Ja apmeklējat modernu rūpnīcu un novērojat pārsteidzošo elektronikas darbību montāžas kamerā, jūs redzēsit dažādus sensorus. Lielākajai daļai šo sensoru ir atsevišķi vadi pozitīva sprieguma padevei, zemei un signālam. Strāvas pielietošana ļauj sensoram veikt savu darbu neatkarīgi no tā, vai tas novēro tuvumā esošo feromagnētisko metālu klātbūtni vai sūta gaismas staru kā daļu no objekta drošības sistēmas. Pazemīgajiem mehāniskajiem slēdžiem, kas iedarbina šos sensorus, piemēram, niedru slēdzim, ir nepieciešami tikai divi vadi, lai veiktu savu darbu. Šie slēdži tiek aktivizēti, izmantojot magnētiskos laukus.
Kas ir niedru slēdzis?
Niedru slēdzis tika dzimis 1936. gadā. To izstrādāja WB Ellwood uzņēmumā Bell Telephone Laboratories, un tas ieguva savu patentu 1941. gadā. Slēdzis izskatās kā maza stikla kapsula ar elektrības vadiem, kas izbāzti no katra gala.
Kā darbojas niedru slēdzis?
Pārslēgšanas mehānisms sastāv no diviem feromagnētiskiem lāpstiņām, kuras atdala tikai daži mikroni. Kad magnēts tuvojas šiem asmeņiem, abi asmeņi velkas viens pret otru. Pieskaroties, asmeņi aizver parasti atvērtos (NO) kontaktus, ļaujot plūst elektrībai. Daži niedru slēdži satur arī neferomagnētisku kontaktu, kas veido parasti slēgtu (NC) izeju. Tuvojas magnēts atvienos kontaktu un atrausies no pārslēgšanas kontakta.
Kontakti ir izgatavoti no dažādiem metāliem, tostarp volframa un rodija. Dažās šķirnēs pat tiek izmantots dzīvsudrabs, kas ir jātur pareizā orientācijā, lai pareizi pārslēgtos. Stikla apvalks, kas piepildīts ar inertu gāzi, parasti slāpekli, noslēdz kontaktus ar iekšējo spiedienu vienā atmosfērā. Blīvējums izolē kontaktus, kas novērš koroziju un jebkādas dzirksteles, kas var rasties kontaktu kustības rezultātā.
Reed Switch lietojumprogrammas reālajā pasaulē
Sensorus atradīsit ikdienas priekšmetos, piemēram, automašīnās un veļas mašīnās, taču viena no pamanāmākajām vietām, kur šie slēdži/sensori darbojas, ir apsardzes signalizācija. Faktiski trauksmes signāli ir gandrīz ideāls šīs tehnoloģijas pielietojums. Pārvietojamā logā vai durvīs atrodas magnēts, un sensors atrodas uz pamatnes, nododot signālu līdz magnēta noņemšanai. Kad logs ir atvērts vai ja kāds pārgriež vadu, atskanēs trauksmes signāls.
Lai gan apsardzes signalizācijas ir lieliski piemērotas niedru slēdžiem, šīs ierīces var būt pat mazākas. Miniatūrs slēdzis iederēsies uzņemtās medicīnas ierīcēs, kas pazīstamas kā PillCams. Kad pacients norij mazo zondi, ārsts var to aktivizēt, izmantojot magnētu ārpus ķermeņa. Šī aizkave ietaupa enerģiju, līdz zonde ir novietota pareizi, kas nozīmē, ka iebūvētie akumulatori var būt vēl mazāki, kas ir kritiska iezīme kaut ko, kas paredzēts, lai pārvietotos pa cilvēka gremošanas traktu. Papildus mazajam izmēram šī lietojumprogramma arī parāda, cik jutīgi tie var būt, jo šie sensori var uztvert magnētisko lauku caur cilvēka miesu.
Niedru slēdžiem nav nepieciešams pastāvīgs magnēts, lai tos iedarbinātu; elektromagnēta relejs var tos ieslēgt. Tā kā Bell Labs sākotnēji izstrādāja šos slēdžus, nav nekāds pārsteigums, ka telefonu industrija vadības un atmiņas funkcijām izmantoja niedru relejus, līdz deviņdesmitajos gados viss kļuva digitāls. Šāda veida releji vairs neveido mūsu sakaru sistēmas mugurkaulu, taču mūsdienās tie joprojām ir izplatīti daudzās citās lietojumprogrammās.
Reed releju priekšrocības
Hallas efekta sensors ir cietvielu ierīce, kas var noteikt magnētiskos laukus, un tā ir viena no niedres slēdža alternatīvām. Hall efekti noteikti ir piemēroti dažiem lietojumiem, taču niedru slēdžiem ir labāka elektriskā izolācija salīdzinājumā ar to cietvielu līdziniekiem, un tiem ir mazāka elektriskā pretestība slēgtu kontaktu dēļ. Turklāt niedru slēdži var darboties ar dažādiem spriegumiem, slodzēm un frekvencēm, jo slēdzis darbojas vienkārši kā pievienots vai atvienots vads. Alternatīvi, jums būs nepieciešama atbalsta shēma, lai Hall sensori varētu veikt savu darbu.
Niedru slēdžiem ir neticami augsta mehāniskā slēdža uzticamība, un tie spēj darboties miljardiem ciklu pirms atteices. Turklāt to hermētiskās konstrukcijas dēļ tie var darboties sprādzienbīstamā vidē, kur dzirkstelei var būt postošas sekas. Niedru slēdži var būt vecāka tehnoloģija, taču tie nebūt nav novecojuši. Iespiedshēmu plates (PCB) var lietot iepakojumus ar niedru slēdžiem, izmantojot automatizētas savākšanas un novietošanas iekārtas.
Jūsu nākamajai versijai var būt nepieciešamas dažādas integrētās shēmas un komponenti, kas visi debitēja pēdējos gados, taču neaizmirstiet par necilo niedru slēdzi. Tas pabeidz savu pamata pārslēgšanas darbu izcili vienkāršā veidā. Pēc vairāk nekā 80 gadu lietošanas un izstrādes varat paļauties uz niedru slēdža pārbaudīto un patieso dizainu, lai tas darbotos konsekventi.
Publicēšanas laiks: 22.04.2024