Công tắc sậy là gì, cách chúng được sắp xếp và làm việc

Một lịch sử ngắn gọn về việc tạo ra các công tắc sậy

Thiết bị chuyển mạch hoặc chỉ liên lạc được sử dụng rất rộng rãi trong các thiết bị điện và vô tuyến khác nhau. Để cải thiện các đặc tính vận hành, đặc biệt là tuổi thọ và độ tin cậy của kết nối, chúng đã được phát triển địa chỉ liên lạc kín kiểm soát từ tính được gọi là công tắc sậy.

Các mẫu đầu tiên của những liên hệ như vậy xuất hiện vào những năm 30 của thế kỷ trước, và liên hệ được kiểm soát từ tính đầu tiên được phát minh vào năm 1922 tại St. Petersburg bởi Giáo sư V. Kovalenkov, được ông cấp giấy chứng nhận bản quyền Liên Xô số 466. Thiết kế của một tiếp điểm như vậy được hiển thị trong Hình 1.

Sắp xếp liên lạc như sau. Đến lõi 3 của vật liệu từ mềm thông qua các miếng đệm cách điện 5 được gắn các tiếp điểm 1 và 2, cũng được làm bằng vật liệu từ mềm. Khi truyền dòng điện qua cuộn 4 trong lõi 3, một từ trường xuất hiện và từ hóa các tiếp điểm 1 và 2, được đóng lại. Việc mở các tiếp điểm xảy ra khi dòng điện qua cuộn dây ngừng lại.

Hình 1. Liên hệ được kiểm soát từ tính của Giáo sư V. Kovalenkov

Trên thực tế, đây là lần tiếp xúc được điều khiển từ tính đầu tiên, chỉ không có vỏ niêm phong. Một liên hệ tương tự lần đầu tiên được đặt trong vỏ niêm phong bởi một kỹ sư người Mỹ W.B. Ellwood chỉ trong năm 1936. Vào những năm bảy mươi của thế kỷ trước, công tắc sậy đạt đến sự phát triển tối đa và được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử khác nhau.

Hiện nay, công tắc sậy được sử dụng ít hơn, bởi vì chúng "đông đúc" Cảm biến hội trường. Nhưng trong một số trường hợp, các công tắc sậy vẫn không bị cạnh tranh, do dễ sử dụng, cách ly điện từ nguồn điện, các thuộc tính của "tiếp xúc khô", do đó, công tắc sậy vẫn được sử dụng trong các mạch và thiết bị khác nhau.

Trong trường hợp cần độ tin cậy và độ bền cao của phần tử chuyển mạch công tắc sậy chỉ đơn giản là không thể thay thế. Là một phần của công tắc sậy được bao gồm trong thiết kế của các cảm biến khác nhau, rơle điện từ, đặc biệt là dòng điện thấp, cũng như công tắc vị trí và một số thiết bị khác.

Các loại thiết bị chuyển mạch

Cũng như các tiếp điểm thông thường, các công tắc sậy có thể được đóng (1 tiếp điểm thường mở), chuyển đổi (1 tiếp điểm chuyển mạch) và mở (1 tiếp điểm thường đóng). Sự phân chia này dựa trên các đặc điểm chức năng.

Theo các dấu hiệu của công tắc sậy cấu trúc - công nghệ được chia thành hai nhóm lớn: với các tiếp điểm khô và với các tiếp xúc thủy ngân. Giống đầu tiên được gọi là công tắc sậy khô, và thứ hai là công tắc sậy thủy ngân. Trên thực tế, không có gì đặc biệt trong công việc của các công tắc sậy khô, so với các liên hệ thông thường.

Trong các công tắc sậy thủy ngân bên trong một hộp thủy tinh kín, ngoài các tiếp điểm, còn có một giọt thủy ngân. Mục đích của giọt thủy ngân này là làm ướt các tiếp điểm trong quá trình hoạt động để cải thiện chất lượng của tiếp điểm bằng cách giảm điện trở chuyển tiếp, và cũng để thoát khỏi độ nảy của các tiếp điểm.

Trò chuyện được gọi là rung tiếp xúc trong khi đóng và mở, khi được kích hoạt một lần, dẫn đến việc chuyển đổi tín hiệu truyền đi lặp lại và ngoài ra còn làm tăng đáng kể thời gian đáp ứng.

Hãy tưởng tượng rằng một sự phục hồi như vậy sẽ có mặt trong bộ khuếch đại âm thanh Trong khi chuyển đổi tín hiệu đầu vào! Trong trường hợp khi một tiếp điểm rattling như vậy hoạt động cùng với các vi mạch kỹ thuật số, cần phải thực hiện các biện pháp để triệt tiêu cuộc trò chuyện dưới dạng chuỗi RC hoặc RS - kích hoạt.

Các liên hệ khác nhau, bao gồm các liên hệ sậy, cũng được sử dụng trong mạch vi điều khiển hiện đại, nhưng trong đó liên lạc bị trả lại bị ức chế theo chương trình. Nó cũng làm giảm hiệu suất tổng thể của hệ thống.

Thiết kế chuyển mạch

Thiết kế của các loại công tắc sậy được thể hiện trong Hình 2.

Vẽ 2. Thiết kế chuyển mạch

Tất cả các công tắc sậy là chai thủy tinh kínbên trong được đặt nhóm liên lạc. Liên hệ là lõi từ được hàn vào các đầu của xi lanh. Các đầu bên ngoài của lõi được thiết kế để kết nối với một mạch điện bên ngoài.

Phổ biến nhất chuyển đổi sậy với nhóm liên lạc hoặc như thể hiện trong hình ảnh mở ra. Mỗi lõi tiếp xúc được làm bằng dây đàn hồi sắt từ, được làm phẳng thành hình chữ nhật. Dây Permalloy có đường kính 0,5 - 1,3 mm được sử dụng để sản xuất lõi, tùy thuộc vào công suất của công tắc sậy và theo đó, kích thước của nó.

Các bề mặt tiếp xúc trực tiếp được phủ bằng kim loại quý, vàng, palladi, rhodium, bạc và hợp kim dựa trên chúng. Một lớp phủ như vậy không chỉ làm giảm kháng chuyển tiếp, nhưng cũng góp phần tăng khả năng chống ăn mòn của bề mặt tiếp xúc.

Không gian bên trong của thùng chứa đầy khí trơ (hydro, argon, nitơ hoặc hỗn hợp của chúng) hoặc đơn giản là được sơ tán, cũng giúp giảm ăn mòn tiếp xúc và tăng độ tin cậy của chúng. Trong quá trình sản xuất lõi được định vị sao cho giữa chúng có một khoảng cách, nhân tiện, có kích thước nhất định.

Hình. 3. Công tắc sậy

Nguyên lý của công tắc sậy

Để kích hoạt nhóm tiếp xúc, cần phải tạo ra một từ trường có cường độ đủ xung quanh công tắc sậy. Hơn nữa, điều hoàn toàn không quan trọng là trường này sẽ được tạo ra như thế nào, đơn giản chỉ bằng một nam châm vĩnh cửu hoặc bằng một nam châm điện. Các đường lực của từ trường bên ngoài từ hóa các tiếp điểm bên trong - lõi của công tắc sậy, nhờ đó chúng vượt qua các lực đàn hồi, thu hút và đóng mạch điện.

Ở trạng thái này, các tiếp điểm sẽ duy trì miễn là có từ trường đủ cường độ xung quanh chúng: đủ để tắt nam châm điện hoặc loại bỏ nam châm vĩnh cửu thông thường, ngay khi các tiếp điểm mở ra. Hoạt động tiếp xúc tiếp theo sẽ xảy ra khi từ trường xuất hiện trở lại. Từ những điều đã nói ở trên, chúng ta có thể kết luận rằng các tiếp điểm thực hiện ba chức năng cùng một lúc: các phần tử đàn hồi (lò xo), mạch từ và chính các tiếp điểm dẫn điện.

Công tắc sậy, làm việc trên mở, có phần khác nhau. Hệ thống từ của nó được thiết kế sao cho khi tiếp xúc với từ trường, các tiếp điểm - lõi được từ hóa cùng tên, do đó chúng đẩy nhau, phá vỡ mạch điện.

Một công tắc sậy chuyển mạch có một trong ba tiếp điểm, theo quy luật, thông thường - đóng được làm bằng kim loại không từ tính và cả hai tiếp điểm thông thường - được làm bằng sắt từ, như đã đề cập ở trên. Do đó, khi một từ trường tác động lên công tắc sậy, các tiếp điểm thường mở đơn giản là đóng và một tiếp điểm thường không đóng từ tính, vẫn ở vị trí ban đầu, sẽ mở ra.

Lưu ý Thông thường liên lạc mở, được mở trong trường hợp không có hành động điều khiển, trong trường hợp này là từ trường. Theo đó liên lạc thường đóng đóng cửa trong trường hợp không có từ trường.

Tất nhiên, từ trường luôn luôn tồn tại, ví dụ, từ trường của Trái đất. Và dường như không thể nói về sự vắng mặt của từ trường. Nhưng từ trường Trái đất không đủ để công tắc sậy hoạt động, do đó nó có thể bị bỏ qua và không có từ trường, trong trường hợp này là bên ngoài, có thể nói.

Đọc trong bài viết tiếp theo.

Tiếp tục bài viết: "Công tắc sậy: phương pháp điều khiển, ví dụ sử dụng"

Boris Aladyshkin

Comments

[#1 Cyril]

Thật vậy, một công tắc sậy là một yếu tố cực kỳ hữu ích và thuận tiện trong tất cả các khía cạnh. Ngày nay, các thiết bị chuyển mạch sậy với bề mặt tiếp xúc có cấu trúc nanô dựa trên việc sử dụng các phương pháp ion-plasma để hình thành các nanolay và cấu trúc nano với các đặc tính tiếp xúc được chỉ định đã được phát triển. Việc sử dụng chúng tạo thành các lớp nano ổn định với độ dẫn điện cao, điều này sẽ khiến cho việc từ bỏ việc sử dụng các lớp phủ đặc biệt của các kim loại quý được chế tạo bằng phương pháp mạ điện.

[#2 Tối đa]

Một điều tồi tệ ở các công tắc sậy: bạn cần chọn nam châm vĩnh cửu tối thiểu, nếu không, với độ phơi sáng kéo dài, các tiếp điểm bị từ hóa và biến dạng và không tắt khi dừng từ trường.