Геркон — это… Что такое Геркон?

Герконы и герконовое реле

Герко́н (сокращение от «герметичный [магнитоуправляемый] контакт») — электромеханическое устройство, представляющее собой пару ферромагнитных контактов, запаянных в герметичную стеклянную колбу. При поднесении к геркону постоянного магнита или включении электромагнита контакты замыкаются. Герконы используются как бесконтактные выключатели, датчики близости и т. д.

Геркон с электромагнитной катушкой составляет герконовое реле.

Существуют также герконы, размыкающие цепь при возникновении магнитного поля, и герконы с переключающей группой контактов.

Герконы различаются также по конструктивным особенностям. Они бывают сухими (с сухими контактами) и ртутными, в которых капля ртути смачивает контактирующие поверхности, уменьшая их электрическое сопротивление и предотвращая вибрацию пластин в процессе работы.

Отличие геркона от датчика Холла:

• геркон — это элемент, механически замыкающий (или размыкающий) электрическую цепь при должном изменении напряженности магнитного поля;
• датчик Холла — это полупроводниковое устройство, через которое во время работы протекает электрический ток и возникает поперечная разность потенциалов, пропорциональная напряженности магнитного поля.

Параметры

• Магнитодвижущая сила срабатывания — значение напряженности магнитного поля, при котором происходит замыкание контактов геркона.
• Магнитодвижущая сила отпускания — значение напряженности магнитного поля, при котором происходит размыкание контактов геркона.
• Сопротивление изоляции
  — электрическое сопротивление зазора между сердечниками (в разомкнутом состоянии).
• Сопротивление контактного перехода — сопротивление контактной области, которая образуется при замыкании сердечников.
• Пробивное напряжение — напряжение, при котором происходит пробой геркона.
• Время срабатывания — время между моментом приложения управляющего магнитного поля, и моментом первого физического замыкания электрической цепи герконом.
• Время отпускания — время между моментом снятия приложенного к геркону магнитного поля, и моментом последнего физического размыкания электрической цепи герконом.
• Емкость — электрическая емкость между выводами геркона в разомкнутом состоянии.
• Максимальное число срабатываний — число срабатываний, при котором все основные параметры геркона остаются в допустимых пределах.
• Максимальная мощность — максимальная мощность, коммутируемая герконом.
• Коммутируемое напряжение
• Коммутируемый ток

Преимущества

Геркон

• Контакты геркона находятся в вакууме или в инертном газе и слабо обгорают, даже если при замыкании или размыкании между контактами возникает искра.
• Долговечность герконов. Считается, что если не бить геркон и не пропускать очень большие токи, то срок службы геркона бесконечен, (хотя в технических данных на герконы указаны ограничения, 10 ⁸—10⁹ и больше срабатываний).
• Меньший размер по сравнению с классическим реле, рассчитанным на такой же ток.
• Отсутствие необходимости применения тугоплавких и драгоценных металлов для контактов.
• Герконы почти бесшумны.
• Высокое (относительно классических реле) быстродействие.

Недостатки

• Наличие дребезга при включении, что влечет за собой множественные срабатывания за небольшой промежуток времени.
• Дороговизна и больший вес по сравнению с открытыми контактами.
• Необходимость создания магнитного поля.
• Сложность монтажа.
• Хрупкость — герконы нельзя использовать в условиях сильных вибраций и ударных нагрузок.
• Ограниченная скорость срабатывания
• Иногда контакты «залипают» (остаются в замкнутом состоянии) — такой геркон подлежит замене.

Применение

• Клавиатуры — клавишных синтезаторов и компьютеров (в клавиатурах компьютеров практически не используется с середины 1990-х годов) (удачное использование всех достоинств геркона).
• Клавиатуры промышленных приборов, где требуется долговечность и взрывобезопасность.
• Датчики: охранные (датчик открытия двери), велокомпьютеров, верхней крышки ноутбука (открытие и закрытие) и т.  п.
• Подводное оборудование: фонари для дайвинга, подводной охоты.
• Лифты: датчики позиционирования кабины
• Телерадиоаппаратура
• Электронные счётчики тока 1 фазные и 3х фазные (используемые в многоквартирных домах,в промышленности)

Основная тенденция — замена герконов твердотельными датчиками Холла.

• Особая область применения — устройства для передачи дискретных сигналов управления и защиты от перегрузок по току высоковольтных электро- и радиотехнических установок, таких как мощные лазеры, радары, радиопередающие устройства, электрофизические установки и др. виды аппаратуры, работающей под напряжениями 10 — 100 кВ. Специально для этих видов аппаратуры В. И. Гуревичем разработаны герконовые реле с высоковольтной изоляцией, так называемые «геркотроны» или «высоковольтные изолирующие интерфейсы», описанные в его книгах (см. ниже).

См. также

Ссылки

Герконы — технические характеристики, принцип работы

Герконы это один из элементов коммутации в электрических цепях, которые успешно применяются при определенных условиях. В некоторых случаях реле на герконах являются более эффективной альтернативой электромагнитным реле.

Область применения герконов

Контактные группы на герконах активно используют в электрических схемах охранной сигнализации. Группа контактов на герконах в одном корпусе может одновременно делать переключения в нескольких электрических цепях не связанных друг с другом. В сигнализации это применяют для включения звуковой, световой индикации сработки, для передачи сигналов на дежурный пульт управления.

Пример установки герконов в РЩ мобильной перекачивающей станции горючего

На предприятиях с взрывоопасными примесями эффективно используют герконы для коммутации электрооборудования различного назначения, так как при замыкании и размыкании контактов нет искр выходящих за пределы герметичной стеклянной колбы корпуса. Для запуска мощных электродвигателей применяют герконы способные подключать цепи с нагрузкой до 45 кВт.

Кроме низковольтного оборудования, есть модели герконов которые используются для замыкания цепей с напряжением от 1000 В до 100 кВ, в релейной защите высоковольтных воздушных линиях для передачи электроэнергии. На таких элементах устанавливают дугогасящие конструкции и дэмпферные приспособления для гашения вибрационных колебаний контактов. Герконовые изделия для коммутации предоставляют возможность развития новых направлений в приборостроении, автоматических устройств управления и защиты в релейных системах.

Читайте также статью ⇒ Принцип работы пакетного выключателя

Принцип работы герконов

Работа основана на использовании магнитных сил поля возникающих между ферромагнитными элементами в герконе. Эти силы могут деформировать и перемещать, феритовые пластины контактов, при этом они замыкаются или размыкаются. Магнитное поле для намагничивания ферромагнитных контактов в зоне размещения прибора создается двумя способами:

• Катушкой наматываемой на корпус, на которую подается постоянный ток;

 

Катушка, намотанная на стеклянную колбу геркона

Совет №1 величину магнитного потока можно регулировать самостоятельно, наматывая провод на корпус катушки до момента срабатывания контактов

• Внешним постоянным магнитом.

В левой части картинки постоянный магнит удаляется, и контакты геркона занимают исходное положение.В правой части магнит подносится к геркону, магнитное поле переключает контакты.

 Простейшая конструкция геркона

Виды герконовых реле

Большой спрос на использование герконов в самых различных отраслях с учетом условий производства порождает большое количество моделей изделия. Все герконовые реле можно разделить по виду контактов:

• С разомкнутыми контактами в исходном состоянии;
• С замкнутыми контактами в исходном состоянии;
• С комбинированными группами контактов, когда в одном корпусе находятся нормально замкнутые и разомкнутые герконы.

По виду конструкции герконовые реле разделяют на два вида:

• Сухие – с наполнением колбы инертным газом или с вакуумом внутри, это делается для увеличения устойчивости контактов к большим токовым нагрузкам;
• Мокрые – герконы в точках соприкосновения контактов имеют жидкий металл, ртуть при вибрации играет роль амортизатора, предотвращая размыкание.

Основные технические характеристики герконов

По причине большого разнообразия конструкций герконовых реле, с различными функциональными назначениями есть характеристики, которые актуальны только для конкретного вида. Рассмотрим основные, которые присущи для всех разновидностей герконовых реле:

• Уровень вибрации — при превышении заданного уровня стеклянные колбы герконов могут треснуть, контакты замкнуться или разомкнуться. Измеряется та величина количеством колебаний в секунду;
• Максимальное для контактов напряжение в коммутируемой электросети измеряется в вольтах и кВ, зависит от сечения и материала контактов, записывается как Uмах;
• Допустимая мощность, при которой контакты не теряют своих ферромагнитных свойств и способности выполнять свои функции. Мощность геркона определяют материал и сечениеконтактов, чем больше сечение тем больше допускается электрическая мощность сети, обозначается в технической документации как Рmax измеряется в Вт; кВт;
• Число коммутационных циклов – количество размыканий и замыканий до износа контактов, при котором они уже не могут выполнять своего функционального назначения. В некоторых технических источника это называется ресурс работы, обозначается как N мах, где N – количество срабатываний обычно исчисляется от 4-5 милиардов;
• Время отпускания – промежуток времени от момента обесточивания катушки до перехода контактов в исходное состояние 0,2 — 1мкс;
• Время реакции – время от момента подачи тока на катушку до замыкания или размыкания контактов 0,5 – 2 мкс;
• Емкость контактов – Ск, может быть только в разомкнутом состоянии контактов, зависит от промежутка между ними и геометрических размеров контактных пластин.

Последние два параметра в технической документации могут формулировать как скорость замыкания и размыкания контактов в миллисекундах, записываются как Тср и Тотп. Эти величины показывают быстродействие геркона, малогабаритные модели имеют более высокое быстродействие. Частота коммутационных циклов может достигать 1000 Гц.

• Напряжение пробоя – величина напряжения (десятки кВольт), при которой между ферритовыми контактами в разомкнутом состоянии пробивает электрическая дуга или искра. Это напряжение характеризует электрическую прочность геркона, которая во многом зависит от материалов, из которых сделаны контакты, покрытия и зазора между ними;
• Напряженность поля – величина, при которой происходит переключение контактов, иногда этот параметр называют магнитодвтжущая сила Vср – срабатывания. Под срабатыванием понимается замыкание контактов и Vотп. Отпускания, подразумевают размыкание контактов.
• Сопротивление контактного перехода – имеет два значения, измеряется в замкнутом состоянии Rк (контакта) очень малые величины. В разомкнутом состоянии Rиз(изоляции) – сопротивление изоляции в пределах десятков МОм.

Таблица : ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕРКОНОВ НА ЗАМЫКАНИЕ КОНТАКТОВ

Модель геркона	KЭM-1	KЭM-6	MK36701	MKA-27101
Вид модификации геркона	стандарт	стандарт	промежуточные	промежуточные
сила  магнитного поля, А	54…110,1	37…50	51…80	31…60
Интервал времени срабатывания, мс	3	2	2	1,5
Допустимая мощность коммутации, Вт	31	11	20	11
Допустимое напряжение коммутации, В	221	151	101	111
Величина тока коммутации, А	1,1	0,26	0,36	0,36
Напряжение пробоя, В	501	501	—	501
Сопротивление контактов замкнутого геркона, Ом	0,09	0,11	0,071	0,121
частота замыканий, Гц	101	21	50	100
Рабочая температура, °С	-61…+123	-61…+125	-61…+100	-61…+100
Допустимый диапазон частот вибрации, Гц	1…601	1…50	1…600	1…601
Длина и Ø баллона , мм	50/80	36/63,5	36/63,5	27/45,6

Параметры переключающих и измерительных герконов

Марки герконов	МКС-27102	КЭМ-3	МКС-15101	МКА-52181	МКА-27801
сила  магнитного потока, А	51…74	31…100	31…45	81	31…100
Временной интервал переключения, мс	1,51	1,51	1,51	2. 1	2.1
Допустимая мощность коммутации, Вт	31	31	0,36.1	1,49	1
Допустимое напряжение коммутации, В	151	125	35	35	301
Допустимый ток коммутации, А	1.1	1.1	0,011	0,11	0,011
Сопротивление замкнутых контактов, Ом	0,151	0,31	0,151	0,081	0,11
частота замыканий и размыканий, Гц	51	101	100,1	100,1	50.1
Интервалы рабочей температуры, °С	-61… + 125	-61… + 125	-61… + 125	-61… + 85	-61… + 85
Диапазон сачтоы вибрации, Гц	1…2000.1	1…2000.1	1…2000,1	1…601	5…601
Длина и Ø баллона, мм	27/67	18/54	15/50	53/79,5	28/52,3

герконы с большой мощностью

Марка геркона	MKA-52141	MKA-52142	MKA-52202
Модификация  геркона	высоковольтный	высоковольтный	мощный
Сила магнитного потока переключения, А	100…200,1	300. 1	180…300.1
Временной интервал переключения, мс	3,1	3,1	8,1
Допустимая мощность коммутации, Вт	51	51	251
Допустимое напряжение коммутации, В	5000.1	10000.1	380.1
Допустимый ток коммутации, А	3,1	3,1	4,1
Напряжение пробоя, В	10000.1	15000.1	800.1
Сопротивление между замкнутыми контактами, Ом	0,1	0,1	0,3
Диапазон рабочих температур, °С	-40…+85	-60…+100	-45…+60
Допустимые частоты вибрационные нагрузки, Гц	1…600	1…60	1…10
Длина  колбы и Ø мм	53/5,4/80	52/5,5/90	52/7,0/0

Особенности управления контактами геркона

Можно выделить два способа управления, каждый из которых имеет свои конструктивные особенности:

Управления по средствам магнитного поля от постоянного магнита.

Геркон устанавливается неподвижно, магнит перемещается в пространстве относительно геркона, при приближении на расстояние когда сила магнитного поля достаточная для переключения контактов происходит срабатывание. Аналогично при удалении магнита от геркона, поле ослабеет, и контакты геркона возвращаются в исходное состояние.

Линии силового поля воздействующие на герконовые контакты

Классическим примером такого варианта является применение геркона в системах охранной сигнализации, когда геркон устанавливается на дверную коробку, а магнит на двери, можно наоборот.

Пример монтажа герконовых датчиков на двери
А – контакты находятся в разомкнутом состоянии;
Б – контакты замыкаются сигнализация срабатывает:

Совет №2 Рекомендуется в этом случае использовать датчики цилиндрической формы в пластиковом корпусе. Они незаметно устанавливаются в просверленные отверстия в коробке и двери. Для маскировки сверху можно наклееить эластичные заглушки соответствующего цвета.

Скрытые герконовые датчики в профиле металлических дверей

В зависимости от условий эксплуатации и функционального назначения, конструктивные решения могут быть разные:

• Магнит может вращаться вокруг оси, меняя полярности тем самым переключать контакты геркона.
• Между герконом и магнитом может перемещаться экранирующая магнитная шторка, для шунтирования поля;
• Подвижным может быть любой элемент, несколько, элементов или все, шторка, магнит и геркон, все определяют условия конкретного объекта.

Управление герконом по средствам катушки, через которую пропускается постоянный ток

Такой способ получил широкое применение в конструкциях герконовых реле с небольшим количеством групп контактов. В полый сердечник корпуса, на который намотана обмотка, помещают один или несколько герконов.

Элементы конструкции герконового реле РЭС -24

Примером такого использования являются токовые датчики защиты в электросетях питающих оборудование. Катушки наматываются достаточно толстым проводом, чтобы выдерживать токовые нагрузки, используемые на производственном процессе. При превышении тока магнитное поле отключает контакты геркона, оборудование обесточивается. Настройка осуществляется перемещением по резьбовому соединению геркона внутри катушки вдоль оси.

Достоинства герконовых переключателей

• В отличие от обычных реле с электромагнитными катушками и сердечником в герконовых нет механических элементов, привода рычага для перемещения контактов и стального сердечника в катушке. За счет этого конструкция получается меньших габаритов.
• Многие показатели герконовых реле в сотни раз выше, чем обычных реле, сопротивление изоляции, пробивное напряжение, соответственно электрическая прочность.
• Очевидно, что обычные реле не могут сравниться с герконами по быстродействию. Частота коммутации контактов на герконах 1000Гц;
• Ресурс работы герконов исчисляется в миллиардах циклах переключений;

Недостатки

Не смотря, на все совершенства, имеются и недостатки:

• Не большая мощность;
• Не большое количество контактов в одной колбе;
• В сухих вариантах может быть механическое дребезжание контактами;
• Хрупкий корпус стеклянного баллона;
• В неэкранированном корпусе может быть влияние сторонних магнитных полей.

Читайте также статью ⇒ Подключение теплового реле. 

Характерные ошибки при монтаже герконов

• Установка герконов на подвижные элементы оборудования, без учета вибрационной защиты, в результате чего разрушается стеклянная колба.
• Установка герконов без учета предельно допустимых значений напряжения и мощности, в результате чего контакты могут залипать, пригорать, и в итоге выходить из строя.
• При линейном передвижении геркона в пространстве относительно магнита, или наоборот интервал расстояния должен соответствовать силы магнитного поля для переключения контактов. При большом расстоянии силы магнитного поля может быть недостаточно для срабатывания.
• Прежде чем подключить установленной сети проверьте его срабатывание мультиметром в режиме прозвонки. Особенно когда конструкция закрывается лицевой панелью или другими элементами, в противном случае для исправления придется разбирать установленные элементы.
• При монтаже датчиков защиты по току на герконах, не забывайте вращением сердечника настроить их на предельный ток срабатывания. В противном случае они будут срабатывать при меньшем токе, ограничивая производственный процесс, или вообще не сработают и аппаратура сгорит.

Часто задаваемые вопросы

1. Для гашения вибрации ставят герконы с наличием ртути, это не опасно для здоровья?

Ртуть находится в герметичной стеклянной колбе и в прочной оболочке корпуса, поэтому не опасно. Запрещается разбирать, при выходе из строя утилизировать надо в установленном порядке в специализированные организации.

2. Ультразвуки могут повлиять на характеристики герконов?

Да, действительно, ультразвук существенно может изменить характеристики геркона, может измениться структура магнитного поля, в результате чего его силы для переключения контактов будет недостаточно. Поэтому следует избегать при выборе места геркона влияние ультразвуков.

Читайте также статью ⇒ Реле напряжения.

Оцените качество статьи:

Блог — Что такое геркон

По функциональным признакам герконы подразделяются на: замыкающие (в исходном состоянии нормально-разомкнутый контакт), размыкающие (нормально-замкнутый контакт), переключающие (переключающий контакт). Наибольшее распространение получили замыкающие герконы.
По конструктивно-технологическим признакам выделяют 2 группы герконов: с сухими и ртутными контактами. В ртутных герконах для улучшения качества контакта в герметичный стеклянный корпус добавляют капельку ртути.

Перейти в каталог герконов, датчиков открытия.

Конструкция герконов

Геркон представляет собой пару контактов (магнитных сердечников), запаянных в стеклянный баллон. Между сердечниками оставляют зазор определенного размера. Наружные концы контактов подключаются во внешнюю электрическую цепь. Контакты выполнены из расплющенной упругой ферромагнитной проволоки. Контактирующая поверхность покрыта благородным металлом, что уменьшает переходное сопротивление, а также способствует антикоррозийной устойчивости контактов. Пространство баллона заполняется инертным газом либо вакуумизируется, что также повышает надежность работы контактов.

Геркон. Принцип работы.

Контактная группа срабатывает при воздействии магнитного поля достаточной напряженности. Для замыкающего геркона сердечники геркона, намагниченные силовыми линиями магнитного поля, преодолевают силы упругости, притягиваются и замыкают электрическую цепь. В случае прекращения действия  магнитного поля контакты размыкаются. При следующем появлении магнитного поля контакты сработают вновь.

Для размыкающего геркона при воздействии магнитного поля контакты намагничиваются одноименно, поэтому они отталкиваются друг от друга и размыкают электрическую цепь.
Для геркона переключающего типа 2 контакта выполняются из ферромагнитного сплава (нормально-разомкнутые), а 1 (нормально-замкнутый) – из немагнитного металла. При воздействии магнитного поля контакты нормально-разомкнутые замыкаются, а один нормально-замкнутые, оставаясь на месте, размыкается.

Характеристики герконов

Характеристики герконов подразделяются на механические и электрические.

Механические характеристики.

Магнитодвижущая сила срабатывания/магнитодвижущая силу отпускания указывает величину напряженности магнитного поля, при котором происходит срабатывание либо отпускание контактов.

Скорость срабатывания и отпускания (мсек) характеризует быстродействие геркона. Герконы с меньшими линейными размерами обладают большим быстродействием.
Максимальное число срабатываний показывает число срабатываний, при котором сохраняются в допустимых пределах все свойства геркона.

Электрические характеристики.

Сопротивление контактного перехода – величина сопротивления между замкнутыми контактами, сопротивление изоляции – величина сопротивления между разомкнутыми контактами.
Электрическая прочность геркона указывает величину напряжения пробоя и характеризует качество изоляции между контактами.

Мощность коммутации геркона определяется материалом конструкции, типом покрытия контактов и их размерами.
Емкость геркона – замеряется между разомкнутыми контактами, зависит от геометрических размеров самого геркона и расстояния между контактами в разомкнутом состоянии.

Подключение геркона

В системах охранной сигнализации герконы наряду с датчиками разбития стекла для организации первого рубежа охраны. Так, датчик открытия двери мгновенно срабатывает при открытии двери и приводит сигнализацию в состояние тревоги.

Самые популярные модели герконовых датчиков:

Герконовые датчики используются для установки на двери, окна, ворота и пр. Устройство состоит из двух частей: корпус с герконом и корпус с магнитов. Как правило, установка геркона осуществляется на неподвижном полотне конструкции, а магнита – на подвижном. Магнит и геркон должны находиться на одной оси, а зазор между ними должен составлять от 2 до 6 мм. Оптимальное расположение датчика – в верхней части полотна, на расстоянии около 15 см от раствора. При монтаже необходимо учитывать хрупкость герконовой колбы и избегать ударов или других физических воздействий.

Автор: Alexandr Skakalskiy

Геркон, что это такое, как он устроен и работает?

Коммутационные устройства или просто контакты очень широко применяются в различной электрической и радиотехнической аппаратуре. С целью улучшения эксплуатационных свойств, прежде всего срока службы и надежности соединения и были разработаны магнитоуправляемые герметизированные контакты получившие название геркон.

Первые образцы таких контактов появились еще в 30 – е годы прошлого столетия, а первый магнитоуправляемый контакт был изобретен еще в 1922 году в Петербурге профессором В. Коваленковым, за что ему было выдано авторское свидетельство СССР №466. Конструкция такого контакта показано на рис. 1.

Устроен такой контакт следующим образом. К сердечнику 3 из магнитомягкого материала через изолирующие прокладки 5 прикреплены контакты 1 и 2, выполненные также из магнитомягкого материала. При пропускании тока через катушку 4 в сердечнике 3 возникает магнитное поле и намагничивает контакты 1 и 2, которые замыкаются. Размыкание контактов происходит при прекращении тока через катушку.

   Рис. 1 Магнитоуправляемый контакт профессора В. Коваленкова

По сути это был самый первый магнитоуправляемый контакт, только без герметизирующей оболочки. В герметизирующую оболочку подобный контакт был впервые помещен американским инженером W.B. Ellwood лишь в 1936 году. В семидесятых годах прошлого столетия герконы достигли своего максимального развития, и нашли широкое применение в различных устройствах электронной техники.

В настоящее время герконы используются менее интенсивно, поскольку их «вытеснили» датчики Холла. Но в некоторых случаях герконы остались вне конкуренции, что обусловлено простотой применения, гальванической развязкой от источника питания, свойствами «сухого контакта», поэтому герконы до сих пор применяются в различных схемах и устройствах.

В тех случаях, когда требуется высокая надежность и долговечность коммутирующего элемента герконы просто незаменимы. Как составная часть герконы входят в конструкции различных датчиков, электромагнитных реле, особенно слаботочных, а также позиционных переключателей и некоторых других устройств.

Разновидности герконов

Так же, как и обычные контакты, герконы могут быть замыкающие (1 нормально — разомкнутый контакт), переключающие (1 переключающий контакт) и работающие на размыкание (1 нормально — замкнутый контакт). Это деление по функциональным признакам.

По признакам конструктивно — технологическим герконы делятся на две большие группы: с сухими контактами и с контактами ртутными. Первая разновидность так и называется сухими герконами, а вторая ртутными герконами. Собственно, в работе сухих герконов, по сравнению с обычными контактами, ничего особенного нет.

В ртутных герконах внутри герметичного стеклянного корпуса кроме контактов находится еще капелька ртути. Назначение этой ртутной капельки – смачивание контактов во время срабатывания для улучшения качества контакта за счет уменьшения переходного сопротивления, а кроме того для избавления от дребезга контактов. 

Дребезгом называется вибрация контактов при замыкании и размыкании, что при однократном срабатывании приводит к многократной коммутации передаваемого сигнала, а кроме того к значительному увеличению времени срабатывания. Представьте себе, что такой дребезг будет присутствовать в усилителе звуковых частот во время переключения входного сигнала! В случае, когда такой дребезжащий контакт работает совместно с цифровыми микросхемами, приходится принимать меры по подавлению дребезга в виде RC — цепочек или RS – триггеров.

Различные контакты, в том числе и герконовые, применяются и в современных микроконтроллерных схемах, но в них дребезг контактов подавляется программным способом. Это также снижает быстродействие системы в целом.

Конструкция герконов

Конструкция различных типов герконов представлена на рис. 2.

   Рис. 2 Конструкция герконов

Все герконы представляют собой герметичный стеклянный баллон, внутри которого находится контактная группа. Контакты представляют собой магнитные сердечники, вваренные в торцы баллона. Наружные концы сердечников предназначены для подключения к внешней электрической цепи.

Наибольшее распространение получил геркон с контактной группой, работающей на замыкание или, как показано на рисунке «разомкнутый». Каждый контакт – сердечник выполнен из ферромагнитной упругой проволоки, которая расплющена до прямоугольной формы. Для изготовления сердечников применяется пермаллоевая проволока диаметром 0,5 — 1,3 мм в зависимости от мощности геркона и, соответственно, его габаритов.

Непосредственно контактирующие поверхности покрыты благородным металлом, золотом, палладием, родием, серебром и сплавами на их основе. Такое покрытие не только уменьшает переходное сопротивление, но и способствует повышению коррозионной стойкости контактной поверхности.

Внутренне пространство баллона заполнено инертным газом (водородом, аргоном, азотом или их смесью) или просто вакуумировано, также способствует уменьшению коррозии контактов и повышению их надежности. При изготовлении сердечники располагают таким образом, чтобы между ними оставался зазор, кстати, определенного размера.

   Рис. 3. Геркон

Принцип работы геркона

Для того, чтобы вызвать срабатывание контактной группы, необходимо вокруг геркона создать магнитное поле достаточной напряженности. При этом абсолютно не важно, как это поле будет создано, либо просто постоянным магнитом, либо электромагнитом. Силовые линии внешнего магнитного поля намагничивают внутренние контакты – сердечники геркона, в результате чего они преодолевают силы упругости, притягиваются и замыкают электрическую цепь.

В таком состоянии контакты будут находиться до тех пор, пока вокруг них есть магнитное поле достаточной напряженности: достаточно выключить электромагнит или убрать подальше обычный постоянный магнит, как контакты сразу разомкнутся. Следующее срабатывание контактов произойдет, когда магнитное поле появится вновь. Из всего сказанного можно сделать вывод, что контакты выполняют сразу три функции: упругих элементов (пружин), магнитопровода, и собственно проводящих контактов.

Несколько по-иному действует геркон, работающий на размыкание. Его магнитная система устроена так, что при воздействии магнитного поля контакты – сердечники намагничиваются одноименно, поэтому отталкиваются друг от друга, размыкая электрическую цепь.

У переключающего геркона один из трех контактов, как правило, нормально — замкнутый выполняется из металла немагнитного, а оба нормально – разомкнутых контакта из ферромагнитного, как было сказано чуть выше. Поэтому при воздействии на геркон магнитного поля нормально разомкнутые контакты просто замыкаются, а немагнитный нормально – замкнутый, оставаясь на своем первоначальном месте, размыкается.

Примечание. Нормально – разомкнутый контакт, это который разомкнут при отсутствии управляющего воздействия, в данном случае магнитного поля. Соответственно нормально — замкнутый контакт замкнут при отсутствии магнитного поля.

Конечно, магнитное поле присутствует всегда, например магнитное поле Земли. И нельзя, вроде бы, сказать про отсутствие магнитного поля совсем. Но магнитное поле Земли для срабатывания геркона недостаточно, поэтому им можно пренебречь и сказать об отсутствии магнитного поля, в данном случае внешнего.

Герконы имеют ряд механических и электрических параметров, которые характеризуют их свойства. Эти параметры можно разделить на две большие группы: механические и электрические.

Механические параметры герконов

К механическим параметрам относится магнитодвижущая сила срабатывания. Этот параметр показывает, при каком значении напряженности магнитного поля происходит срабатывание и отпускание контакта. В технической документации это называется как магнитодвижущая сила срабатывания (обозначается Vср) и магнитодвижущая сила отпускания (обозначается Vотп).

Немаловажными параметрами геркона, в ряде случаев основными, является скорость его срабатывания и отпускания. Эти параметры измеряются обычно в миллисекундах и обозначаются соответственно как tср и tотп, которые в целом характеризуют быстродействие геркона. Герконы, имеющие меньшие геометрические размеры обладают более высоким быстродействием.

Максимальное число срабатываний, или попросту ресурс, также относится к группе механических параметров. Этот параметр оговаривает, при каком числе срабатываний все свойства геркона, как механические, так и электрические сохраняются в пределах допустимых значений. В технической документации обозначается как Nmax.

Электрические параметры герконов

Эти параметры такие же, как у обычных механических контактов. Сопротивление, измеренное между замкнутыми контактами называется сопротивлением контактного перехода и обозначается как Rк, а сопротивление, измеренное между разомкнутыми контактами есть не что иное, как сопротивление изоляции Rиз.

Электрическая прочность геркона. Этот параметр характеризует пробивное напряжение Uпр. Это напряжение в основном определяет качество изоляции между контактами, которое в свою очередь обусловлено качеством вакуума или заполнения колбы инертными газами. Кроме этого пробивное напряжение зависит от величины зазора между контактами и качества их покрытия.

Мощность, коммутируемая герконом определяется в основном его конструкцией: материалом и размерами контактов, а также типом покрытия контактных площадок. В технической документации этот параметр обозначается как Pmax.

Емкость, измеренная между разомкнутыми контактами обозначается как Cк. Она зависит лишь от геометрических размеров геркона и расстояния между разомкнутыми контактами.

Способы управления герконами

Их можно разделить на две большие группы: управление постоянным магнитом и управление при помощи катушки с током. Эти способы показаны на рис. 4.

   Рис. 4 Различные способы управления герконами

Управление герконом при помощи постоянного магнита

Наиболее прост и распространен способ управления с линейным перемещением магнита. Здесь вполне уместно вспомнить охранную сигнализацию, где магнит укреплен на двери и заставляет срабатывать геркон, когда дверь закрыта.

Способ с угловым перемещением магнита используется намного реже, как правило, в тех случаях, когда другие способы применить по какой-либо причине невозможно.

Перекрытие магнитного поля шторкой использовалось в клавиатурах различных вычислительных устройств, вплоть до девяностых годов прошлого столетия, а может быть можно встретить где-нибудь и до сих пор.

Управление герконом при помощи катушки с постоянным током

Этот способ получил наибольшее распространение при создании герконовых реле. Конструкция этих реле достаточно проста: внутрь катушки с током просто помещается геркон, и при этом не требуется никаких дополнительных пружинок и рычагов, как у обычного реле. Единственный в этом случае недостаток это небольшое количество контактных групп.

Если катушку выполнить достаточно толстым проводом, способным пропустить большой ток, то можно получить герконовое токовое реле. Такие реле широко применялись в мощных источниках постоянного тока в качестве датчика системы защиты от перегрузок. Точная настройка уровня срабатывания такого датчика осуществляется резьбовым механизмом, позволяющем плавно перемещать геркон вдоль оси катушки.

Преимущества и недостатки герконов

Как и любая вещь герконы имеют свои недостатки и преимущества. Сначала поговорим, естественно, о преимуществах. По сравнению с обычными коммутирующими контактами герконы имеют чуть ли не в 100 раз большую надежность по сравнению с обычными открытыми контактами. Эта надежность обусловлена более высоким сопротивлением изоляции (достигает десятков Мега Ом), и большей электрической прочностью: пробивное напряжение у некоторых типов герконов достигает нескольких десятков киловольт.

Неоспоримым преимуществом герконов является их быстродействие: у некоторых моделей герконов частота коммутации достигает 1000 Гц, а скорость срабатывания и отпускания находится в пределах (0,5 — 2,0 мс) И (0,2 — 1,0 мс) соответственно.

Срок службы некоторых герконов доходит до 4 — 5 млрд. срабатываний, что намного выше аналогичного показателя для обычных не защищенных контактов. Также к достоинствам герконов следует отнести легкий способ согласования с нагрузкой а также работа герконов без применения источников электрической энергии.

На фоне достоинств недостатки, наверно, не так уж и велики. Во-первых, это небольшая коммутируемая мощность. Кроме того малое количество контактных групп в одном баллоне а для «сухих» герконов дребезг контактов. К недостаткам же можно отнести также хрупкость стеклянного баллона и в некоторых случаях высокую чувствительность к внешним магнитным полям.

 

Смотрите также по этой теме:

   Слаботочные сети. Правила монтажа слаботочных сетей.

   Герконовый датчик, принцип работы и схема подключения.

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Геркон — Энциклопедия по машиностроению XXL

Геркон — герметизированное, обычно в стеклянном баллоне, магнитоуправляемое контактное устройство магнитное поле, смещающее пружины контактов, создается катушкой, находящейся вне баллона [7 .  [c.141]

Типы 169 Гептод 141 Геркон 141  [c.751]

В последние годы широкое распространение в технике получили герметизированные магнитоуправляемые контакты, называемые герконами (рис. 4.19). Простейший геркон (рис. 4.19, а) представляет собой стеклянную запаянную ампулу /, заполненную инертным газом (азотом, аргоном, водородом или азотно-водородной смесью).  [c.104]

Что такое геркон, для чего он предназначен, как устроен, каков принцип его работы и каковы основные параметры  [c.106]

В последние годы в СССР и за рубежом появились магнитоуправляемые контакты, работающие в вакууме или инертном газе, так называемые герконы, весьма перспективные для применения в схемах управления лифтами.  [c.8]

Кабина с центральным этажным аппаратом электрически связана посредством индуктивных датчиков или магнитоуправляемых контактов — герконов, которые размещаются в шахте и взаимодействуют с установленными на кабине магнитными шунтами (при индуктивных датчиках) или электромагнитами (при герконах). Датчики связаны электропроводкой с размещаемым в машинном помещении центральным этажным аппаратом в виде шагового копираппарата или релейного селектора. Необходимость в такой связи датчиков является большим недостатком этого способа. Поэтому более целесообразно размещать два датчика на кабине, которые взаимодействуют с экранами из стальных пластин, устанавливаемыми в шахте в требуемых точках. При этом способе электрические сигналы в машинное помещение передаются всего по четырем жилам  [c.52]

Сочетание контактных элементов релейного селектора, собранных в последовательные цепочки, снижающие надежность работы лифта, с высоко надежными индуктивными датчиками или магнитными на герконах нельзя считать рациональным и перспективным.  [c.105]

Число контактных элементов, обеспечивающих безопасную работу лифта, практически мало зависит от системы и аппаратуры управления, и поэтому при сопоставлении структурных схем управления не учитывается. Однако число этих элементов в схемах управления достаточно велико и не может не оказывать влияния на степень надежности работы лифтов. Замена контактных элементов безопасности бесконтактными в большинстве случаев невозможна или нецелесообразна, но замена их магнитоуправляемыми герконами во многих устройствах возможна и перспективна, в частности для дверных контактов.  [c.109]

ХАРАКТЕРИСТИКА НЕКОТОРЫХ ТИПОВ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ГЕРКОНОВ  [c.110]

Большое значение имеет также доля бесконтактных элементов и герконов, поскольку надежность их работы, как правило, на один порядок выше контактных (т. е. в 10 раз).  [c.135]

На крыше кабины устанавливается датчик замедления на герконе, взаимодействующий с электромагнитами этажных переключателей и посылающий при этом импульс, поджигающий тиратрон реле замедления ТЗ.  [c.155]

После выхода последнего пассажира и истечении 7 с с момента остановки двери автоматически закрываются Р. контактом реле РВ2 и кабина начинает спускаться, принимая и выполняя все попутные вызовы. В этом случае при подходе кабины сверху к этажу вызова установленный на крыше кабины геркон в цепи поджигания тиратрона реле замедления РЗ, взаимодействуя с электромагнитом этажного переключателя, замкнется и подожжет тиратрон, включив реле замедления, которое отключит реле большой скорости РБС и контактор Б, включив контактор М-, при этом кабина из режима спуска перейдет в режим движения на малой скорости.  [c.158]

От сигнала геркона происходит реверс электродвигателя и поворот храповика 13, воздействующего через собачку 14 на микропереключатель. Последний дает сигнал на снятие давления в гидроцилиндре с поршнем штока диска. Диск перемещается вправо под действием пружины 3, нажимает на толкатели рычагов соответствующих блоков колес. Происходит включение заданной скорости. Об этом сигнализирует микропереключатель, дающий команду на включение двигателя привода главного движения. Так, происходит полностью автоматическое переключение скоростей от управляющей программы. Развитие систем управления станками в направлении централизации и автоматизации приводит к широкому применению дистанционного кнопочного управления, применение которого облегчает работу на станке, повышает безопасность и производительность труда.  [c.89]

Подход головки в требуемую позицию фиксируется срабатыванием выключателя 7 командоаппарата 16 на которые воздействует вращающийся синхронно с валом магнит 6. По команде герконов происходит реверс электродвигателя. Муфта 14 начинает вращаться в обратную сторону, а головка с полумуфтой 13 удерживается от  [c.119]

Ряс. 65. Датчик селекции на герконах ДПЭ-101 / — направляющая кабины 2 —кронштейн датчика 3 —кронштейн шунта 4, 7 — болты 5 — шунт 6 — датчик ДПЭ-101 8 — гайка  [c.292]

Шахты лифтов служат для размещения в них лифтового оборудования кабин, противовесов, направляющих кабин и противовесов, этажных переключателей (датчиков селекции и датчиков точной остановки кабины на этажах индуктивных и контактных на герконах) конечных выключателей (если они установлены в шахте лифта) натяжных устройств ограничителей скорости буферных устройств.  [c.3]

Регламентирование указанных выше зазоров связано с наличием электрического и механического оборудования в шахте, на которое кабина воздействует при своем движении по шахте (этажные переключатели, индуктивные датчики и датчики на герконах, автоматические замки и т.д.). Увеличение зазоров сверх указанных приводит, как правило, к поломке этого оборудования и к перебоям в работе лифта.  [c.136]

Контактные датчики типа ДПЭ-101 на герконах  [c.287]

Пружинящие силы пластин контактов герконов направлены так, что контакты разомкнуты, если на них не действует магнит так как герконы помещены рядом с постоянным магнитом, то на контакты действует магнитное поле. Оно преодолевает пружинящие силы, контакты замыкаются и находятся в таком положении, пока магнитное поле действует на контакты.  [c.288]

Рис. 107. Датчик селекции на герконах ДПЭ-101

Подтягивают ослабленные крепежные болты н гайки. Аналогично регулируют датчики селекции на герконах ДПЭ-101 (рис. 107).  [c.292]

Микшеры бывают плавными и ступенчатыми. Если микшер ступенчатый, то должно выполняться условие, чтобы ступенька (шаг) не превышала 1 дБ, так как при большем шаге скачкообразность регулировки становится заметной на слух. Динамический диапазон, т.е. предел регулирования микшера, должен быть не менее 80 дБ. Микшеры выполняют в виде мастичных потенциометров, мостовых регуляторов, на оптронах, герконах и других элементах.  [c.184]

Феррид — управляемый кратковременными импульсами коммутационный элемент, осуществляюш,ий совокупность функций реле с герметизированными магнитоуправляемыми контактными устройствами (герконами) и функций элемента магнитной памяти.  [c.163]

Известен целый ряд подобных механических устройств, о,дним из которых является разработанное А.М.Русковым и И.Ф.Болговым [38] устройство (рис. 18, б). Оно состоит из полого цилиндра, прикрепленного к головке штатива с возможностью изменения своего положения по высоте, что вызывает изменение горизонта инструмента. В нижней части цилиндра крепятся шесть постоянных магнитов, а на стакане 2 установлен герметизированный контакт (гер-кон) 4. Контакты геркона подключены параллельно контактам клавиши «равняется» микрошшкуКятора (МК) 3, закрепленного на штативе. Приведя нивелир в рабочее положение и установив индекс на стойке / (рис. 18, а) на уровне визирного луча, нажимают на МК клавиши 25 Р ЗАП. Визируют на стойку, установленную в заданной точке рельса и вращением ручки 1 устройства совмещают изображение индекса с горизонтальной нитью сетки. При вращении ручки 1 под действием магнитного поля замыкаются контакты геркона 4, а количество замыканий подсчитывается МК и умножается на 0,25 мм. В результате на табло высвечивается число,обозначающее величину  [c.38]

ДЫШИ базируются опоры качения 3, ротор и статор импульсного датчика скорости 4. При увеличении числа каналов токосъема изменяется только длина его корпуса и вала. Такая конструкция позволила получить высокую точность взаимного расположения контактных колец и минимальное биение (менее 0,02 мм) вращающихся колец, что существенно уменьшает диспергирование ртути в зазоре и повышает надежность электрического контакта. Проволочные выводы, соединяющие контактные кольца с неподвижным 5 и вращающимся блоками выводов, свободно уложены в дуговых секторах вала и корпуса между вкладышами 1. Такое решение резко упростило сборку и разборку токосъемов. Привод вала токосъема осуществляется через сильфонную муфту 6. Благодаря отсутствию люфтов, большой крутильной жесткости и изгибной податливости сильфонная муфта обеспечивает высокую точность передачи вращения валу внутри одного оборота при некоторой несоосности и угловом перекосе соединяемых валов. При необходимости токосъем комплектуется герконным переключателем каналов 7.  [c.155]

Н 47НД Сплавы с высоким значением проницаемости и индукции насыщения, с заданным коэффициентом линейного расширения а = (У-г — -11,5) 10 I/ С в интервале температур от —70 до +550 Для пружин герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов)  [c.188]

Внутри ампулы размещены две тонкие пермалоевые пластины 2 с токоотводами. Концы пермалоевых пластин, контактирующих при замыкании, покрыты защитным слоем золота, родия или палладия. Работой геркона управляют постоянные магниты 3 или электромагниты 4 (рис. 4.19, б). При воздействии на геркон магнитного поля достаточной напряженности магнитные силовые линии замыкают контакты. При ослаблении магнитного поля контакты размыкаются от действия сил упругости. Один или несколько герконов, помещенных в управляемое магнитное поле, образуют безъякорное реле. Герконы просты по устройству и в управлении их работой, надежны и не требуют регулировки. Они могут работать в широком диапазоне температур от -100 до +200°С, обладают достаточной для применения в автоматических устройствах строительных машин вибро- и удароустойчивостью. Недостатком является небольшая сила управляемых токов, Герконы надежно работают при малых токах в десятки миллиампер. Максимально допустимая сила тока для геркона с длиной стеклянного баллона 50 мм не превышает 1 А. Имеются герконы на рабочие токи до 5 А с ампулой, заполненной водородом.  [c.104]

Кроме того, маятник осундествляет включение и выключение ре-гистрируюндей аппаратуры 9 одновременно с открытием и закрытием клапана 3. Для этого на неподвижной пластине установлены выключатели типа геркон , срабатываюндие от магнитного поля установленных на маятнике постоянных магнитов. Измерения показали, что время вывода установки на стационарный режим не превышает 0.2 с. Поэтому геркон включения устанавливался на таком расстоянии от предполагаемого положения границы струи, чтобы от момента включения установки до попадания датчиков в струю проходило не меньше 0. 5 с.  [c.567]

С заданным температурным коэффициентом линейного расширения а Fe-Ni 52H, 52Н-ВИ, 47НД, 47НД-ВИ а (8,5…11)iO- K , /Я, = 10…20 А/м, S, 1,3…1,5Тл Магнитные элементы герметизированных магнитных контактов (герконы)  [c.552]

По сравнению с реохордными потенциометрические датчики обеспечивают универсальность установки на машины различных типов, более высокую точность и возможность измерения очень длинных ходов с использованием либо многооборотных угловых потенциометров, либо редукторов. Для начала измерения пути могут использоваться быстродействующие герконы (магнитоуправляемые контакты). Флажок с постоянным магнитом крепится на шкиве. Эксплуатация потенциометрического датчика скорости перемещения показала, что при использовании современных электронных преобразователей можно суш,ественно увеличить информацию, получаемую визуальным или графическим способом. Например, данные можно получать в цифровом виде. По величине  [c. 164]

Детали нз сплавов с заданным температурным коэффициентом линейного расширения. Магинтомягкие сплавы с заданным коэффициентом линейного расшнреинЯ близким к таковому у мягких Стекол применяют в герметизированных реле с магнитоуправляемыми контактами (герконах). Сплавы 52Н и 47НД подвергают отжигу в защитной атмосфере при 960 20° С 1 ч С охлаждением в печи или в контейнере до 200° С со скоростью не более 600° С/ч.  [c.709]

Некоторые зарубежные фирмы в целях повышения комфорта снабжают посты лифтера предупредительными световыми сигналами Лифт приближается к этажу с остановкой , сопровождающимися жужжанием зуммера или коротким мелодичным звонком. В настоящее время отечественной промышленностью подготовлены к производству вызывные посты ВП81 и ВП82 с контактами на герконах, резко увеличивающими срок их службы. В последние годы подачу вызовов и приказов стало возможным осуществлять бесконтактным способом — индуктивными и электронными кнопками, нашедшими пока еще ограниченное применение.  [c.30]

К достоинствам схемы следует отнести применение магнитных датчиков на герконах непринятие вызова, если кабина уже прошла этаж вызова нахождение всех реле селекции, кроме одного, на этал[c.170]

При стоянке кабины на любом этаже, когда щетка шагового копираппарата находится на соответствующем этажном контакте, на посадочной площадке этого зтажа горит сигнальная лампа, (белая или зеленая), извещающая пассажира о нахождении кабины на данном этаже и возможности входа в кабину без вызова или о прибытии вызванной кабины на этаж От этих же контактов могут быть сделаны отводы на световое табло в холле и на панели управления для указания о местонахождении кабины. Сигнальные цепи работают на переменном токе. Описанная схема обеспечивает работу лифта только по единичным вызовам и приказам. По удобству обслуживания пассажиров и числу контактных элементов эта схема примерно равноценна схеме с этажными перекидными датчиками, но для технической эксплуатации она значительно удобнее, так как вся аппаратура, кроме датчиков селекции, которые могут быть магнитными на герконах или индуктивными, находится в машинном помещении.  [c.174]

З-контакт РИТО (121—123) в цепи РЗД исключает возможность открывания створок двери кабины при нахождении ее между этажами. Датчики селекции на герконах 1ДчС—20ДчС предназначены для производства коммутационных операций в  [c.231]

Оно будет действовать на контакты до тех пор, пока паз датчика не перекрыт шунтом. Как только шунт войдет в паз датчика, магнитные силовые линии замкнутся через этот шунт, 8 контакты герконов под действием пружинящик свойств плас-тнн разомкнутся и разомкнут электрическую цепь.  [c.288]

---

Измерение основных электрических параметров — полезная информация

Измерение магнитодвижущей силы срабатывания, отпускания и коэффициента возврата

Погрешность измерения.за счет влияния внешних элек­трических и магнитных полей не должна превышать 0,5А и не должна быть более 2%.

МДС срабатывания определяют по значению тока, про­текающего через измерительную катушку в момент срабатывания геркона. МДС отпускания определяют по значению тока, проте­кающего через измерительную катушку в момент опускания гер­кона. Коэффициент возврата определяют как отношение МДС от­пускания к МДС срабатывания.

Момент срабатывания и опускания герконов под воз­действием управляющего магнитного поля определяют методом контроля состояния цепи геркона. При определении МДС срабатывания и МДС отпускания через контакт-детали геркона должен проходить постоянный ток

МДС срабатывания и МДС отпускания измеряют на установке:

МДС срабатывания и МДС отпускания геркона изме­ряют при плавном измерении тока в измерительной катушке. Ток в катушке повышают со скоростью не более 5 А-мс^-1 до значения, обеспечивающего МДС, равную МДС насыщения; МДС насыщения равно 2,2 значения наибольшего МДС срабатывания для группы герконов. При МДС насыщения геркон выдерживают в течение времени t_H, равному не менее 20 мс.

Ток в катушке уменьшают со скоростью не более 5А-мс^-1 до значения, обеспечивающего МДС, равную МДС удерживания. Далее со скоростью не более 1 А-мс^-1 до отпускания геркона. Момент отпускания фиксируют. Ток в катушке уменьшают со скоростью не более 5 А-мс^-1 до нулевого значения. Геркон выдерживают без тока в катушке в течение времени не менее 20 мс.

Ток в катушке повышают со скоростью не более 5 А^;мс^-1 от нулевого значения до значения, обеспечивающего МДС несраба­тывания. Переходят к скоросте не более 1 А-мс^-1 до срабатывания геркона. Момент срабатывания фиксируют. При несрабатывании геркона тока в катушке повы­шают до максимального значения МДС срабатывания для данной группы герконов. Если последним измеряемым параметром является МДС, то ток в катушке скачком уменьшают до нулевого значения или про­должают измерение следующего параметра.

МДС (А) определяют по формуле: МДС = Iкат · Nкат

где Iкат — ток через катушку в момент фиксации срабатывания/отпускания; N — число витков измерительной катушки (5000).

Коэффициент возврата определяют по формуле:

Кв = МДС отп / МДС сраб

Относительная погрешность измерения МДС срабатывания и МДС отпускания не должна выходить за пределы ±1 А при из­мерении МДС до 20 А, ±2 А — от 20 до 80 А и ±5% —свыше 80 А с вероятностью не менее 0,95.

Измерение временных параметров

Временные параметры, определяют измерением интерва­лов времени в соответствии с временными диаграммами срабатывания и отпускания геркона.

Генератор прямоугольных импульсов тока должен обеспечивать на выходе одиночные импульсы или серию импуль­сов с длительностью фронтов, измеренных между уровнями 0,1 и 0,9 их амплитуды, не более 50 мкс на активной нагрузке и ампли­тудой, обеспечивающей в измерительной катушке рабочую МДС. Измеряют интервалы времени срабатывания и отпускания. При измерении времени дребезга не учитывают разрывы цепи менее 10 мкс.

Измерение электрического сопротивления

Сопротивление геркона измеряют при замкнутых кон­такт-деталях с помощью четырехпроводного подключения (токо­вого и потенциального) приборами непосредственного отсчета или методом вольтметра-амперметра на постоянном токе. Измерение сопротивления геркона проводят на уста­новке, электрическая структурная схема которой приведена ниже:

G — источник тока; PV1, PV2 — милливольтметры; R_K — калибро­ванный резистор; Е — испытуемый геркон.

Источник тока G должен удовлетворять следующем требованиям: обеспечивать ток в цепи гер­кона не более 0,1 А с погрешно­стью в пределах ±2,5%; иметь максимальное напряже­ние на разомкнутом герконе не более 6В.

Измерение влияния внешних электромагнитных полей

Измерительную катушку с герконом располагают в пространстве в трех взаимно перпендикулярных положениях и измеряют МДС срабатывания в каж­дом положении в двух направлениях (при втором измерении катушка распо­ложена так, что ее продольное поле повернуто на 180°).

Из полученных значений выбирают большее и меньшее. Разность между ними не должна превышать 0,5 А и быть не более 2%.

Герконы — герметизированные контакты, принцип работы

Геркон — мудреное на первый взгляд слово геркон составлено из первых букв двух слов — герметизированные контакты. Но это не просто контакты, упрятанные в герметичную стеклянную колбу. Каждый контакт представляет собой плоский лепесток из магнитомягкого сплава. Свободные концы контактов внутри колбы отстоят друг от друга на небольшом расстоянии — 30—150 мкм. Если к геркону приблизить постоянный магнит, то контакты намагнитятся и притянутся друг к другу. Электрическая цепь, в которую включен геркон, будет замкнута. Когда управляющее поле уменьшится, контакты под действием сил упругости разомкнутся. Чтобы снизить переходное сопротивление контактов и предотвратить их залипание, соприкасающиеся поверхности контактов покрывают серебром, золотом, родием и другими благородными металлами или их сплавами. А чтобы при размыкании контактов уменьшить образующуюся между ними искру, стеклянную колбу заполняют инертным газом или в ней создают разрежение. Каковы преимущества герконов по сравнению с обычными механическими контактами, например контактами электромагнитных реле? Это, прежде всего, высокое сопротивление изоляции (не менее 10 в 9 степени Ом), большой срок службы (до 10 в 8 степени срабатываний), малое электрическое сопротивление (0,05—0,2 Ом), большой диапазон рабочих температур (от —60 до + 150°С), возможность коммутации цепей с малыми (единицы микроампер) токами и частотой до 100 МГц. Герконы обладают интересной особенностью — срабатывают только при расположении и перемещении магнита во вполне определенной зоне относительно геркона. Если, к примеру, магнит расположен параллельно оси геркона и движется перпендикулярно ей, то зона срабатывания (то есть область положений магнита, соответствующая замкнутым или, наоборот, разомкнутым контактам) геркона одна и достаточно широкая (см на рис. выше, слева). Установив вблизи геркона вспомогательный магнит, можно добиться сужения зоны срабатывания (в данном случае — размыкания контактов) и расположения ее с одной стороны от геркона. Чтобы получить две и даже три зоны срабатывания, магнит нужно расположить и перемещать относительно оси геркона так, как показано на рис. выше справа. Эти особенности управления герконами позволяют использовать их в самых различных устройствах: промышленных автоматах, индикаторах уровня жидкости, тахометрах, антенных переключателях, регуляторах напряжения или температуры, вычислительных машинах. Герконами можно управлять не только с помощью постоянного магнита, а и с помощью электромагнита. Если геркон поместить внутрь катушки и пропустить через ее обмотку ток, геркон сработает и замкнет электрическую цепь. Таково в простейшем виде реле с применением одного геркона. В тех случаях, когда реле должно быть многоконтактным, внутри катушки помещают стальной сердечник, а герконы располагают поверх обмотки. Промышленность выпускает герконы с нормально разомкнутыми, нормально замкнутыми и переключающими контактами. Кроме того, различные герконы рассчитаны на ту или иную предельную частоту коммутации (от 10 до 200 в секунду), что позволяет использовать их в триггерах, генераторах импульсов, преобразователях постоянного напряжения в переменное и других устройствах. Один из параметров, характеризующих геркон, — магнитодвижущая сила срабатывания, выражаемая в справочных таблицах в ампервитках, при которых происходит срабатывание геркона. Чем меньше значение этого параметра, тем более чувствительным к магнитному полю можно считать геркон. Для того чтобы узнать величину магнитодвижущей силы срабатывания геркона можно воспользоваться простым способом. Намотайте на катушку из-под ниток 2000 — 3000 витков провода ПЭВ-1 0,15—0,2, а внутрь катушки вставьте испытываемый геркон. К выводам геркона подключите щупы омметра, который будет выполнять роль индикатора замыкания контактов геркона. Выводы обмотки катушки соедините последовательно с переменным резистором (его сопротивление подбирают экспериментально), миллиамперметром и батареей питания 4.5 Вольта. Изменяя сопротивление резистора, добиваются срабатывания геркона (об этом известит показания омметра). Остается перемножить значение протекающего при этом тока на число витков обмотки — получится величина магнитодвижущей силы срабатывания данного геркона. Проверив таким способом все герконы, можно отобрать наиболее чувствительные из них.

Герконовые переключатели | Алеф-США

Строительство

Геркон состоит из пары гибких язычков, сделанных из магнитного материала и помещенных в стеклянную трубку, заполненную инертным газом. Камыши перекрываются, но разделены небольшим промежутком. Контактная поверхность каждого язычка покрыта благородным металлом, таким как родий или рутений, для обеспечения стабильных характеристик и длительного срока службы переключателя.

Приложение магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом или катушкой, к геркону вызывает намагничивание обоих язычков.Это дает N-полюс в зоне контакта одного язычка и S-образный полюс в зоне контакта другого язычка, как показано на рисунке (слева). Если сила магнитного притяжения преодолевает силу сопротивления, вызванную упругостью язычка, язычки входят в контакт (втягивание), то есть цепь замыкается. Как только магнитное поле убирается, язычки снова разделяются под действием упругости язычка (Drop-Out), то есть цепь размыкается.

Характеристики

Компактный и легкий Геркон можно установить в очень ограниченном пространстве; он идеален для использования в миниатюрном оборудовании. Герметично закрытый Переключающие элементы геркона герметично закрыты в атмосфере инертного газа, поэтому они никогда не подвергаются воздействию внешней среды. Long Life В герконовом переключателе нет скользящих частей, поэтому отсутствует усталость, связанная с ухудшением качества используемых материалов, что обеспечивает практически неограниченный механический срок службы. Работа на высокой скорости Каждый подвижный элемент имеет очень небольшую массу, что обеспечивает высокую скорость работы.Это позволяет использовать геркон в качестве интерфейса для транзистора или интегральной схемы.

• Контакты формы «А» и «С»
• От сверхминиатюрных до больших
• Нагрузка от 3 Вт до 70 Вт
• Напряжение пробоя до 15 кВ

Шаблоны срабатывания магнита

Чаще всего активируется геркон с помощью магнита; типичные схемы срабатывания показаны на рисунках ниже.

Горизонтальное срабатывание	Поперечное срабатывание
Перпендикулярное срабатывание	Вращательная активация

Часто задаваемые вопросы для герконов безопасности

Герконы используются в системах охранной сигнализации, они расположены внутри двери и, как известно, монтируются заподлицо.Или устанавливается на дверь или окно, устанавливается на поверхность. Одна часть контакта — это выключатель, установленный в окне или дверном замке; другой содержит магнит и помещается в само окно или дверь.

Любой заметный сдвиг в контакте с переключателем нарушает магнитное поле и вызывает тревогу.

Тип герконов

Герконовые переключатели, как их часто называют, могут быть встроены или скрыты.

В дверном замке просверливается отверстие и вставляется геркон.

Герконовые переключатели накладного монтажа

Устанавливаются на поверхность окон или дверей, доступны в нескольких цветах, чтобы гармонировать с интерьером дома или офиса.

Более недорогой геркон, чем язычок скрытого монтажа. Накладные язычки можно также использовать для рулонных ворот .

Герконовый выключатель — дорогостоящее дополнение к устоявшемуся дому, поскольку подводка кабелей к окнам и дверям является трудоемкой и сложной задачей.

Герконовые переключатели — это еще один уровень безопасности для вашей домашней или служебной системы охранной сигнализации, они обеспечивают намагниченный контакт и при поломке отправляют предупреждение на панель управления охранной сигнализацией.Если система охранной сигнализации включена, она отправит сигнал тревоги в состояние тревоги и может активировать внутреннюю и внешнюю сирену.

Нужны ли герконы?

Герконовые переключатели повысят безопасность вашего дома, поскольку у вас есть возможность ставить окна на охрану, когда вы дома.

Обратной стороной увеличились затраты на рабочую силу.

Установка герконов может быть рентабельной с новыми установками домашней сигнализации .

Подключение герконовых переключателей выполняется на этапе строительства нового дома.

Герконовым переключателям обычно требуется питание обратно на панель управления, если они не являются беспроводными.

Кабель герконового переключателя возвращается к панели управления или гирляндного соединения к панели управления.

Хотя у гирляндного подключения есть обратная сторона, если у вас есть неисправный язычок, их часто бывает трудно найти в цепи.

Герконовые переключатели от Bosch Security предлагают беспроводной герконовый переключатель , позволяющий преодолеть повышенные затраты на рабочую силу, хотя они более дорогие в приобретении, чем стандартный герконовый переключатель.

Герконовые переключатели Bosch Wireless выпускаются как для накладного, так и для скрытого монтажа, чтобы удовлетворить потребности вашей системы охранной сигнализации.

Тайна герконовых реле: понимание технических характеристик

Объясняются спецификации герконов, которые используются для переключения тока в ATE и других приложениях, включая ток переноса, срок службы, минимальную коммутационную способность, горячее переключение, рабочую скорость и термоэлектрическое переключение.

КЕВИН МОЛЛЕТТ, Pickering Electronics, Clacton-on-Sea, Essex, U.К.

Герконовые реле, которые используют электромагнит для управления одним или несколькими герконовыми переключателями без использования якоря, используются для контрольно-измерительных приборов и автоматического испытательного оборудования (ATE), переключения высокого напряжения, низкой термоэдс, прямого привода от CMOS, переключения RF и других специализированных Приложения.

Герконовые реле в принципе обманчиво простые устройства. Они содержат герконовый переключатель, катушку для создания магнитного поля, дополнительный диод для обработки обратной ЭДС катушки, корпус и способ подключения к герконовому переключателю и катушке снаружи корпуса.Геркон сам по себе представляет собой простое в принципе устройство и относительно низкую стоимость изготовления благодаря современной технологии производства.

Герконовый переключатель имеет две формы металлических лезвия, изготовленных из ферромагнитного материала (никелевое железо примерно 50:50) и стеклянную оболочку, которая служит как для удержания металлических лезвий на месте, так и для обеспечения герметичного уплотнения, предотвращающего попадание любых загрязняющих веществ в критические контактные области. внутри стеклянного конверта. Большинство (но не все) герконовых переключателей в нормальном состоянии имеют разомкнутые контакты.

Если магнитное поле приложено вдоль оси язычковых лезвий, поле в язычковых лезвиях усиливается из-за их ферромагнитной природы, разомкнутые контакты язычковых лезвий притягиваются друг к другу, и лезвия отклоняются, чтобы закрыть зазор. При достаточном приложенном поле лезвия входят в контакт и устанавливается электрический контакт.

Единственная подвижная часть геркона — это отклонение лопастей, нет точек поворота или материалов, пытающихся скользить друг мимо друга.Считается, что геркон не имеет движущихся частей, а это означает, что нет частей, которые механически изнашиваются. Контактная площадка заключена в герметичную оболочку с инертными газами или, в случае переключения высокого напряжения, с вакуумом, поэтому область переключения герметична от внешнего загрязнения. Это обеспечивает герконовому переключателю исключительно долгий механический срок службы.

Неизбежно на практике вопросы немного сложнее. Ферромагнитный материал не является хорошим проводником, и, в частности, этот материал не обеспечивает хороший контакт переключателя.Таким образом, язычковые лезвия должны иметь покрытие из драгоценного металла в области контакта, драгоценный металл может не очень хорошо прилипать к материалу лезвия, поэтому для обеспечения хорошего прилегания может потребоваться металлический барьер. В некоторых типах герконов используются контакты, смачиваемые ртутью, поэтому герконовые реле, в которых используются герконовые контакты, часто называют «сухими» герконовыми реле. Металлы можно добавлять путем селективного нанесения покрытия или путем распыления. Там, где язычок проходит через стеклянную оболочку, любое покрытие (во многих случаях может отсутствовать) требует контроля, чтобы избежать неблагоприятного воздействия на герметичное уплотнение стекло-металл.Снаружи стеклянного уплотнения язычковые лезвия должны быть обработаны надлежащим образом, чтобы их можно было припаять или приварить к корпусу язычкового реле, обычно требуя другого покрытия по сравнению с покрытием, используемым внутри стеклянного колпака.

Материалы, используемые для контактных поверхностей из драгоценных металлов внутри стеклянной оболочки, оказывают значительное влияние на характеристики герконового переключателя (и, следовательно, реле). Некоторые материалы обладают отличной стабильностью контактного сопротивления; другие противостоят механической эрозии, возникающей при горячих переключениях.Обычно используемые материалы — рутений, родий и иридий — все они относятся к группе относительно редких драгоценных металлов платины. Вольфрам часто используется для герконов большой мощности или высокого напряжения из-за его высокой температуры плавления. Материал для контакта выбирается таким образом, чтобы он наилучшим образом соответствовал целевым характеристикам — принимая во внимание, что выбранный материал также может иметь значительное влияние на стоимость производства. Контакты заключены в длинную узкую стеклянную трубку, контакты защищены от коррозии и обычно покрываются серебром, которое имеет очень низкое удельное сопротивление, но подвержено коррозии при воздействии, а не коррозионно-стойким, но более резистивным золотом, которое используется в незащищенных контактах. контакты реле высокого качества.Стеклянная оболочка может содержать несколько герконов или несколько герконов, которые могут быть вставлены в одну шпульку и приводятся в действие одновременно. Поскольку подвижные части малы и легки, герконовые реле могут переключаться намного быстрее, чем реле с якорями. Они просты с механической точки зрения, что обеспечивает надежность и долгий срок службы.

В этой статье рассматриваются и объясняются общие характеристики, используемые для герконовых реле ( РИСУНОК 1 ).

РИСУНОК 1. Герконовые реле используются для переключения тока в ATE и других приложениях.

Текущий ток

Ток переноса — это ток, который герконовое реле может поддерживать через свой контакт без длительного повреждения. В этом случае срок службы реле должен быть неограниченным, хотя некоторые герконовые реле могут также иметь номинальный импульсный ток, который можно применять к реле без повреждений.

Ток переноса в первую очередь определяется контактным сопротивлением реле и теплоотводом в окружающую среду. По мере увеличения тока температура язычковых лезвий увеличивается до тех пор, пока не достигнет температуры, при которой материал больше не ферромагнитен (температура Кюри).Как только эта температура будет достигнута, контакты реле могут разомкнуться, поскольку лезвия больше не реагируют на магнитное поле. Температура лезвия явно зависит от тока и сопротивления релейного пути — нормальное предположение состоит в том, что это квадратичная зависимость (с током). На самом деле повышение температуры значительно больше, чем квадратичный закон, поскольку металлическое сопротивление также увеличивается с температурой, магнитное поле падает с температурой из-за увеличения сопротивления катушки, и механические свойства лезвия могут измениться.Следовательно, как и у всех реле, превышение номинала может привести к тепловому разгоне.

Упаковка герконового переключателя оказывает значительное влияние на повышение температуры, выводная рамка имеет тенденцию проводить тепло во внешний мир, в то время как пластмассовые герметизирующие материалы изолируют ее. Упакованное герконовое реле всегда будет иметь более низкий номинальный ток, чем у герконового переключателя, потому что производители указывают номинал с прямым открытым герконом (без катушки, без пластиковой упаковки).Мощность катушки также усилит эффект нагрева. Следовательно, Pickering Electronics всегда занижает номиналы герконового реле, чтобы гарантировать, что реле остается в пределах своих проектных ограничений.

Есть также еще один тонкий эффект, который возникает при увеличении тока переноса — сигнал создает собственное магнитное поле, которое скручивает лопасти и, следовательно, может модулировать сопротивление контакта. При скручивании лезвия может начаться увеличение контактного сопротивления по мере уменьшения или изменения площади контакта лезвия.

Следует проявлять осторожность, чтобы не превышать номинальные значения реле, а номинальные значения импульсов должны учитывать квадратичную зависимость между током и температурой.

Становится трудным изготавливать герконовые реле с током переноса более 2 А, потому что площадь контакта должна быть увеличена, а это имеет тенденцию делать лопасти более жесткими и требует более высокой напряженности магнитного поля для их работы.

Срок службы

Срок службы герконовых реле в значительной степени зависит от условий нагрузки, с которыми сталкивается герконовый переключатель.Для герконов приборного класса механический срок службы намного превышает 1 миллиард операций — это простые с механической точки зрения устройства, работа которых зависит исключительно от отклонения лезвия, и, следовательно, меньше изнашиваемых механизмов.

Площадь контакта лезвия с кадрами изнашивается при открытии и закрытии. Если сигнальная нагрузка при закрытии или открытии лопасти низкая, то износ происходит очень медленно, поскольку нагрузка увеличивается и происходит горячее переключение (прерывание или замыкание сигнала, находящегося под напряжением, по которому проходит значительный ток или напряжение), на границе контакта возникают более высокие температуры. и это делает материалы более подверженными износу.Сигналы постоянного тока также могут приводить к миграции металла от одного контакта к другому, и без регулярного изменения полярности, в конечном итоге, лежащие в основе контактные материалы обнажаются с их более низкими характеристиками проводимости. Горячее переключение также может создавать временную плазму в области контакта с высокими локальными температурами, быстрое срабатывание реле под нагрузкой может привести к повышению температуры контактов до такой степени, что может произойти преждевременный износ. Срок службы герконового реле приборного класса может варьироваться на три порядка в зависимости от условий нагрузки, от 5 миллиардов операций без нагрузки или небольшой нагрузки до 5 миллионов операций при большой нагрузке.

Минимальная коммутационная способность

Некоторые типы реле имеют минимальную коммутационную способность, если реле замыкается при очень низком уровне сигнала (ток или напряжение), оксид или мусор на контактах реле могут остаться на интерфейсе и вызвать более высокое, чем ожидалось, сопротивление или даже разомкнутая цепь. Как правило, это не относится к герконовым реле, поскольку контакты из драгоценных металлов закрыты герметичной стеклянной оболочкой, содержащей инертный газ. Минимальная коммутационная способность обычно характерна для механических реле большей мощности (EMR).

Горячее переключение

Горячее переключение происходит всякий раз, когда контакт реле размыкается или замыкается при наличии сигнала (тока и напряжения). По мере того, как контакты расходятся или замыкаются, может возникать дуга, которая передает материал от одного контакта к другому или просто перераспределяет материал. При повреждении контактного покрытия сопротивление в конечном итоге начнет расти до тех пор, пока реле не перестанет подходить для предполагаемого применения.

Для герконовых реле испытания горячего переключения всегда проводятся в резистивных нагрузках.Мощность горячего переключения герконового реле обычно указывается при токе / напряжении, в результате чего количество операций, которые реле будет поддерживать, составляет около 10 миллионов операций. В техническом паспорте указаны ток горячего переключения (ограничивающий фактор при низких напряжениях), напряжение горячего переключения (ограничивающий фактор при низком токе) и мощность (от произведения напряжения открытого контакта и тока закрытого контакта).

Рабочая скорость

Время срабатывания — это время от момента, когда катушка реле находится под напряжением или обесточивается, до того момента, когда контакт достигает стабильного положения.

Для нормально разомкнутого контакта, когда катушка находится под напряжением, ток и, следовательно, магнитное поле
в катушке повышается до тех пор, пока лезвия не начнут сближаться друг с другом, пока они не соприкоснутся. Контакты могут столкнуться друг с другом достаточно быстро, так что произойдет дребезг, когда на короткое время контакт периодически замыкается, а затем размыкается. Время срабатывания должно быть временем от момента подачи напряжения на катушку реле до стабильного замыкания контактов.

Если катушка приводится в действие от напряжения, превышающего указанное, скорость замыкания реле будет выше, однако, как только контакты замыкаются, отскок контактов может быть больше, поскольку они встречаются с большей силой.Перегрузка катушки также может увеличить время срабатывания, поскольку магнитному полю требуется больше времени, чтобы схлопнуться до точки, в которой контакты начинают размыкаться.

Для нормально разомкнутого контакта формы A (SPST) время срабатывания — это время от момента обесточивания катушки до разомкнутого контакта. Это время срабатывания может зависеть от того, как приводится в действие герконовое реле, наличие защитного диода на катушке увеличивает время срабатывания. Обычно время срабатывания составляет примерно половину времени срабатывания.

Мягкий и жесткий сварной шов

Работа герконовых реле (или ЭМИ) в условиях высокой нагрузки вызывает один из наиболее распространенных механизмов отказа реле — отказ, когда контакты свариваются вместе. Условно эти сварные швы классифицируются как мягкие или жесткие. В случае серьезного выхода из строя контакты обычно свариваются, и их ничто не разъединяет. Эту ошибку легко идентифицировать. Мягкие отказы случаются, когда контакты выходят из строя, но в конечном итоге выходят из строя без какой-либо дополнительной помощи.Неисправность вызвана небольшими участками контактной сварки вместе, но площадь сварного шва достаточно мала, поэтому язычки будут разъединяться из-за своей подпружиненной природы. Они могут разойтись очень быстро, или это может занять несколько секунд, в зависимости от прочности сварного шва.

В любом случае влияние на пользователя состоит в том, что функция переключения реле ухудшается, и это, вероятно, окажет неблагоприятное влияние на пользовательское приложение. Таким образом, в любом случае реле потребует замены, поскольку неисправность вряд ли исчезнет со временем.Причину появления сварного шва также необходимо будет исследовать и устранить.

Термоэлектрический ЭДС

Причина термоэлектрического напряжения часто неверно понимается пользователями и часто искажается в статьях и в Интернете. Эффект термоэлектрических ЭДС заключается в создании небольшого напряжения (измеряемого в микровольтах) на клеммах реле, когда реле замкнуто ( РИСУНОК 2 ).

РИСУНОК 2. Термоэлектрические ЭДС используются для создания небольшого напряжения (измеряемого в микровольтах) на клеммах реле, когда реле замкнуто.

Напряжение возникает всякий раз, когда металлический провод имеет температурный градиент (эффект Зеебека), если один конец провода имеет температуру, отличную от другой, то появляется напряжение, которое зависит от разницы температур и материалов, которые составляем проволоку. В герконовых реле используется смесь металлов, и они могут иметь разные перепады температуры, что приводит к появлению напряжения на соединительных клеммах реле. В соединительном узле напряжение не создается.Никелевое железо имеет довольно сильную термоэлектрическую ЭДС, поэтому создание герконовых реле с низкой термо-ЭДС может оказаться сложной задачей.

Количество и тип материалов варьируются в соответствии с РИСУНОК 2 . Термоэлектрические ЭДС используются для создания небольшого напряжения (измеряемого в микровольтах) на клеммах реле, когда реле замкнуто. от конструкции геркона и его упаковки. Если бы реле было идеально симметричным по конструкции (то есть материалы, используемые от каждого контакта к геркону, были одинаковыми, а сам язычок был идеально симметричным по всем материалам и размерам) и все источники тепла в корпусе реле (в первую очередь из-за катушки ) тогда это будет так.Однако в действительности симметрия не идеальна, поэтому возникает остаточное напряжение.

Пользователи также могут снизить производительность из-за того, как они используют реле. При установке на печатной плате, если на печатной плате имеется температурный профиль, это приведет к возникновению дополнительной термо-ЭДС. Производители реле обычно предполагают, что термо-ЭДС равна нулю при первом включении реле, поскольку до этого момента внутри корпуса реле не было источника тепла. Однако температурный профиль на печатной плате (вызванный наличием других источников тепла или принудительным воздушным охлаждением) создаст термо-ЭДС.

Реле

с отличными характеристиками термо-ЭДС, как правило, имеют максимально симметричную конструкцию и используют высокоэффективные катушки, чтобы избежать нагрева геркона. Однако, как правило, это приводит к более крупному реле.

Двухполюсные конструкции часто указывают дифференциальную термо-ЭДС, это напряжение, генерируемое между двумя переключателями (обычно) в одном корпусе.

Предполагая, что конструкция реле достаточно симметрична по отношению к первому порядку, напряжение в одном переключателе такое же, как и в другом, поэтому дифференциальное напряжение может быть намного меньше для реле.Дифференциальные и несимметричные значения ЭДС компании Thermo Electric не следует напрямую сравнивать или путать друг с другом.

Герконовые датчики

| Электронные компоненты. Дистрибьютор, интернет-магазин — Transfer Multisort Elektronik

Геркон

Герконы — используются в автоматизации и повседневных применениях

Герконовые переключатели (также известные как переключатели с магнитным управлением) широко используются с 1930-х годов, и их конструкция с годами постоянно совершенствуется.Благодаря простоте использования и простоте герконовые переключатели до сих пор используются в качестве датчиков дверей и окон. Развитие автоматизации привело к использованию герконов в испытательных и приводных системах. Предложение TME включает широкий выбор герконов, которые можно использовать в домашних условиях или включать в приводные установки.

Что такое геркон и как он работает?

Геркон состоит из ряда компонентов, в том числе двух контактов, сделанных из ферромагнитного материала, которые закрыты герметичной стеклянной оболочкой.Он также имеет кабели для размещения переключателя в электрических цепях, таких как системы сигнализации и специализированные автоматические системы. Внешнее магнитное поле заставляет контакты наводить собственное магнитное поле, притягиваться и защелкиваться. Контакты обычно имеют покрытие из металла, такого как золото, рутений или вольфрам. Как только устройство подключено к электрической цепи, контакты герконового переключателя защелкиваются, образуя замкнутую цепь и позволяя протекать электрическому току.

А вот самого герконского переключателя мало.Чтобы обеспечить правильную работу всей схемы, вам понадобится актуатор — это может быть постоянный магнит или другой компонент, генерирующий магнитное поле. Вы можете объединить электромагнитную катушку с герконом, чтобы создать герконовое реле. Герконовые реле используются, например, в автоматические испытательные устройства.

Эти цепи работают в зависимости от положения герконового переключателя и исполнительного механизма. Если геркон находится внутри магнитного поля, цепь начинает работать (контакты защелкиваются или размыкаются).

Есть два типа приводов, которые различаются методом установки магнита, но оба типа работают по одному и тому же принципу и заключены в герметичные водонепроницаемые оболочки, которые также устойчивы к механическим повреждениям.

Поверхностные приводы

Геркон с поверхностным приводом подходит для установки на окнах и дверях: магнит устанавливается на подвижной части окна, а геркон — на его неподвижной части. Важно установить герконовый переключатель и магнит в месте, где на них не будет влиять сильное магнитное поле, которое могло бы помешать всей установке сигнализации.

Компоненты герконового переключателя можно прикрепить с помощью двусторонней ленты, которая теперь обычно наклеивается на эти небольшие устройства, но использование винтов является гораздо более рациональным.Одним из производителей таких герконов является компания Omron, продукция которой представлена ​​в TME. Их цвет по умолчанию — белый, но во многих домах и квартирах дверные коробки других цветов. Поэтому при крупных заказах компоненты герконового переключателя могут быть поставлены в другом цвете по желанию заказчика.

Приводы для скрытого монтажа

Магниты, входящие в эти герконы, установлены внутри оконных рам. Они имеют форму соединений, что является гораздо более элегантным решением.Все больше и больше производителей окон и дверей продают свою продукцию с предустановленными герконовыми переключателями. TME предлагает скидки на крупные заказы, а также на заказы на товары, не включенные в наш обычный каталог.

Стеклянные герконы специального назначения

Герконы также используются в автоматике и цепях различного оборудования. Они позволяют точно позиционировать поршни в двигателях, используемых на сборочных линиях. Эти компоненты также полезны для определения положения манипуляторов промышленных роботов на заводах по сборке автомобилей.

Герконы в стеклянных оболочках от MEDER, доступные в TME, также устанавливаются на печатные платы для расширения их возможностей.

Высококачественные герконы доступны в TME

Герконовые переключатели широко используются в бытовых изделиях, специализированных устройствах и электрических системах. TME — это поставщик полного ассортимента, который предлагает широкий выбор герконов известных и проверенных брендов.

Модуль герконового переключателя

— ProtoSupplies

Описание

Модуль герконового переключателя обеспечивает логический выход, когда магнитное поле приближается или удаляется.

В ПАКЕТЕ:

КЛЮЧЕВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОДУЛЯ ГЕРСТЯННОГО ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ:

• Выводит логику ВЫСОКИЙ или НИЗКИЙ в зависимости от того, близко ли магнитное поле
• 3,3 и 5 В совместимый

Это модуль герконового переключателя SPST. Герконовые переключатели — это механические переключатели, которые активируются магнитом, когда магнитное поле стягивает контакты переключателя вместе. Использование в реальном мире включает такие приложения, как домашняя безопасность, когда геркон помещается в непосредственной близости от магнита, когда окно закрыто.Если окно открыто, магнит отодвигается от переключателя, что приводит к изменению состояния, которое затем может быть обнаружено микроконтроллером.

Модуль имеет герконовый переключатель SPST с нормально разомкнутыми контактами до тех пор, пока магнит не окажется в непосредственной близости от стеклянной оболочки, а затем контакты переключателя замкнуты.

Выход D0 обычно НИЗКИЙ и переходит в ВЫСОКИЙ при приближении магнита. Выход A0 обычно ВЫСОКИЙ и переходит в НИЗКИЙ при приближении магнита.

На плате 2 светодиода. При подаче питания загорается красный светодиод. Второй красный или зеленый светодиод загорается, когда герконовый переключатель активирован.

Соединения модулей

На сборке имеется 4-контактный разъем для подключения. Вывод «A0» в данном приложении используется неправильно, поскольку это цифровой выход, противоположный выводу «D0».

Заголовок 1 x 4

• A0 = Цифровой выход активен LOW. подключается к цифровому входу MCU
• GND / G = Земля
• ‘+’ = 5V
• D0 = Цифровой выход активен ВЫСОКИЙ.Подключается к цифровому входу MCU

РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ:

Эти модули полезны для оценки основных функций герконового переключателя.

Поскольку датчик представляет собой механический переключатель, который по своей природе имеет 2 состояния ВКЛ / ВЫКЛ, то, что обычно является аналоговым выходом (A0) на этих типах модулей, остается просто цифровым выходом. По той же причине потенциометр мало влияет на выход. Этот выход действительно обеспечивает дополнительный выход выхода D0, который может быть полезен в некоторых приложениях, например, если модуль используется для непосредственного управления реле или чего-то подобного.

Если требуется измерить силу магнитного поля, а не обнаруживать его присутствие, лучше рассмотреть аналоговый датчик Холла.

Стеклянная оболочка, закрывающая датчик герконового переключателя, может сломаться, если его перекрутить, поэтому будьте осторожны при регулировке положения датчика.

ДО ОТГРУЗКИ ЭТИ МОДУЛИ ЯВЛЯЮТСЯ:

• Проверено
• Базовая мощность подтверждена
• Упакован в герметичный пакет ESD для защиты и удобства хранения.

Примечания:

1. Нет

---

Технические характеристики

Эксплуатационные характеристики
	Vcc	3,3 — 5 В
Размеры	Д x Ш (PCB)	36 x 15 мм (1,4 x 0,60 ″)
	Д x Ш (печатная плата с датчиком)	42 x 20 мм (1,7 x 0,8 ″)

Герконовый магнитный переключатель на Schmersal

Предварительно проложенный кабель 3

Плоский штекерный разъем 4.8 мм 5

Плоский штекерный разъем 4,8 мм и 1 экранирующая пластина 1

Плоский штекерный разъем 4.8 мм и 2 экранирующие пластины 1

Плоский штекерный разъем 6,3 мм и 2 экранирующих пластины 1

Кабель 34

Кабельный вывод слева и 2 экранирующих пластины 1

Кабельный вывод слева и 2 экранирующих пластины со светодиодами 1

Кабельный вывод справа и 2 экранирующих пластины 1

Винтовое соединение 8

Коннектор 3

Разъем, 10-полюсный 2

Разъем M12, 4-полюсный 1

Разъем M8, 4-полюсный, с А-кодом 2

Герконовый переключатель

— работа, схемы применения

В этом посте мы подробно узнаем о функционировании герконового переключателя и о том, как сделать простые цепи герконового переключателя.

Что такое герконовый переключатель

Герконовый переключатель, также называемый герконовым реле, представляет собой слаботочный магнитный переключатель со скрытой парой контактов, которые замыкаются и размыкаются в ответ на магнитное поле рядом с ним. Контакты скрыты внутри стеклянной трубки, а ее концы выходят за пределы стеклянной трубки для внешнего подключения.

И с учетом около миллиарда рабочих характеристик, срок службы этих устройств также выглядит очень впечатляющим.

Кроме того, герконы дешевы и поэтому подходят для всех типов электрических и электронных устройств.

Когда был изобретен герконовый переключатель

Герконовый переключатель был изобретен еще в 1945 году доктором В. Элвуд, работая в Western Electric Corporation в США. Изобретение кажется намного более продвинутым, чем тот период, когда оно было изобретено.

Его огромные прикладные преимущества оставались незамеченными инженерами-электронщиками до недавнего времени, когда герконовые переключатели стали частью многих важных электронных и электрических реализаций.

Как работают герконовые переключатели

По сути, геркон — это магнитомеханическое реле. Точнее говоря, герконовый переключатель срабатывает, когда к нему прикладывается магнитная сила, что приводит к требуемому механическому переключающему действию.

Стандартный герконовый переключатель реле можно увидеть, как показано на рисунке выше. Он состоит из пары плоских ферромагнитных полосок (язычков), которые герметично запечатаны в крошечной стеклянной трубке.

Язычки жестко зажаты на обоих концах стеклянной трубки таким образом, что их свободные концы слегка перекрываются в центре с зазором примерно 0.1 мм.

В процессе герметизации воздух внутри трубки откачивается и заменяется сухим азотом. Это очень важно для обеспечения работы контактов в инертной атмосфере, которая помогает защитить контакты от коррозии, устранить сопротивление воздуха и продлить срок службы.

Как это работает

Основы работы герконового переключателя можно понять из следующего объяснения

Когда магнитное поле вводится рядом с герконовым переключателем либо от постоянного магнита, либо от электромагнита, ферромагнитные язычки превращаются в часть магнитного источника.Это приводит к тому, что концы язычков приобретают противоположную магнитную полярность.

Если магнитный поток достаточно силен, притяните язычки друг к другу до такой степени, которая превышает их жесткость зажима, и два их конца установят электрический контакт в центре стеклянной трубки.

Когда магнитное поле снимается, язычки теряют свою удерживающую способность, и полосы возвращаются в исходное положение.

Гистерезис язычкового переключателя

Как мы знаем, гистерезис — это явление, при котором система не может активироваться и деактивироваться в определенной фиксированной точке.

В качестве примера для электрического реле на 12 В точка включения может быть 11 В, но точка отключения может быть где-то около 8,5 В, этот временной интервал между точками включения и выключения известен как гистерезис.

Аналогично, для герконового переключателя деактивация его язычков может потребовать перемещения магнита намного дальше от точки, в которой он был первоначально активирован.

Следующее изображение ясно объясняет ситуацию

Обычно геркон замыкается, когда магнит перемещается на расстояние 1 дюйм от него, но может потребоваться перемещение магнита примерно на 3 дюйма, чтобы размыкать контакты. его первоначальная форма из-за магнитного гистерезиса.

Коррекция эффекта гистерезиса в герконовом переключателе

Вышеупомянутую проблему гистерезиса можно уменьшить до некоторой степени, просто поместив другой магнит с перевернутыми полюсами N / S на противоположной стороне геркона, как показано ниже:

Убедитесь, что что левый неподвижный магнит не находится в пределах диапазона втягивания язычкового переключателя, а скорее находится на некотором расстоянии, в противном случае язычок останется закрытым и откроется только тогда, когда правый боковой магнит будет поднесен слишком близко к язычку.

Следовательно, расстояние до фиксированного магнита должно быть измерено методом проб и ошибок до тех пор, пока не будет достигнут правильный дифференциал, и язычок резко активируется в фиксированной точке движущимся магнитом.

Создание герконового переключателя «нормально замкнутого»

Из приведенных выше обсуждений мы знаем, что обычно контакты геркона «нормально разомкнутого» типа.

Язычки закрываются, если магнит удерживается близко к корпусу устройства. Но могут быть определенные приложения, в которых может потребоваться, чтобы язычок был «нормально замкнутым» или включался, и выключался в присутствии магнитного поля.

Это может быть легко достигнуто либо смещением устройства с помощью дополняющего соседнего магнита, как показано ниже, либо с помощью герконового переключателя типа SPDT с 3 контактами, как показано на второй схеме ниже.

В большинстве систем, в которых геркон приводится в действие с помощью постоянного магнита, магнит устанавливается над подвижным элементом, а язычок устанавливается на неподвижной или постоянной платформе.

Однако вы можете найти несколько программ, в которых и магнит, и язычок должны быть расположены над фиксированной платформой.В таких случаях включение / выключение язычка достигается за счет искажения магнитного поля с помощью внешнего движущегося железа, как описано в следующем параграфе.

Реализация работы фиксированного язычка / магнита

В этой настройке магнит и язычок держатся значительно близко друг к другу, что позволяет контактам язычка находиться в нормально замкнутом положении, и он размыкается, как только перемещается внешнее искажающее железо между тростью и магнитом.

С другой стороны, ту же концепцию можно применить для получения прямо противоположных результатов. Здесь магнит установлен в положение, достаточное для удержания язычка в нормально открытом положении.

Как только внешнее железосодержащее вещество перемещается между язычком и магнитом, магнитная сила усиливается и усиливается железным веществом, которое мгновенно втягивает геркон и активирует его.

Рабочие плоскости герконового переключателя

На следующем рисунке показаны различные линейные плоскости работы герконового переключателя.Если мы переместим магнит через любую из плоскостей a-a, b-b и c-c, язычок будет нормально работать. Однако выбор магнита может быть довольно важным, если режим работы находится в плоскости b-b.

Кроме того, вы можете обнаружить ложное или ложное срабатывание язычка из-за отрицательных пиков на кривой диаграммы направленности поля магнита.

В ситуациях, когда отрицательные пики высоки, язычки могут включаться / выключаться несколько раз, когда магнит проходит поперек всей длины язычка.

Активация язычка вращательным движением также может быть успешно реализована.

Для достижения этого вы можете использовать одну из множества установок, показанных ниже:

РИСУНОК A

Также можно использовать вращательное движение для включения установки язычкового переключателя. На рисунках A и B герконы установлены в фиксированном положении, в то время как магниты прикреплены к вращающемуся диску, который заставляет магниты перемещаться мимо герконового переключателя при каждом повороте, соответственно переключая геркон в положение ВКЛ / ВЫКЛ.

На рисунке C магнит и герконовый переключатель неподвижны, в то время как специально вырезанный кулачок магнитного экрана вращается между ними, так что кулачок попеременно разрезает магнитное поле при каждом вращении, заставляя язычок открываться и закрываться в той же последовательности.

Вращательное движение также можно использовать для приведения в действие геркона. В A и B переключатели неподвижны, а магниты вращаются. В примерах C и D и переключатели, и магниты неподвижны, и переключатель срабатывает всякий раз, когда вырезанная часть магнитного экрана находится между магнитом и переключателем.

Частоту переключения можно отрегулировать от одной секунды до более 2000 в минуту, просто изменив скорость вращения диска.

Срок службы герконов

Герконовые переключатели рассчитаны на чрезвычайно длительный срок службы, который может составлять от 100 миллионов до 1000 миллионов операций включения / выключения.

Однако это может быть правдой только до тех пор, пока ток низкий. Если ток переключения через герконы превышает максимальное номинальное значение, то тот же геркон может выйти из строя в течение нескольких операций.

Обычно герконы рассчитаны на работу с током в диапазоне от 100 мА до 3 А в зависимости от размера устройства.

Максимально допустимое значение указано для чисто резистивных нагрузок. Если нагрузка является емкостной или индуктивной, в этом случае контакты геркона должны быть либо существенно снижены, либо на герконовых клеммах должна быть применена соответствующая демпферная защита и защита от обратной ЭДС, как показано ниже:

Дополнительная защита от индуктивных выбросов

Любая из четырех вышеупомянутых простых методов, используемых для включения защиты герконового переключателя от индуктивных или емкостных всплесков тока.

Для индуктивной нагрузки, такой как катушка реле с источником постоянного тока, простого резисторного шунта, рассчитанного в 8 раз больше, чем у катушки реле, будет достаточно, чтобы защитить герконовое реле от противо-ЭДС катушки реле, как показано на рисунке A.

Хотя это может немного увеличить ток холостого хода в язычке, но это не повредит язычку.

Эрсистор может быть заменен конденсатором также для включения аналогичного вида защиты, как показано на рисунке B.

Обычно применяется цепь защиты конденсатора резистора, как показано на рисунке C, в случае питания переменного тока.2/10 мкФ, и R = E / 10I (1 + 50 / E)

Где E — ток замкнутой цепи, а E — напряжение холостого хода сети.

На рисунке C мы видим диод, подключенный поперек язычка. Эта защита хорошо работает в цепях постоянного тока с индуктивной нагрузкой, хотя полярность диода должна быть соблюдена правильно.

Сильноточная коммутация герконов

В приложениях, где требуется переключение сильноточного тока с использованием герконового переключателя, схема симистора используется для переключения сильноточной нагрузки, а герконовый переключатель используется для управления переключением затвора симистора, как показано ниже.

Поскольку ток затвора значительно меньше тока нагрузки, герконовый переключатель будет работать эффективно и позволит переключать симистор с сильноточной нагрузкой.Здесь можно использовать даже минутный геркон, и он будет работать без проблем.

Дополнительный 0,1 мкФ и резистивный резистор на 100 Ом представляет собой демпферную цепь, предназначенную для защиты симистора от сильноточных индуктивных всплесков, если нагрузка является индуктивной.

Преимущества герконового переключателя

Большим преимуществом герконового переключателя является его способность работать очень эффективно при переключении малых значений токов и напряжений. Это может стать серьезной проблемой при использовании обычного переключателя.Это связано с отсутствием достаточного тока для устранения резистивного поверхностного слоя, обычно связанного со стандартными контактами переключателя.

Напротив, герконовый переключатель благодаря своим позолоченным контактным поверхностям и инертной атмосфере успешно работает более миллиарда операций без каких-либо проблем.

В одном из практических испытаний в лаборатории известной американской компании, четыре геркона получали питание со 120 последовательностями включения / выключения в секунду через нагрузку, работающую с 500 мкВ и 100 мкА постоянного тока.

В ходе испытания каждый язычок смог выполнить 50 миллионов замыканий последовательно, при этом ни в одном случае не было обнаружено коммутируемое сопротивление выше 5 Ом.

Неисправности герконового переключателя

Несмотря на высокую эффективность, герконовый переключатель может иметь тенденцию к выходу из строя, если он работает при более высоких входных токах. Высокий ток вызывает эрозию контактов, что также часто наблюдается в обычных переключателях.

Эта эрозия приводит к тому, что крошечные частицы, которые также являются магнитными, собираются возле зазора контактов и каким-то образом создают мостик через зазор.Это перекрытие зазора вызывает короткое замыкание, и язычки кажутся включенными постоянно.

Так что на самом деле это происходит не из-за плавления контактов, а из-за короткого замыкания из-за скопления эродированных частиц, из-за которого язычковые контакты выглядят так, как будто они расплавились и оплавились.

Технические характеристики стандартного универсального геркона

• Максимальное напряжение = 150 В
• Максимальный ток = 2 ампера
• Максимальная мощность = 25 Вт
• Макс.6 операций

Области применения

1. Индикатор уровня гидравлической тормозной жидкости, , где осуществимость в основном зависит от простоты использования и простоты использования.
2. Подсчет приближения , обеспечивающий невероятно простой подход к регистрации прохождения железных объектов через заданную заданную точку.
3. Защитная блокировка переключения , обеспечивающая исключительную стабильность и простоту использования сложных механизированных конструкций.Здесь встроенные герконовые переключатели используются для подключения цепи для включения предупредительной лампы или подсказки о следующих этапах работы.
4. Герметичное переключение в воспламеняющейся среде , исключает возможность возгорания; также в запыленной атмосфере, где трудно полагаться на стандартные открытые выключатели; и особенно в холодную погоду, когда обычные выключатели могут просто замерзнуть.
5. В радиоактивной среде , где магнитная обработка помогает сохранить надежность защиты.

Некоторые другие прикладные схемы, опубликованные на этом веб-сайте

Поплавковый выключатель: Герконовые выключатели могут использоваться для эффективных бескоррозионных регуляторов уровня воды поплавковых выключателей. Поскольку герконы герметичны, контакт с водой исключается, и система работает бесконечно без каких-либо проблем.

Сигнализация наличия капель у пациента: в этой цепи используется геркон для активации сигнализации, когда контейнер для капель, подключенный к пациенту, становится пустым. Сигнализация позволяет медсестре немедленно узнать о ситуации и заменить пустую капельницу новой упаковкой.

Магнитная дверная сигнализация: в этом приложении герконовый переключатель активируется или деактивируется, когда соседний магнит перемещается при открытии или закрытии двери. Сигнализация предупреждает пользователя о работе двери.

Счетчик обмотки трансформатора: здесь герконовый переключатель приводится в действие магнитом, прикрепленным к вращающемуся колесу намотки, что позволяет счетчику получать тактовый сигнал для каждого поворота обмотки при активации геркона.