Технический центр

Технический центр позволяет загружать самые свежие ресурсы по нашим магнитным датчикам и герконовым переключателям. Новая информация добавляется постоянно, поэтому не забывайте проверять ее почаще.

Герконовые переключатели

Базовый геркон состоит из двух ферромагнитных никель-железных проводов и стеклянной капсулы. Две проволоки превращаются в «язычки» путем сглаживания одного конца. Концы язычка аккуратно выравниваются с небольшим перекрытием, а затем герметично закрываются внутри стеклянной капсулы. Зона перекрытия или контакта язычков покрыта специальными металлами, такими как рутений.Никель-железные выводы покрыты оловом, поэтому их можно паять.

Два язычка действуют как проводники магнитного потока при воздействии внешнего магнитного поля от постоянного магнита или электромагнитной катушки. В контактном зазоре создаются полюса противоположной полярности, и контакты замыкаются, когда магнитная сила превышает силу пружины язычков. Контакты размыкаются, когда внешнее магнитное поле уменьшается, так что сила магнитного притяжения между язычками меньше, чем сила восстанавливающей пружины язычков.

Базовый герконовый переключатель — это однополюсный, одноходовой — нормально разомкнутый переключатель, также известный как переключатель SPST-NO или переключатель формы A. Добавив дополнительный немагнитный контакт, который электрически замкнут без магнитного поля, можно сделать однополюсный переключатель двойного направления. Он также известен как переключатель переключения или переключатель SPDT. Это переключатель «размыкание перед замыканием» в том смысле, что закрытый контакт размыкается до замыкания открытого контакта.

Электрические контакты геркона герметично закрыты.То есть газонепроницаемые уплотнения стекло-металл предотвращают воздействие окружающей среды на контакты. Герконы Littelfuse герметизированы инертной атмосферой азота внутри переключателя.

Герконовые переключатели являются основным компонентом герконовых датчиков, а также герконовых реле. Поскольку Littelfuse производит как стандартные, так и нестандартные герконовые датчики и реле, наши инженерные разработки, производственные возможности и системы качества очень часто помогают нашим приложениям получать детали экономичным и своевременным образом. Опции включают стандартные герконы для поверхностного монтажа, индивидуальную обрезку и формирование выводов, модификации существующих стандартных продуктов и полностью индивидуальные продукты.

Герконовые датчики

Есть несколько соображений при включении геркона в капсулу датчика, например, повреждение геркона в результате механического удара и изменение чувствительности из-за механического напряжения. В зависимости от типа механического удара повреждение может выражаться в потере герметичности, изменении чувствительности или бездействии из-за разрушения стеклянной капсулы.К счастью, Littelfuse имеет большой опыт в области язычковых датчиков и производит как индивидуальные, так и стандартные язычковые датчики высокого уровня качества и надежности.

Есть много вопросов, которые одинаковы как для герконов, так и для герконов, таких как электрическая коммутируемая нагрузка, методы активации и т. Д. Поскольку геркон является магнитным датчиком, ферромагнитные материалы, такие как сталь, находятся в непосредственной близости от датчика. может повлиять на его поведение. Двигатели, трансформаторы и другие сильноточные электрические устройства рядом с герконом также могут оказывать нежелательное влияние.Еще одно влияние, о котором следует помнить, — это температура. И магниты, и герконовые датчики становятся более магнитными при низких температурах и менее магнитными при высоких. Величина изменения температуры зависит от типа используемого магнита и геркона.

Доступно множество типов и вариантов язычковых датчиков. Капсулы сенсора могут быть из пластика или нержавеющей стали. Монтаж может производиться винтами или пайкой на печатной плате. Датчики могут быть помещены в отверстие и удерживаться на месте гайками (датчики с резьбовым цилиндром) или установочными винтами или удерживающими зажимами (датчики петард).Электрическая заделка может быть для печатной платы встроенным соединителем, или провода могут оканчиваться соединителями, клеммами, фастонами или просто лужеными выводами. Хотя Littelfuse предлагает широкий выбор стандартных деталей, они не подходят для всех областей применения. Вот почему Littelfuse тесно сотрудничает с клиентами, чтобы предоставить индивидуальные решения, включая дополнительные компоненты, такие как резисторы, симисторы или работы, связанные с печатными платами.

Герконовые реле

Герконовое реле состоит из геркона и медной катушки.Как и другие реле, это обеспечивает гальваническую развязку между входом катушки и управляемым контактом (контактами). Однако из-за небольшого размера и магнитной эффективности герконового переключателя мощность, необходимая для привода катушки, ниже, чем у большинства других типов реле. Другие преимущества включают высокое сопротивление изоляции, низкое контактное сопротивление и длительный срок службы контактов. Герконовые реле используются во многих приложениях, включая автомобильное, испытательное оборудование, охранное, медицинское оборудование и оборудование для управления технологическими процессами.

По сравнению с другими релейными технологиями, герконовые реле обладают преимуществами герметичных контактов, малой мощности катушки, быстрой работы и небольшого размера.Однако, как и в случае с любой другой технологией, необходимо учитывать различные аспекты. Поскольку герконовый переключатель является переключающим компонентом, используемым в герконовом реле, многие технические аспекты, связанные с герконовым переключателем, такие как электрическая нагрузка, время срабатывания, дребезг контактов, удары и вибрация, влияют на характеристики и работу герконового реле.

Герконовые реле обычно устанавливаются на печатные платы. Клеммы герконового реле не должны изгибаться, например, для их самозажимания. Избегайте сгибания клемм, чтобы они совпали с отверстиями.Неэкранированные реле, расположенные слишком близко друг к другу, могут влиять друг на друга. Экранированные реле являются опцией в этом случае и для сред с сильными магнитными полями от двигателей, магнитов и т. Д.

Датчики на эффекте Холла

Обнаруженный Эдвином Холлом в 1897 году, «эффект Холла» существует уже давно. Только после того, как в 60-х годах электронная промышленность приняла полупроводниковые материалы, это открытие перешло от интересного физического эффекта к тому, что нашло серьезное практическое применение.Сегодня технология эффекта Холла позволяет разрабатывать сложные датчики, используемые в широком спектре автомобильных, электронных и промышленных изделий.

Устройство на эффекте Холла — это интегральная схема на основе полупроводника с пластинами Холла, которые реагируют на магнитные поля. Устройства на эффекте Холла выдают цифровые или аналоговые выходные сигналы, которые используются для бесконтактного и непрерывного поворотного или линейного позиционирования. В отличие от геркона, устройство на эффекте Холла содержит активную схему, поэтому оно постоянно потребляет небольшой ток.Устройства на эффекте Холла выпускаются в двух- или трехпроводном исполнении. Некоторые устройства можно программировать.

Температура, напряжение и мощность

Как и все твердотельные полупроводниковые приборы, датчики на эффекте Холла имеют максимальную рабочую температуру перехода. Рабочая температура перехода определяется мощностью (напряжение, умноженной на ток), которую рассеивает датчик, тепловым сопротивлением корпуса, любыми эффектами теплоотвода, возникающими в результате конфигурации монтажа, любого движения воздуха и температуры окружающей среды (воздуха).Из-за внутреннего рассеивания мощности и самонагрева может потребоваться снижение максимальной рабочей температуры при более высоких напряжениях питания, чтобы ограничить температуру перехода до приемлемого значения.

Меры предосторожности при электростатическом разряде

Полупроводниковые изделия чувствительны к электростатическим разрядам (ESD). Всегда соблюдайте осторожность и соблюдайте процедуры защиты от электростатических разрядов при работе с датчиками Холла. Некоторые датчики на эффекте Холла Littelfuse имеют внутреннюю защиту от электростатического разряда.

Магнитные приводы

Littelfuse предлагает широкий спектр магнитных приводов, которые имеют форму, аналогичную сопряженным датчикам. Мы также предлагаем ограниченное семейство магнитов без покрытия из различных материалов, включая феррит (керамику), AlNiCo и неодим-железо-бор (NdFeB).

Как работают герконы (переключатели с магнитным управлением)

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 22 августа 2020 г.

Если у вас есть портативный компьютер или мобильный телефон, который открывается как раскладушка, вы, наверное, заметили, что она чувствует, когда вы открыть и закрыть и соответственно включить или выключить. Но как это знать? Какой-то переключатель подключен к петле так он может обнаружить движение открытия и закрытия? Если это то, что ты думаю, ты прав как минимум наполовину! Подумайте об этом более внимательно и вы увидите, что стандартный переключатель будет довольно сложно подключить в этом способ — и, вероятно, весьма ненадежный: все эти открытия и закрытия быстро изнашивает его.Таким образом, вместо этого многие ноутбуки и телефоны используют недорогие и очень надежное устройство, называемое герконом, которое включается или выключается при воздействии магнита. рядом, поблизости. Охранная сигнализация и модели железных дорог тоже часто используют их. Рассмотрим подробнее как они работают!

Фото: Типичный геркон (Comus RI-23). Вы можете просто увидеть два перекрывающихся металлических контакта (язычка) внутри стеклянной оболочки. Контакты пружинят вместе и соприкасаются, когда переключатель включен; они расходятся и прерывают цепь, когда переключатель находится в положении «выключено».«

Какую проблему решают герконы?

Фото: выключатель, работающий от нажатия, замыкает цепь, когда вы его вставляете; а весна заставляет его снова выскочить, когда вы убираете палец. Геркон переключает ток таким же образом, но «толкающее давление» обеспечивает магнит вместо пальца.

Выключатель похож на подъемный мост в электрическом цепь. Когда переключатель замкнут, «мост» не работает, и электрический ток может обтекать контур; при размыкании переключателя «мост» вверх и ток не течет.Таким образом, цель переключателя — активировать или отключать цепь в любое время по нашему выбору.

Большинство электрических переключателей, с которыми мы сталкиваемся, мы управляем сами. Если вы хотите света в комнате, вы щелкаете выключателем на стене. Хотите посмотреть телевизор? Включите выключатель. Хотеть слушать свой iPod? От себя колесо спереди, и это активирует переключатель, который включает мощность. Но иногда нам нужны электрические и электронные цепи, которые нужно активировать другими способами.

Предположим, вы хотите подключить банковский сейф, чтобы он срабатывает сигнал тревоги всякий раз, когда открывается дверь.Как это будет работать на практике? Вам понадобится электричество контактирует с обеими частями дверной коробки, поэтому, когда дверь открывается, цепь будет разорвана, вызывая тревогу. Но подумайте, как сложно это должно было сделать надежное электрическое соединение на дверной коробке. Что, если вы закрасите его? Что, если он испачкался? И не было бы так очевидно вору, что они могли бы легко вывести его из строя? Есть много из способы, которыми электрический контакт может быть отключен и бесполезный. Здесь могут помочь герконы.

Что такое геркон?

В обычном выключателе есть два электрических контакта, которые соединяют вместе, когда вы нажимаете кнопку, и пружина врозь, когда вы ее отпускаете. Кулисные переключатели на настенных светильниках (например, на фото вверху) сдвиньте два контакта вместе, когда переключатель находится в одном положении и разведите их, когда переключатель щелкает в другую сторону.

В типичном герконовом переключателе два контакта (которые выглядят как металлические герконы) сделаны из ферромагнитного материал (что означает что-то такое же легкое намагничивание, как железо), покрытый прочным металлом, таким как родий или рутений (чтобы обеспечить им долгую жизнь при включении и выключении), и запечатанный внутри тонкой стеклянной оболочки, заполненной инертным газом (обычно азотом), чтобы уберечь их от пыли и грязи.Иногда стекло имеет внешний кожух из пластика для еще большей защиты. Как правило, контакты изготавливаются из сплава никель-железо, который легко намагничивается (технически мы говорим, что он имеет высокую магнитную проницаемость), но не остается таким надолго (мы говорим, что он имеет низкую магнитную удерживающую способность). Им требуется некоторое время, чтобы отреагировать на изменения магнитного поля (мы говорим, что у них довольно небольшой гистерезис) — другими словами, они движутся довольно медленно и плавно. Как правило, у оба контакта перемещаются (а не один), и они образуют плоскую параллельную область контакта друг с другом (а не просто касаются одной точки), потому что это помогает продлить срок службы и надежность переключателя.

Хотя большинство герконов имеет два ферромагнитных контакта, некоторые имеют один ферромагнитный контакт и один немагнитный, а у некоторых (например, оригинальный герконовый переключатель Элвуда, показанный в нижней части этой статьи) их три.

Фото: Другой вид моего язычкового переключателя, глядя на движущиеся контакты в их запечатанном стеклянном конверте. Обратите внимание, как контакт справа находится чуть выше контакта слева. Вы также можете видеть здесь, что контакты намного шире, чем они выглядят на виде сбоку, показанном на верхнем фото.

Как работает геркон?

Герконы бывают двух основных типов: нормально разомкнутые (нормально выключенные) и нормально замкнутые (нормально включены). Ключом к пониманию того, как они работают, является осознание того, что они работают не только как электрический мост, но и как магнитный мост : через них течет магнетизм, а также электричество.

Нормально открытый

Когда вы подносите магнит к герконовому переключателю, весь переключатель фактически становится частью «магнитной цепи», которая включает в себя магнит (пунктирная линия на иллюстрации показывает часть магнитного поля).Два контакта геркона становятся противоположными магнитными полюсами, поэтому они притягиваются и защелкиваются. Неважно, какой конец магнита приближается первым: контакты по-прежнему поляризуются противоположным образом и притягиваются друг к другу. Такой геркон обычно разомкнут (НЕТ) (обычно выключен), если только рядом с ним не установлен магнит, когда он включается, позволяя току течь через него.

Уберите магнит, и контакты — сделанные из довольно жесткого и упругого металла — снова раздвинутся и вернутся в исходное положение.

нормально закрытый

Вы также можете получить герконовые переключатели, которые работают противоположным образом: два контакта обычно защелкиваются вместе, а когда вы подносите магнит к переключателю, пружины расходятся. Такие герконы называются нормально закрытыми (NC) (нормально включенными), поэтому большую часть времени через них проходит электричество. Самый простой способ сделать это — взять нормально разомкнутый переключатель и навсегда закрепить магнит на его стеклянном корпусе, перевернув его из открытого в закрытое состояние (как во втором кадре анимации нормально открытого состояния вверху).Весь этот блок (нормально разомкнутый геркон с прикрепленным магнитом) становится нашим нормально замкнутым герконом. Если вы поднесете к нему второй магнит с магнитным полем противоположной полярности, чем у первого магнита, это новое поле нейтрализует поле первого магнита, так что мы, по сути, получим именно то, что было в первом кадре. нормально разомкнутой анимации: геркон с двумя раздвинутыми контактами.

На этих двух работах я сильно преувеличил движение контактов.Настоящие герконы имеют контакты, расстояние между которыми составляет всего несколько микрон (миллионных долей метра), что примерно в десять раз тоньше человеческого волоса, поэтому движение не видно невооруженным глазом. Не ожидайте увидеть движущиеся лезвия, когда вы поднесете магнит близко!

Иллюстрации: Ключ к пониманию герконов — это осознание того, что они являются частью магнитной цепи, а также электрической цепи: магнитное поле стержневого магнита проходит через герконовый переключатель. Это то что делает его близким — и это то, что позволяет электричеству течь через него.Изображение магнитного поля взято с Wikimedia Commons.

Еще одна важная вещь, на которую мне нужно обратить внимание, это то, что герконовые переключатели не просто включаются, когда магнит приближается, и выключаются, когда он удаляется (в случае нормально открытого / выключенного переключателя): они обычно включаются и выключается несколько раз по мере движения магнита, создавая несколько зон включения и выключения. Они также будут реагировать по-разному в зависимости от ориентации магнита (параллельна ли он переключателю или перпендикулярно), какой он формы (потому что, как мы все учили в школе, магниты разной формы создают вокруг себя разные модели магнитного поля) , и как он движется.Это действительно важно, когда дело доходит до практического применения: вам нужно убедиться, что вы используете правильный магнит и что он двигается именно так, чтобы привести в действие ваш геркон. Например, если вы используете геркон в качестве счетчика, он должен срабатывать только один раз при каждом движении магнита (а не три или четыре раза, что приведет к ложным показаниям). Если вы используете геркон в сигнализации, вы не хотите, чтобы злоумышленник включил сигнализацию на одну секунду, а затем снова выключил ее через секунду, потому что вы поместили магнит не в то место!

Как использовать герконы на практике?

Фото: Некоторые мобильные телефоны с откидной крышкой, например этот, включаются и выключаются с помощью герконовых переключателей.В одной части корпуса находится магнит, а в другой — геркон. Телефон выключается, когда геркон находится рядом с магнитом (когда корпус закрыт), и включается, когда геркон и магнит разделяются (когда корпус снова открывается).

Теперь вы, наверное, видите, как включается и выключается раскладушка. когда вы его открываете или закрываете. Имеет нормально замкнутый геркон в нижняя часть корпуса (там, где находится клавиатура) и магнит в верхняя часть (где экран).Когда телефон открыт, трость переключатель и магнит относительно далеко друг от друга. Контакты на герконовый переключатель сдвинут вместе, и мощность течет через Телефон. Однако, если вы закроете корпус, вы повернете магнит близко к геркон, и это раздвигает контакты внутри переключателя. Схема внутри телефон распознает это и аккуратно отключает питание.

Читатели электронных книг, такие как Kindles и Sony Readers, используйте аналогичный трюк. Поместив их в защитную кожаную куртку, вы обнаружите они выключаются автоматически, когда вы закрываете крышку — и снова включаются когда вы его откроете.Здесь, конечно, нет никакой магии: есть просто геркон в угол устройства электронной книги и магнит в соответствующей части крышки (проверьте сами, держа рядом скрепку).

Фото: Упрощенная концепция охранной сигнализации: вы просто устанавливаете геркон (подключенный к цепи сигнализации) к одной части двери и магниту к другой части. Разделение двух вещей щелкает переключателем и вызывает тревогу.

Вы можете увидеть, как та же идея будет работать в дверях сейфа нашего банка: вы бы просто поместите геркон на дверной коробке и магнит на дверь.Открытие двери разделит магнит и трость переключатель, в результате чего контакты переключателя пружинят вместе и срабатывают будильник. Вы можете построить герконы внутри маленьких частей пластик, так что их там даже не видно — идеально подходит для всех видов безопасности Приложения.

Фото: коровы LEGO®, управляемые герконом. Фото любезно предоставлено Биллом Уордом, опубликовано на Flickr по лицензии Creative Commons.

Герконы можно использовать и по-другому.LEGO® энтузиаст Билл Уорд, который руководит великолепным Brickpile блог (и страницу с фотографиями на Flickr), построил эти гениальные роботизированные коровы для его модели железная дорога. Каждый раз, когда проезжает поезд, они поворачивают головы, чтобы посмотреть, как он проходит. Целый вещь работает геркон. Головой каждой коровы управляет небольшой электродвигатель, который подключен к цепи, в которой есть нормально разомкнутый геркон. Геркон расположен рядом с железнодорожный путь и небольшой магнит прикреплен к боковой части поезда.Когда поезд проходит мимо геркона, магнит заставляет замыкаются контакты и активирует цепь, которая включает головы. Насколько это аккуратно? Некоторые люди такие изобретательные!

Есть сотни других, менее очевидных применений герконов. Некоторые датчики уровня жидкости в стиральные машины и посудомоечные машины используют плавающие магниты, которые подпрыгивают мимо герконов, чтобы выключить клапаны, когда внутри достаточно воды. Герконовые переключатели иногда также устанавливаются на вращающиеся руки в посудомоечных машинах, чтобы определять, когда они застревают, и в термальных выключателях в электрических душах (чтобы остановить нагрев воды до опасного уровня).Анемометры с вращающимися чашками имеют внутри герконовые переключатели, которые измеряют скорость ветра. Когда чашки поворачиваются, они заставляют геркон вращаться мимо магнита, генерируя импульсы тока. Чем сильнее ветер, тем быстрее вращаются чашки и тем чаще герконовый переключатель включается и выключается. Электронная схема подсчитывает количество импульсов в секунду и использует это для определения скорости ветра.

Иллюстрация: Типичный расходомер с герконовым переключателем работает примерно так. Есть труба, по которой течет жидкость (1), внутри которой установлено лопастное колесо (2).Когда жидкость течет, лопасть вращается и заставляет вращаться магнит (3). Вращающийся магнит размыкает геркон (4). Затем, когда он вращается и представляет свой противоположный полюс (5), магнит снова замыкает переключатель (6). Герконовый переключатель, попеременно открывающийся и замыкающийся, посылает в цепь импульсы электрического тока. Подсчитав скорость поступления импульсов, схема может измерить расход. Если ток полностью прекращается или течет все время, вы знаете, что жидкость перестала двигаться, что может указывать на застревание или закупорку.

Кто изобрел герконы?

Как и многие другие великие изобретения, герконы родились в Bell Laboratories, изобретенные там в середине 1930-х годов Уолтером Б. Элвудом . Его первоначальная патентная заявка на электромагнитный переключатель была подана 27 июня 1940 года и официально предоставлена ​​2 декабря 1941 года. Прочитав патент Элвуда, очень легко узнать геркон, который все еще широко используется сегодня: «Когда внешняя магнитная сила К этому блоку применяются два магнитных элемента, которые составляют часть магнитной цепи…. перемещаются вместе … поскольку внешняя магнитная сила действует, уменьшая воздушный зазор между двумя упомянутыми магнитными элементами «.

Изображение: оригинальный дизайн язычкового переключателя Уолтера Элвуда, взятый из патента США: 2264746: Электромагнитный переключатель. Это немного отличается от приведенного выше, переключение между двумя разными цепями, при этом одна из них всегда включена. У нас есть два немагнитных контакта слева (1,2) и магнитный контакт (3,4) справа, который переключается между ними при приближении магнита.Контакты разделены изолирующей прокладкой (5). Оригинальное изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США. (Обратите внимание, что я немного раскрасил и упростил оригинал, чтобы облегчить восприятие.)

Узнать больше

На этом сайте

Практические проекты

Вы найдете немало примеров использования язычковых переключателей на неизменно превосходном веб-сайте Instructables и в популярных книгах Evil Genius; Вот несколько примеров для начала:

Книги

• Датчик Arduino и Raspberry Pi Проекты Роберта Чина для злого гения.McGraw Hill, 2017. Некоторые из проектов в этой книге включают подключение язычковых переключателей к Arduinos и Pis (есть полные инструкции для звуковой сигнализации дверного переключателя).
• СДЕЛАТЬ: Электроника Чарльза Платта. Maker Media, 2015. Отличная практическая книга, которая даст толчок вашему хобби электроники. В главе 3 есть простое введение в герконы.
• проектов Raspberry Pi Эндрю Робинсона и Майка Кука. John Wiley & Sons, 2014. «Глава 13: Домашняя автоматизация» описывает дверной датчик с герконовым переключателем, подключенный к Raspberry Pi.
• Практическая электроника для изобретателей Пола Монка. McGraw-Hill, 2016. После того, как вы усвоите MAKE: Electronics , вы захотите перейти к чему-то более глубокому; это хорошее место, чтобы пойти дальше.
• «Электроника: первый курс» Оуэна Бишопа. Newnes, 2011. Легкий для понимания (хотя и довольно сухой) учебник, объясняющий все основные компоненты, включая герконы.

Патенты

Попробуйте эти для более глубоких технических подробностей:

• Патент США 2264746: Электромагнитный переключатель Уолтера Элвуда, 2 декабря 1941 г.Оригинальный патент на герконовый переключатель Элвуда (как на фото выше).
• Патент США 3 283 274: кнопочный переключатель Анджело де Фалько, 1 ноября 1966 года. Более сложный дизайн.
• Патент США 4 038 620: Магнитный геркон, автор Б. Эдвард Шлезингер-младший и Чарли Дуэйн Маринер, 26 июля 1977 г. Переключатель с одним магнитным язычком и одним немагнитным.
• Патент США 3 348 175: Нормально закрытый геркон, Энтони Дж. Уилкис, 17 октября 1967 г. Описывает различные способы создания нормально закрытого переключателя.

Видео

Благодарности

Я очень благодарен Морису Баэнену из Comus Technology B.V. за предложения по улучшению этой статьи.

Руководство по применению датчиков Холла и герконов

В предыдущей статье обсуждалась важность сосредоточения внимания на всей конструкции системы, а не на конкретном компоненте магнитной цепи. В тех системах, где требуются специальные датчики, обязательно, чтобы разработчик количественно оценил экологические, механические, электрические и магнитные параметры всей системы, чтобы можно было выбрать датчик, который соответствует этим рабочим условиям.

Как было также упомянуто в первой статье, четкое и прямое общение между проектировщиком, производителем оригинального оборудования и заказчиком необходимо поддерживать в течение всего процесса проектирования, чтобы можно было четко определить рабочие требования любых датчиков и системы в целом. и понятен всем вовлеченным сторонам. Без этой постоянной связи у надежной схемы, которая будет работать по мере необходимости, очень мало шансов на создание. И наоборот, при хорошей коммуникации между командой разработчиков на протяжении всего процесса можно разработать надежную схему, которая соответствует всем известным проектным параметрам или превосходит их.

В этой статье мы подробнее рассмотрим, как выбирать технологии магнитного зондирования для аналоговых и цифровых приложений. В нем также будут определены и описаны преимущества язычковых датчиков и датчиков Холла, а также приведены примеры приложений с микропроцессорным управлением, в которых используются эти датчики.

Цифровые датчики: обеспечение высокой надежности в дискретных приложениях

Многие приложения используют цифровой выход, чтобы определить, находится ли объект в определенной позиции. Например, датчик можно использовать для проверки наличия защитного ограждения на механизме.Если ограждение установлено, машина запустится. В противном случае машина не запустится. В этом типе дискретного приложения требуется цифровой выход. Следующие цифровые датчики обеспечивают исключительную надежность для специализированных приложений магнитного зондирования:

Герконовые переключатели: преимущества и применение

Герконовый переключатель — это электрический переключатель, который не требует питания для работы как интегральная схема. Контакты герметично закрыты стеклянной трубкой из драгоценного металла.В результате коммутатор отличается высокой надежностью, поскольку на него не влияет влага или другие факторы окружающей среды. Следовательно, контакты не окисляются и будут продолжать работать в течение миллионов циклов с нагрузками логического уровня.

Герконы очень популярны для устройств с батарейным питанием. Они используются в автомобильных продуктах безопасности, таких как датчики фиксации / закрытия пряжки ремня безопасности и датчики столкновения для обнаружения столкновений. Поскольку язычковые датчики могут переключать нагрузки переменного или постоянного тока, они являются популярным выбором для цифровых приложений включения / выключения, таких как обнаружение закрытия дверей, на рынках безопасности и бытовой техники.

Например, дверца холодильника использует геркон для обнаружения закрытия двери. Магнит крепится к двери, а язычковый датчик крепится к неподвижной раме, скрытой за внешней стенкой холодильника. Когда дверь открыта, герконовый датчик не может уловить магнитное поле, что приводит к включению светодиодной лампы. Когда дверь закрывается, датчик определяет правильное магнитное поле, и светодиод гаснет. В этом приложении микроконтроллер внутри устройства получает сигнал от язычкового датчика, а затем блок управления включает или отключает светодиод.

Цифровой датчик на эффекте Холла: преимущества и применение

основаны на полупроводниках, и их выходное напряжение изменяется в зависимости от изменения магнитного поля. Эти датчики сочетают в себе чувствительный элемент на эффекте Холла со схемой для обеспечения цифрового выходного сигнала включения / выключения, который соответствует изменению магнитного поля без использования каких-либо движущихся частей.Блок на эффекте Холла предназначен только для приложений с низким постоянным напряжением и током. В отличие от геркона, устройство на эффекте Холла содержит активную схему, поэтому оно постоянно потребляет небольшой ток.

обладают высокой надежностью и могут быть запрограммированы на активацию при заданном допуске магнитного поля для требований точного измерения.

Эти датчики очень популярны для высокоскоростных датчиков в таких бытовых товарах, как стиральные машины и сушилки.В этом приложении вращающийся 16-полюсный кольцевой магнит активирует микросхему с эффектом Холла при каждом прохождении красного (северный полюс) сегмента и деактивирует его при каждом прохождении белого (южный полюс) сегмента, что приводит к очень точному сигналу скорости. Цифровые датчики на эффекте Холла особенно полезны в автомобильных системах безопасности, таких как обнаружение зажима пряжки ремня безопасности и определение скорости зубчатой ​​передачи трансмиссии.

Аналоговые / относительные датчики для повышения стабильности и точности

Аналоговые сенсорные приложения позволяют конечному пользователю получать мгновенную обратную связь о положении магнита.Аналоговый датчик на эффекте Холла имеет высокоточный логометрический выходной сигнал с высоким разрешением.

Ранее аналоговые датчики на эффекте Холла измеряли плотность магнитного потока магнитов, и на них сильно влияло значение температуры приложения. Поскольку в последние годы аналоговая технология на эффекте Холла получила развитие, микросхема на основе эффекта Холла теперь измеряет угол магнитного поля вместо традиционной амплитуды, что делает его гораздо менее чувствительным к изменениям температуры. Это усовершенствование позволяет датчику обеспечивать более стабильный аналоговый выходной сигнал в широком диапазоне температур

Рассмотрим два типа датчиков Холла, которые можно выбрать для пользовательских приложений аналогового считывания:

Поворотный датчик на эффекте Холла: преимущества и применение

Этот датчик на основе полупроводников изменяет выходное напряжение в зависимости от изменения магнитного поля.Он сочетает в себе чувствительный элемент на эффекте Холла со схемой для обеспечения аналогового выходного сигнала, который соответствует изменению вращающегося магнитного поля без участия каких-либо движущихся частей. Этот датчик предлагает два варианта вывода: аналоговый или с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Устройство можно программировать, чтобы инженер мог связать определенное выходное напряжение или ШИМ с точной степенью вращения. Доступны несколько точек программирования с углом поворота до 360 градусов. Каждая точка программирования представляет собой выходное значение напряжения или ШИМ, которое соответствует заданному углу магнитного поля.Это приводит к логометрическому выходному сигналу относительно степени вращения.

В отличие от механического вращающегося устройства или вращающегося устройства с резистивной пленкой, вращающийся датчик Холла не подвержен механическому износу или изменению значений сопротивления. Кроме того, он очень стабилен при нормальных рабочих температурах до + 105 ° C. Единицы имеют точность в диапазоне 0–360 градусов вращения при выходе 0,5–4,5 В постоянного тока или 10–90% рабочего цикла для ШИМ.

становятся очень популярными для замены механических устройств с резистивной пленкой или потенциометрами.Они используются в автомобилях и внедорожниках, например, для определения положения клапана EGR на двигателях. Эти датчики также могут использоваться для определения положения шкалы в бытовых приборах и бытовой технике.

Линейный датчик на эффекте Холла: преимущества и применение

Датчики с линейным эффектом Холла похожи на поворотные датчики с эффектом Холла, за исключением того, что они измеряют линейное движение магнитного поля, а не вращение.Датчик на эффекте Холла программируется на заданное выходное напряжение, логометрическое для заданного расстояния перемещения. Параметры вывода такие же, как и для вращающегося эффекта Холла. Датчик измеряет линейное перемещение и относительный угол магнитного потока магнитного привода на расстоянии до 30 мм с помощью одного чипа на эффекте Холла. В результате получается логометрический выходной сигнал относительно точного движения датчика.

Датчик и исполнительный механизм могут быть размещены в области их окончательной установки в приложении, которое теперь будет учитывать все магнитные воздействия из ближайшего окружения, до программирования выходного напряжения или значения PWM, чтобы соответствовать относительному значению магнитного поля управляющего магнита. .Это позволяет инженеру оптимизировать производительность приложения, поскольку любые допуски на шунтирование, механические допуски или допуски на суммирование магнитного поля будут включены в среду программирования.

Датчики с линейным эффектом Холла часто используются в качестве датчиков уровня для контроля уровня жидкости. В этом приложении датчик определяет местоположение движущегося поплавка, к которому прикреплен магнит. Линейные датчики также полезны в более сложных конструкциях, таких как переключение передач в автомобильной трансмиссии.

Заключение

В этой и сопутствующей статье объясняется методология разработки оптимальной магнитной цепи, для которой требуются специальные датчики. Всегда разумно четко определить параметры всей конструкции системы совместно с заказчиком и производителем оригинального оборудования до начала процесса проектирования.

В тех схемах, где требуются специальные датчики, например, в сложных приложениях с микропроцессорным управлением, герконовые переключатели и датчики на эффекте Холла обеспечивают бесконтактную технологию с высокой повторяемостью и надежностью.Цифровой выход доступен как для герконов, так и для датчиков Холла, и эта технология широко используется на рынках бытовой техники и автомобилей. Точно так же оба этих типа датчиков могут быть разработаны для использования в специализированных аналоговых приложениях, где требуется высокий уровень точности и стабильности.

Отраслевые статьи — это форма контента, позволяющая отраслевым партнерам делиться полезными новостями, сообщениями и технологиями с читателями All About Circuits, что не подходит для редакционных материалов.Все отраслевые статьи подчиняются строгим редакционным правилам с целью предлагать читателям полезные новости, технические знания или истории. Точки зрения и мнения, выраженные в отраслевых статьях, принадлежат партнеру, а не обязательно All About Circuits или ее авторам.

Что такое геркон и какие магниты им управляют? | FIRST4MAGNETS® | БЛОГ

Герконовый переключатель — это электромагнитный переключатель, используемый для управления потоком электричества в цепи.Они сделаны из двух или более железных язычков, заключенных в небольшую стеклянную трубчатую оболочку, которая намагничивается и перемещается вместе или разделяется, когда магнитное поле перемещается в сторону переключателя. Переключатель эффективно работает как ворота или мост в электрической цепи, поэтому, когда два язычка находятся в контакте, электричество может течь по цепи, управляющей устройством. В отличие от механических переключателей, им не нужно что-то или кто-то физически включать или выключать их, они полностью управляются невидимыми магнитными полями!

Типы герконов

Есть два основных типа: «нормально открытый» и «нормально закрытый».В нормально разомкнутом переключателе два язычка, которые сделаны из черных металлов, таких как сплав никель-железо, расположены так, что они не соприкасаются. Когда магнит приближается к переключателю, он притягивает одну из язычков к другой, так что они соприкасаются и замыкают цепь. Удалите магнит, и язычки вернутся в исходное положение, разомкнув цепь.

Герконовый переключатель нормально разомкнутый

Нормально замкнутый переключатель работает в обратном порядке: когда магнитное поле отсутствует, язычки находятся в полном контакте, электрическая цепь замкнута, и устройство находится в состоянии «включено».Когда магнит перемещается близко к переключателю, или переключатель ближе к магниту, язычки отталкиваются друг от друга и разделяются, разрывая цепь. Есть третья конфигурация, которая имеет три точки контакта, а не две. В этой конфигурации ток течет по общему проводу, который можно переключать между двумя контактами. Общий вывод будет контактировать с одним контактом в своем нормальном положении до тех пор, пока не появится магнитное поле, перемещающее общий вывод в контакт с другим контактом.Когда магнитное поле снимается, общий провод возвращается в исходное положение.

Герконовый переключатель нормально разомкнутый / нормально замкнутый (форма C)

Преимущества использования геркона

Использование язычковых датчиков с магнитным приводом дает множество преимуществ, в том числе:

• Отсутствие механического износа — поскольку на переключатель не действует физическое давление, отсутствует механический износ.
• Управляется немагнитным материалом — датчики могут быть разработаны с такой чувствительностью, что они могут быть глубоко встроены в сборку вне поля зрения, но при этом приводятся в действие достаточно сильным, но незаметным магнитом.
• Напряжение питания отсутствует. — поскольку они срабатывают под действием магнетизма, напряжение не требуется.
• Compact — герконы невероятно компактны по сравнению с механическими переключателями
• Атмосферная коррозия — поскольку контакты геркона закрыты стеклянной трубкой, они защищены от атмосферной коррозии.

Какие типы магнитов используются с герконами?

Без магнита герконовый переключатель является избыточным, но он создает магнитное поле, и переключатель срабатывает.Размер и тип необходимого магнита полностью зависят от типа геркона и того, как герконовый переключатель встроен в сборку. Поскольку герконовый переключатель может быть спрятан или встроен в узел и по-прежнему приводится в действие магнитом, расстояние между магнитом и переключателем имеет большое значение. Чем шире расстояние между переключателем и магнитом, тем сильнее должен быть магнит для взаимодействия с переключателем. Любой постоянный магнит будет работать с герконом, но важно помнить, что разные материалы имеют разную прочность, а магниты разного размера создают магнитные поля разного размера.Неодимовые магниты — это самый сильный из имеющихся на рынке магнитов, поэтому эффективными могут быть даже крошечные магниты. Однако ферритовые магниты, хотя и намного слабее, популярны из-за того, что они создают глубокое магнитное поле. При выборе магнита для герконового переключателя необходимо учитывать несколько основных факторов; форма магнита, сила магнита, чувствительность переключателя, расстояние и угол между магнитом и переключателем. Понимание того, как магнит будет влиять на геркон, требует понимания того, как формируется магнитное поле магнита.Хотя вы не видите линий магнетизма, известно, что они текут с севера на юг по кратчайшему маршруту, никогда не пересекая друг друга, как видно на изображении стержневого магнита ниже.

Стержневой магнит

Каждый геркон имеет несколько «активных» областей, окружающих его, иногда называемых лепестками, размер которых зависит от чувствительности переключателя. Чувствительность геркона рассчитывается на основе магнитодвижущей силы, измеренной в ампер-витках (АТ), необходимой для втягивания или высвобождения точек контакта.При изготовлении герконового переключателя его помещают в испытательную катушку с определенным количеством витков провода. Когда электрический ток проходит через спиральный провод, он создает магнитное поле. Измерение проводится, когда ток, проходящий через катушки, достаточен для приведения в действие переключателя, обеспечивая номинальное значение ампер-витков для каждого переключателя. Один ампер-виток (AT) представляет собой постоянный ток в один ампер, протекающий через одиночный контур проводящего провода. Термин «витки» относится к числу витков провода в проводящей катушке.Чтобы рассчитать магнитодвижущую силу в ампер-витках, создаваемую током, проходящим через катушку с проволокой, необходимо умножить постоянный ток в амперах на количество отдельных витков в катушке.

Например, ток в 5 ампер, пропущенный через катушку из 5 витков, создает магнитодвижущую силу 25AT. Выбор правильного магнита для переключателя может сбить с толку, поскольку плотность магнитного поля магнита измеряется в Гауссах или Теслах, а не в ампер-витках. Однако чаще герконы поставляются со спецификацией, в которой указывается сила поля в Гауссе, необходимая для их переключения.Если ваш переключатель указывает только ампер-витки, а не значение Гаусса, можно использовать преобразование 1 Гаусс = 1 ампер-виток, но это не точная наука и должна использоваться только в качестве руководства. Чем ниже номинальное значение AT или гаусс, тем ниже напряженность магнитного поля, необходимая для срабатывания геркона. Следует понимать, что взаимосвязь между силой магнита, измеренной в гауссах, и чувствительностью переключателя, измеренной в ампер-витках в зависимости от расстояния, зависит от геометрии магнита и ориентации магнита по отношению к переключателю.Форма и размер магнита имеют наибольшее влияние на рейтинг магнита по Гауссу. Кроме того, при изготовлении и испытании герконового переключателя его выводы часто оказываются длиннее, чем требуется для конечного применения. Хотя эти провода можно обрезать до нужной длины, это уменьшает количество железного (магнитного) материала в переключателе и чувствительность переключателя уменьшается, то есть магнит должен приближаться к переключателю, чтобы активировать его. В first4magnets мы маркируем все наши магниты с рейтингом Гаусс (плотность потока), измеренным от центра поверхности магнита с помощью гауссметра.Плотность магнитного потока экспоненциально уменьшается с увеличением расстояния, как показано в приведенном ниже примере плотности потока неодимового магнита диаметром 10 мм и толщиной 5 мм с увеличением расстояния.

Следующий расчет, использованный для определения вышеуказанных значений, позволяет определить плотность магнитного потока дискового магнита на любом расстоянии непосредственно над центральной точкой полюса магнита.Если вы хотите рассчитать, как плотность магнитного потока дискового магнита уменьшается на расстоянии, вы можете использовать следующий расчет.

G = Гаусс (плотность потока)

Br = остаточная энергия (например, 13 200 Гаусс для неодима N42)

R = Радиус дискового магнита

X = расстояние от поверхности полюса

l = толщина / длина

Где используются герконы?

Герконовые переключатели в основном используются для датчиков приближения и датчиков и встречаются гораздо чаще, чем вы думаете.Вот несколько примеров повседневного использования герконов:

Системы охранной сигнализации — Геркон используется во многих системах сигнализации для определения того, открыты или закрыты двери и окна. Они также используются для защиты систем от несанкционированного доступа, помещая магниты или переключатели в крышки, чтобы при их снятии срабатывал переключатель, вызывая тревогу.

Ноутбуки — Вы когда-нибудь задумывались, как ваш ноутбук или планшет знает, как включаться или выключаться, когда экран опускается или крышка закрывается над экраном? Это герконы и магниты в действии — благодаря взаимодействию переключателя и магнита устройство распознает близость крышки или экрана и реагирует соответствующим образом.

Безопасность — Вы когда-нибудь обнаруживали, что некоторые устройства, например кухонные комбайны, не включаются, если крышка не закрыта или не приняты другие меры безопасности? Это герконы с датчиком приближения в действии.

Автомобильная промышленность — Герконовые переключатели полагаются на многие системы безопасности и датчиков в вашем неизменно умном автомобиле. Всего несколько применений датчиков включают удар, скорость, торможение, положение дверей, уровни жидкости и топлива,

Холодильники — Современные холодильники используют герконовые переключатели, а не механические переключатели, чтобы определять, когда дверь открыта или закрыта.Когда дверь закрыта, магнит в раме двери перемещается близко к фиксированному геркону, и магнит раздвигает язычки, выключая свет.

Магнитный датчик | Неограниченные предохранители

Герконовые датчики включают герконовый переключатель, герконовое реле герконового датчика и датчик Холла. Типичные области применения включают определение близости, уровня, скорости или потока.

Геркон — это электрический переключатель, работающий от приложенного магнитного поля. Он состоит из двух ферромагнитных никель-железных проволок или язычков и герметичной стеклянной капсулы. Геркон активируется либо электромагнитной катушкой, либо приближением магнита к геркону. Магнетизм притягивает камыши. Как только магнит будет отведен от переключателя, геркон возвращается в исходное положение. Для активации язычков питание не требуется.

Герконовый датчик — это герконовый переключатель, заключенный в пластиковый корпус со стеклянным наполнением для защиты от воздействия окружающей среды и упрощения монтажа и подключения.Датчики Reed могут определять приближение, уровень жидкости, поток жидкости, скорость, занятость сиденья, положение вращения и ускорение. Датчики Reed разработаны со встроенным магнитным приводом или с отдельным подходящим магнитным приводом.

Герконовое реле — это электрический переключатель, который сочетает в себе герконовый переключатель и медную катушку, которая создает магнитное поле для отключения переключателя. Доступны такие опции, как диоды подавления катушек, электростатические экраны и внешние магнитные экраны.

Датчик Холла — это твердотельное электронное устройство, выходной сигнал которого изменяется при воздействии магнитного поля.Датчик эффекта Холла обнаруживает изменение магнитного поля, когда магнит приближается к нему, и генерирует электрический сигнал. Выходные сигналы могут быть цифровыми или аналоговыми и используются для бесконтактного и непрерывного поворотного или линейного позиционирования.
Краткое описание типичных применений:

Что вам нужно знать

Предоставлено Standex Electronics, www.standexelectronics.com
Легко понять, почему герконовые датчики и реле являются хорошими вариантами для схем, в которых уделяется особое внимание энергоэффективности. Нормально замкнутые (форма B) герконовые датчики и герконовые реле потребляют нулевую мощность в своих нормально замкнутых состояниях. Реле с защелкой потребляет минимальную мощность при «установке» или «сбросе» состояний своих контактов (бистабильное).Точно так же герконовые переключатели и датчики (бистабильные) с фиксацией используют простое движение постоянного магнита для изменения состояния герконов — не требуется электроэнергия.

Геркон, форма А

Герконы нормально разомкнуты. Это обычно называется однополюсным нормально разомкнутым, однополюсным однопроходным (SPST) или формой A. Два вывода герконового переключателя являются ферромагнитными и герметично закрыты в стеклянной капсуле.
Контакты в нормально разомкнутом герконе замыкаются в присутствии магнитного поля.Контакты остаются закрытыми, пока сохраняется магнитное поле. Контакты размыкаются после снятия магнитного поля. Таким образом, если магнитное поле исходит от электромагнита, энергия расходуется все время, пока контакты замкнуты. Это делает закрытое состояние менее идеальным с точки зрения энергопотребления.

Геркон Form C

Другой тип геркона — однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT) или герконовый переключатель формы C. Он имеет один общий вывод, нормально разомкнутый и нормально замкнутый.При отсутствии магнитного поля общий контакт поддерживает соединение с нормально замкнутым контактом. Герконовый переключатель не потребляет питание в нормально замкнутом состоянии. При приложении магнитного поля общий язычковый элемент переключается с нормально замкнутого на нормально разомкнутый контакт. После снятия магнитного поля общий контакт возвращается к нормально замкнутому контакту.

Нормально закрытый (форма B) геркон и датчик

Напомним, что естественное состояние геркона — нормально разомкнутый.Его можно превратить в нормально замкнутый переключатель, приложив постоянный магнит с полем, достаточно сильным, чтобы замкнуть герконы. Этот смещающий магнит должен быть больше, чем поле втягивания или поле срабатывания, которое замыкает контакты в нормально разомкнутом состоянии.
Полярность магнита не имеет значения. Но для размыкания контактов необходимо поднести к смещающему магниту более сильный постоянный магнит с противоположной полярностью.

Нормально закрытые (форма B) герконовые реле

Для многих приложений требуются переключающие контакты, которые замкнуты на длительное время и размыкаются только при возникновении неисправности.Нормально замкнутое герконовое реле (форма B) было разработано как раз для такой ситуации. Он имеет смещающий магнит, поэтому в закрытом положении катушка реле не потребляет энергию. При подаче питания на катушку смещающий магнит нейтрализует размыкание контактов.

Последовательность формы B

Может быть полезно просмотреть пошаговую последовательность действий герконового реле формы B. На соседнем графике показана последовательность для геркона, имеющего поле срабатывания (втягивания) 4 мТл и поле отпускания (отпускание) 2 мТл.Подмагничивающий магнит имеет напряженность поля 5 мТл, падающую на геркон. Эта напряженность поля превышает точку включения геркона, поэтому контакты замыкаются (точка 1). Затем катушка прикладывает противодействующее магнитное поле 4 мТл. Чистый результат двух магнитных полей составляет 1 мТл. Эта чистая напряженность поля ниже падения геркона, что приводит к размыканию контактов (точка 2). Наконец, катушка выключается, и контакты замыкаются, потому что напряженность магнитного поля возвращается к 5 мТл (точка 3).
Полярность напряжения катушки, приложенного к реле формы B, определяет магнитную полярность катушки. Эта полярность напряжения определяется конструкцией, и полярность указывается на реле. Реле выйдет из строя, если увидит обратную полярность напряжения.
Кроме того, приложение напряжения выше указанного номинального напряжения может вызвать повторное замыкание контактов. Обычно напряжение повторного включения указано на 50% выше номинального. По сути, это означает, что подача напряжения более 7,5 В для реле формы B с номинальным напряжением 5 В может вызвать АПВ.Если это вызывает беспокойство, разработчики реле могут настроить магнитную конструкцию для повышения заданного напряжения повторного включения.

Герконовые реле / ​​герконовые датчики

Геркон с фиксацией / язычковый датчик по определению может находиться в двух состояниях — в разблокированном / открытом состоянии или в заблокированном / закрытом состоянии. Для удержания язычкового переключателя в любом состоянии не требуется питания.
Блокировка возможна из-за естественного гистерезиса между точками срабатывания (втягивания) и отпускания (отпускания) геркона.Чем выше точка срабатывания, тем больше гистерезис. Чем больше гистерезис, тем легче установить точки фиксации и разблокировки с точки зрения конструкции. Постоянный магнит необходим для смещения геркона, позволяя ему работать в режиме фиксации.

Реле с защелкой

Герконовое реле с защелкой использует герконовый переключатель формы А в сочетании с постоянным магнитом. Геркон может быть зафиксирован в нормально открытом состоянии или в нормально закрытом состоянии. Его состояние зависит от

, которое он испытал последним. Применение правильной магнитной полярности к разомкнутым контактам изменит их в замкнутое состояние. Геркон останется в замкнутом состоянии до тех пор, пока не будет подан другой магнитный импульс с противоположной магнитной полярностью.
Для импульсных катушек герконовых реле требуется незначительная мощность. Обычно импульса длительностью 2 мс при номинальном напряжении реле достаточно, чтобы изменить состояние контактов реле.Таким образом, потребляемая мощность при замыкании и размыкании контактов реле минимальна и производит минимальный нагрев.

Последовательность фиксации и разблокировки

Для лучшего понимания фиксации и разблокировки рассмотрим работу геркона, который имеет точку срабатывания (замыкание контакта) при приложении поля 4 мТл и точку размыкания (контакты разомкнуты) на 2

мТл или ниже. Предположим, что смещающий магнит имеет напряженность магнитного поля 3 мТл. На следующем рисунке мы последовательно выбрали полный рабочий цикл, показывая все рабочие состояния. Как можно видеть, точки втягивания и отпускания остаются постоянными и выглядят как постоянные линии.
Пять ступеней и состояние контакта геркона:

Stage 1 : Здесь смещенное магнитное поле (BMF), которое всегда присутствует и приложено к герконовому переключателю, показано на уровне 3 мТл. Контакты открыты.
Этап 2 : Внешнее магнитное поле (ЭДС) от катушки или постоянного магнита прикладывается, создавая магнитное поле 2 мТл, которое добавляется к полю смещающего магнита. Комбинация двух полей создает магнитное поле, приложенное к геркону, на уровне 5 мТл, превышая уровень 4 мТл, и замыкает контакты.
Этап 3 : Теперь ЭДС удаляется, остается только BMF. Но напряженность поля все еще выше допустимого уровня, поэтому контакты остаются замкнутыми.
Стадия 4 : ЭДС снова применяется, но на этот раз поле противодействует BMF, уменьшая чистую напряженность магнитного поля до 1 мТл.Поле net находится ниже уровня отключения, и контакты разомкнуты.
Этап 5 : Противодействующая ЭДС удаляется, остается только BMF, а герконы остаются в разомкнутом состоянии.
Цикл может быть выполнен с использованием двух катушек или изменением полярности одной катушки. Первый вариант стоит дороже, потому что здесь две катушки; в последнем случае требуется больше схем для изменения полярности при каждом изменении состояния контакта.

Использование герконов с защелкой

Геркон с фиксацией работает аналогичным образом.Однако вместо катушки используется другой постоянный магнит с другой полярностью. Здесь контакты остаются закрытыми при удалении постоянного магнита. Они остаются закрытыми до тех пор, пока постоянный магнит с полярностью, противоположной смещающему магниту, не приблизится к язычку. Постоянный магнит не потребляет электроэнергии, поэтому нет необходимости в источниках питания, электронике и схемах синхронизации. Как и в случае герконов с защелкой, для изменения состояния контактов можно использовать один или два магнита.

• Использование одного магнита : Как только постоянный магнит приближается к геркону, контакты замыкаются.Когда постоянный магнит извлекается, контакты остаются замкнутыми. Затем необходимо повернуть постоянный магнит, изменив его магнитную полярность. Когда он снова приближается к язычку и смещающему магниту, он размыкает контакты.

• Использование двух магнитов : Для фиксации один магнит приближается с одного направления для замыкания контактов, а затем удаляется. Для разблокировки противоположный магнит приближается с другой стороны, показывая противоположную полярность, и тем самым размыкает контакты.Это действие может происходить несколькими способами в зависимости от типа движения, требуемого приложению.

Герконовые переключатели с фиксацией могут потребовать точной балансировки магнитной системы, особенно когда поблизости находятся ферромагнитные материалы. Часто бывает полезно работать с разработчиками компонентов, потому что есть много способов выполнить фиксацию. При определенных обстоятельствах прикладные инженеры часто могут предложить профессиональные, простые и экономичные подходы.

Подводя итог, герконовые датчики или герконовые реле формы B могут быть лучшим вариантом, когда предполагается, что контакты будут замкнуты на длительное время.Когда учитывается потребление энергии как в открытом, так и в закрытом состоянии, лучше всего подойдут герконовый переключатель с фиксацией или герконовое реле с фиксацией. Герконовый переключатель с фиксацией — единственная сенсорная технология, которая не требует питания для работы и размыкания контактов. С растущим спросом на маломощные компоненты, герконовый переключатель с фиксацией или нормально закрытым может быть преимуществом.