Mitä ruokokatkaisimet ovat, kuinka ne on järjestetty ja toimivat

Lyhyt historia ruokovaihteiden luomisesta

Kytkinlaitteita tai vain koskettimia käytetään erittäin laajasti erilaisissa sähkö- ja radiolaitteissa. Niitä kehitettiin toimintaominaisuuksien, erityisesti yhteyden käyttöiän ja luotettavuuden parantamiseksi magneettisesti ohjatut suljetut koskettimet kutsuttiin ruokokatkaisimet.

Ensimmäiset näytteet tällaisista kosketuksista ilmestyivät viime vuosisadan 30-luvulla, ja professori V. Kovalenkov kekseli vuonna 1922 Pietarissa ensimmäisen magneettisesti ohjattavan koskettimen, jolle hänelle myönnettiin Neuvostoliiton tekijänoikeustodistus nro 466. Tällaisen koskettimen rakenne on esitetty kuvassa 1.

Järjestänyt tällaisen yhteyden seuraavasti. Pehmeän magneettisen materiaalin ytimeen 3 eristystiivisteiden 5 kautta on kiinnitetty koskettimet 1 ja 2, jotka on myös valmistettu pehmeästä magneettisesta materiaalista. Kun virta kulkee sydämessä 3 olevan kelan 4 läpi, näkyviin tulee magneettikenttä ja magnetoidaan suljetut koskettimet 1 ja 2. Koskettimien avautuminen tapahtuu, kun kelan läpi kulkeva virta loppuu.

Kuva 1. Professori V. Kovalenkovin magneettisesti ohjattu kosketus

Itse asiassa tämä oli ensimmäinen magneettisesti ohjattu kosketin, vain ilman tiivistekuorta. Amerikkalainen insinööri W.B asetti samanlaisen kontaktin ensin tiivistekuoreen. Ellwood vasta vuonna 1936. Viime vuosisadan 70-luvulla ruokokatkaisijat saavuttivat parhaan mahdollisen kehityksensä, ja niitä käytetään laajasti erilaisissa elektronisissa laitteissa.

Nykyään ruokokatkaisimia käytetään vähemmän intensiivisesti, koska ne ovat "syrjäytyneitä" Hall-anturit. Mutta joissain tapauksissa ruokokatkaisimet pysyivät kilpailun ulkopuolella helppokäyttöisyyden, galvaanisen eristyksen ansiosta virtalähteestä, "kuivakoskettimen" ominaisuuksien vuoksi, joten ruokokatkaisimia käytetään edelleen erilaisissa piireissä ja laitteissa.

Tapauksissa, joissa vaaditaan kytkentäelementin korkea luotettavuus ja kestävyys ruokokatkaisimet yksinkertaisesti korvaamaton. Osana ruokokytkintä sisältyvät erilaisten anturien suunnitteluun, sähkömagneettiset releet, erityisesti heikkovirta, sekä asentokytkimet ja jotkut muut laitteet.

Lajikkeet ruokokatkaisimet

Tavallisten koskettimien lisäksi ruokokatkaisimet voivat olla sulkeutuvat (1 normaalisti avoin kosketin), kytkentä (1 kytkentäkosketin) ja aukeavat (1 normaalisti suljettu kosketin). Tämä jako perustuu toiminnallisiin ominaisuuksiin.

Rakenteellisten - teknologisten ruokokytkimien merkintöjen mukaan jaetaan kahteen suureen ryhmään: kuivakoskettimilla ja elohopeakoskettimilla. Ensimmäistä lajiketta kutsutaan kuivat ruokokatkaisijoiksi ja toista elohopeakaistokytkimiksi. Itse asiassa kuivien ruokokatkaisimien työssä ei ole mitään erityistä verrattuna tavallisiin koskettimiin.

Elohopeakakkuskytkimissä suljetun lasikotelon sisällä on koskettimien lisäksi myös tippa elohopeaa. Tämän elohopeapisaran tarkoituksena on kostuttaa koskettimet käytön aikana koskettimen laadun parantamiseksi vähentämällä siirtymävastusta ja myös päästä eroon koskettimien pompusta.

Juttelijaksi kutsutaan kontaktivärähtelyä sulkemisen ja avaamisen aikana, mikä kerran aktivoituna johtaa lähetetyn signaalin toistuvaan kytkemiseen ja vasteajan huomattavan lisääntymisen lisäksi.

Kuvittele, että tällainen palautus on läsnä äänivahvistimessa vaihtaessasi tulosignaalia! Siinä tapauksessa, että tällainen kova kosketin toimii yhdessä digitaalisten mikropiirien kanssa, on tarpeen ryhtyä toimenpiteisiin tukahtumisen estämiseksi RC-ketjujen tai RS - laukaisee.

Erilaisia ​​koskettimia, mukaan lukien ruokoyhteydet, käytetään myös nykyaikaiset mikrokontrolleripiirit, mutta niissä kontaktipoistuminen tukahdutetaan ohjelmallisesti. Se heikentää myös järjestelmän yleistä suorituskykyä.

Reed-kytkimen suunnittelu

Erityyppisten ruokokatkaisimien rakenne on esitetty kuvassa 2.

kuva 2. Reed-kytkimen suunnittelu

Kaikki ruokokatkaisimet ovat suljettu lasipullojonka sisällä sijaitsee yhteysryhmä. Koskettimet ovat magneettisydämiä, jotka on hitsattu sylinterin päihin. Ytimien ulkopäät on suunniteltu kytkettäviksi ulkoiseen sähköpiiriin.

Levinnyt ruokokatkaisin kontaktiryhmän kanssa tai kuten kuvassa “avoin” näkyy. Jokainen kosketusydin on valmistettu ferromagneettisesta johdosta, joka on tasoitettu suorakaiteen muotoon. Ytimien valmistukseen käytetään halkaisijaltaan 0,5 - 1,3 mm: n lankajohtoa, riippuen ruokokatkaisimen tehosta ja vastaavasti sen mitoista.

Suoraan koskettavat pinnat päällystetään jalometallilla, kullalla, palladiumilla, rodiumilla, hopealla ja niihin perustuvilla seoksilla. Tällainen pinnoite ei vain vähennä siirtymävastus, mutta edistää myös kosketuspinnan korroosionkestävyyttä.

Säiliön sisätila täytetään inertillä kaasulla (vedyllä, argonilla, typellä tai niiden seoksella) tai yksinkertaisesti poistetaan, se auttaa myös vähentämään kosketuskorroosiota ja lisäämään niiden luotettavuutta. Ytimet valmistettaessa on sijoitettu siten, että niiden välillä on muuten tietyn kokoinen rako.

Kuva 3. Ruokokatkaisin

Reed-kytkimen periaate

Kosketusryhmän käynnistämiseksi on tarpeen luoda riittävän voimakas magneettikenttä ruokokatkaisimen ympärille. Lisäksi ei ole väliä kuinka tämä kenttä luodaan joko yksinkertaisesti kestomagneetilla tai sähkömagneetilla. Ulkoisen magneettikentän voimalinjat magnetoivat sisäisiä koskettimia - ruokokytkimen ytimiä, joiden seurauksena ne ylittävät joustavuusvoimat, houkuttavat ja sulkevat sähköpiirin.

Tässä tilassa koskettimet pysyvät niin kauan kuin niiden ympärillä on riittävän vahvaa magneettikenttää: riittää sammuttaa sähkömagneetti tai poistaa tavallinen kestomagneetti pois heti, kun koskettimet avautuvat. Seuraava kosketustoiminto tapahtuu, kun magneettikenttä tulee uudelleen. Kaikesta sanotusta voidaan päätellä, että koskettimet suorittavat kolme toimintoa kerralla: elastiset elementit (jouset), magneettinen piiri ja tosiasiallisesti johtavat koskettimet.

Avaamista varten toimiva ruokokatkaisin on hiukan erilainen. Sen magneettinen järjestelmä on suunniteltu siten, että kosketuksissa magneettikenttään koskettimet - ytimet magnetoidaan samalla nimellä, joten ne hylkivät toisiaan ja rikkovat sähköpiirin.

Kytkevässä ruokokytkimessä yksi kolmesta koskettimesta on pääsääntöisesti normaali - suljettu on valmistettu ei-magneettisesta metallista ja molemmat normaalisti - avoimet koskettimet ovat ferromagneettisia, kuten edellä mainittiin. Siksi, kun magneettikenttä vaikuttaa ruokokatkaisijaan, normaalisti avoimet koskettimet sulkeutuvat yksinkertaisesti ja ei-magneettinen, normaalisti suljettu kosketin, joka pysyy alkuperäisessä paikassa, aukeaa.

Huom. Normaalisti avoin kontakti, joka on avoin ilman säätötoimintaa, tässä tapauksessa magneettikenttää. vastaavasti normaalisti suljettu kosketin suljettu magneettikentän puuttuessa.

Tietysti magneettikenttä on aina läsnä, esimerkiksi maan magneettikenttä. Ja vaikuttaa mahdotonta sanoa magneettikentän puuttumisesta ollenkaan. Mutta maan magneettikenttä ei riitä ruokokatkaisimen toimintaan, sen vuoksi se voidaan jättää huomiotta ja sanoa magneettikentän, tässä tapauksessa ulkoisen, puuttuminen.

Lue seuraava artikkeli.

Artikkelin jatko: "Reed-kytkimet: ohjausmenetelmät, esimerkkejä käytöstä"

Boris Aladyshkin