Hva er vassbrytere, hvordan de er ordnet og fungerer

En kort historie om opprettelse av vassbrytere

Bytte enheter eller bare kontakter er veldig mye brukt i forskjellige elektriske og radioutstyr. For å forbedre driftsegenskapene, spesielt levetiden og påliteligheten til forbindelsen, ble de utviklet magnetisk kontrollerte forseglede kontakter ble kalt vassbrytere.

De første prøvene av slike kontakter dukket opp på 30-tallet av forrige århundre, og den første magnetisk kontrollerte kontakten ble oppfunnet i 1922 i St. Petersburg av professor V. Kovalenkov, som han fikk utstedt USSRs copyright sertifikat nr. 466. Utformingen av en slik kontakt er vist på figur 1.

Arrangerte slik kontakt som følger. Til kjernen 3 av mykt magnetisk materiale gjennom isolasjonspakningene 5 er festede kontakter 1 og 2, også laget av mykt magnetisk materiale. Når strøm går gjennom spolen 4 i kjernen 3, vises et magnetfelt og magnetiserer kontaktene 1 og 2, som er lukket. Åpningen av kontaktene skjer når strømmen gjennom spolen opphører.

Figur 1. Magnetisk kontrollert kontakt med professor V. Kovalenkov

Faktisk var dette den aller første magnetisk kontrollerte kontakten, bare uten tetningsskall. En lignende kontakt ble først plassert i forseglingsskallet av en amerikansk ingeniør W.B. Ellwood først i 1936. På syttitallet av forrige århundre nådde vassbrytere sin maksimale utvikling, og er mye brukt i forskjellige elektroniske enheter.

For øyeblikket brukes vassbrytere mindre intenst, fordi de er "overfylt" Hall sensorer. Men i noen tilfeller forble sivbryterne utenfor konkurransen, på grunn av brukervennligheten, galvanisk isolasjon fra strømkilden, egenskapene til "tørrkontakt", så vassbryterne brukes fremdeles i forskjellige kretsløp og enheter.

I tilfeller der høy pålitelighet og holdbarhet for bryterelementet er nødvendig vassbrytere ganske enkelt uerstattelig. Som en del av vassbryteren er inkludert i utformingen av forskjellige sensorer, elektromagnetiske reléer, spesielt lavstrøm, så vel som posisjonsbrytere og noen andre enheter.

Variasjoner av vassbrytere

I tillegg til vanlige kontakter, kan vassbrytere være stengt (1 normalt åpen kontakt), veksling (1 vekslingskontakt) og åpning (1 normalt lukket kontakt). Denne inndelingen er basert på funksjonelle egenskaper.

I henhold til tegnene på strukturelt - teknologiske vassbrytere er delt inn i to store grupper: med tørre kontakter og med kvikksølvkontakter. Den første sorten kalles tørre vassbrytere, og den andre er kvikksølvrørsbrytere. Egentlig er det ikke noe spesielt i arbeidet med tørre vassbrytere, sammenlignet med vanlige kontakter.

I kvikksølvrørsbrytere inne i et forseglet glasshus, i tillegg til kontakter, er det også en dråpe kvikksølv. Hensikten med denne kvikksølvdråpen er å fukte kontaktene under drift for å forbedre kontaktenes kvalitet ved å redusere overgangsmotstanden, og også for å bli kvitt avvisningen av kontaktene.

Chatter kalles kontaktvibrasjoner under stenging og åpning, noe som, når det aktiveres en gang, fører til gjentatt bytte av det sendte signalet, og i tillegg til en betydelig økning i responstiden.

Se for deg at en slik sprett vil være til stede i lydforsterker mens du skifter inngangssignal! I tilfelle når en slik skranglende kontakt fungerer sammen med digitale mikrokretser, er det nødvendig å iverksette tiltak for å undertrykke skravling i form av RC-kjeder eller RS - utløser.

Ulike kontakter, inkludert vasskontakter, brukes også i moderne mikrokontrollkretser, men i dem undertrykkes kontaktvisningen programmatisk. Det reduserer også den generelle ytelsen til systemet.

Reed Switch Design

Utformingen av forskjellige typer vassbrytere er vist i figur 2.

bilde 2. Reed Switch Design

Alle vassbrytere er forseglet glassflaskeinne som ligger kontaktgruppe. Kontakter er magnetiske kjerner sveiset inn i endene av sylinderen. De ytre endene av kjernene er designet for å kobles til en ekstern elektrisk krets.

Den mest utbredte vassbryter med kontaktgruppe eller som vist på figuren “åpen”. Hver kontaktkjerne er laget av ferromagnetisk elastisk ledning, som flates til en rektangulær form. Permalloytråd med en diameter på 0,5 - 1,3 mm brukes til fremstilling av kjerner, avhengig av kraften til vassbryteren og følgelig dens dimensjoner.

Overflater med direkte kontakt er belagt med edelmetall, gull, palladium, rodium, sølv og legeringer basert på dem. Et slikt belegg reduserer ikke bare overgangsmotstand, men bidrar også til økt korrosjonsmotstand på kontaktflaten.

Beholderens indre rom er fylt med en inert gass (hydrogen, argon, nitrogen eller en blanding derav) eller ganske enkelt evakuert, og hjelper også til å redusere korrosjon av kontakten og øke deres pålitelighet. Ved fremstilling av kjerner er det anordnet slik at det mellom disse er et gap av en viss størrelse.

Fig. 3. Vassbryter

Prinsippet for vassbryteren

For å utløse kontaktgruppen, er det nødvendig å lage et magnetfelt med tilstrekkelig styrke rundt vassbryteren. Dessuten spiller det ingen rolle hvordan dette feltet skapes, verken bare av en permanent magnet eller av en elektromagnet. Kraftlinjene til det eksterne magnetfeltet magnetiserer de indre kontaktene - kjernene til vassbryteren, som et resultat av at de overvinner kreftene av elastisitet, tiltrekker og lukker den elektriske kretsen.

I denne tilstanden vil kontaktene forbli til det er et magnetfelt med tilstrekkelig styrke rundt seg: det er nok å slå av elektromagneten eller flytte vekk den vanlige permanentmagneten, så snart kontaktene åpnes. Neste kontaktoperasjon vil skje når magnetfeltet dukker opp igjen. Fra alt det som er sagt, kan det konkluderes at kontaktene utfører tre funksjoner samtidig: elastiske elementer (fjærer), en magnetisk krets og faktisk ledende kontakter.

Reed-bryteren, som arbeider med åpning, er noe annerledes. Dets magnetiske system er designet slik at når de blir utsatt for et magnetisk felt, blir kontaktene - kjernene magnetisert med samme navn, og derfor frastøter de hverandre og bryter den elektriske kretsen.

Ved koblingsrørsbryteren er en av de tre kontaktene som regel normal - lukket er laget av ikke-magnetisk metall, og begge normalt - åpne kontakter er laget av ferromagnetisk, som nevnt ovenfor. Derfor, når et magnetfelt virker på vassbryteren, åpnes normalt åpne kontakter ganske enkelt, og en ikke-magnetisk normalt lukket kontakt, som forblir på sitt opprinnelige sted, åpnes.

Note. Normalt åpen kontakt, som er åpen i fravær av en kontrollhandling, i dette tilfellet et magnetfelt. henholdsvis normalt lukket kontakt stengt i fravær av magnetfelt.

Selvfølgelig er et magnetfelt alltid til stede, for eksempel jordens magnetfelt. Og det virker umulig å si om fraværet av magnetfelt i det hele tatt. Men jordas magnetfelt er ikke nok til at vassbryteren kan fungere, derfor kan den forsømmes, og fraværet av et magnetfelt, i dette tilfellet eksternt, kan sies.

Les videre i neste artikkel.

Fortsettelse av artikkelen: "Reed-brytere: kontrollmetoder, eksempler på bruk"

Boris Aladyshkin

Comments

[#1 Kirill]

En vassbryter er faktisk et ekstremt nyttig og praktisk element i alle henseender. I dag er det allerede utviklet vassbrytere med nanostrukturerte kontaktflater basert på bruk av ion-plasmametoder for dannelse av nanolag og nanostrukturer med spesifiserte kontaktegenskaper. Bruken av dem danner stabile nanoskala-lag med høy elektrisk ledningsevne, noe som vil gjøre det mulig å forlate bruken av spesielle belegg av edle metaller laget av galvaniske midler.

[#2 Maxim]

Én ting i vassbryterne er dårlig: du trenger å velge minimum permanentmagnet, ellers blir kontaktene magnetisk og deformert og ved langvarig eksponering og vil ikke slå seg av når magnetfeltet stoppes.