebno kod jednostavnih i jeftinih Attiny13 kontrolera ili, ako je projekt vrlo jednostavan, s tranzistorima. Zbog svoje male veličine, prekidač se može vješto sakriti od znatiželjnih očiju. Koristiću ih u nova verzija energetski efikasan GSM-alarmni sistem, iako je za njegovu potpunu montažu potrebno sačekati još nekoliko komponenti. Od minusa, ističem krhkost kapsule i ranjivost prema drugima magnetna polja. Što se tiče pouzdanosti, pišu da imaju prilično veliki ciklus zatvaranja-otvaranja zbog nepropusnosti unutar kapsule. Općenito, vidjećemo.

Planiram kupiti +47 Dodaj u favorite Svidjela mi se recenzija +78 +137