Om du besöker en modern fabrik och observerar den fantastiska elektroniken som arbetar i en monteringscell, kommer du att se en mängd olika sensorer på displayen. De flesta av dessa sensorer har separata ledningar för positiv spänningsmatning, jord och signal. Genom att tillföra ström kan en sensor göra sitt jobb, oavsett om det är att observera närvaron av ferromagnetiska metaller i närheten eller att skicka ut en ljusstråle som en del av anläggningens säkerhetssystem. De ödmjuka mekaniska omkopplarna som utlöser dessa sensorer, som reed-omkopplaren, behöver bara två ledningar för att göra sitt jobb. Dessa omkopplare aktiveras med hjälp av magnetfält.
Vad är en Reed Switch?
Tångströmbrytaren föddes 1936. Den var skapad av WB Ellwood vid Bell Telephone Laboratories, och den fick sitt patent 1941. Omkopplaren ser ut som en liten glaskapsel med elektriska ledningar som sticker ut ur varje ände.
Hur fungerar en Reed Switch?
Omkopplingsmekanismen består av två ferromagnetiska blad, åtskilda med endast några mikron. När en magnet närmar sig dessa blad drar de två bladen mot varandra. När de väl vidrörs stänger bladen de normalt öppna (NO) kontakterna, så att elektriciteten kan flöda. Vissa reed-omkopplare innehåller också en icke-ferromagnetisk kontakt, som bildar en normalt sluten (NC) utgång. En magnet som närmar sig kommer att koppla bort kontakten och dra sig bort från omkopplingskontakten.
Kontakter är konstruerade av en mängd olika metaller, inklusive volfram och rodium. Vissa sorter använder till och med kvicksilver, som måste hållas i rätt riktning för att växla korrekt. Ett glashölje fyllt med inert gas - vanligtvis kväve - tätar kontakterna vid ett inre tryck under en atmosfär. Tätning isolerar kontakterna, vilket förhindrar korrosion och eventuella gnistor som kan uppstå från kontaktrörelser.
Reed Switch-applikationer i den verkliga världen
Du hittar sensorer i vardagliga föremål som bilar och tvättmaskiner, men en av de mest framträdande platserna som dessa strömbrytare/sensorer fungerar är i inbrottslarm. Faktum är att larm är en nästan perfekt tillämpning för denna teknik. Ett rörligt fönster eller dörr rymmer en magnet och sensorn sitter på basen och skickar en signal tills magneten tas bort. Med fönstret öppet – eller om någon klipper av sladden – ljuder ett larm.
Även om inbrottslarm är en utmärkt användning för reed switchar, kan dessa enheter vara ännu mindre. En miniatyriserad strömbrytare kommer att passa in i förtärd medicinsk utrustning som kallas PillCams. När patienten sväljer den lilla sonden kan läkaren aktivera den med hjälp av en magnet utanför kroppen. Denna fördröjning sparar ström tills sonden är korrekt placerad, vilket innebär att batterierna ombord kan vara ännu mindre, en kritisk egenskap i något som är designat för att resa genom en människas matsmältningskanal. Förutom sin lilla storlek illustrerar den här applikationen också hur känsliga de kan vara, eftersom dessa sensorer kan fånga upp ett magnetfält genom mänskligt kött.
Reed-brytare kräver inte en permanent magnet för att aktivera dem; ett elektromagnetrelä kan slå på dem. Eftersom Bell Labs från början utvecklade dessa switchar kommer det inte som någon överraskning att telefonindustrin använde reed-reläer för kontroll och minnesfunktioner tills allt blev digitalt på 1990-talet. Den här typen av reläer utgör inte längre ryggraden i vårt kommunikationssystem, men de är fortfarande vanliga i många andra applikationer idag.
Fördelar med Reed Relays
Hall-effektsensorn är en solid-state-enhet som kan detektera magnetfält, och den är ett alternativ till reed-omkopplaren. Hall-effekter är förvisso lämpliga för vissa applikationer, men reed-omkopplare har överlägsen elektrisk isolering jämfört med sin motsvarighet i solid-state, och de möter mindre elektriskt motstånd på grund av slutna kontakter. Dessutom kan reed-omkopplare fungera med en mängd olika spänningar, belastningar och frekvenser, eftersom omkopplaren helt enkelt fungerar som en ansluten eller frånkopplad tråd. Alternativt behöver du stödjande kretsar för att Hall-sensorer ska kunna göra sitt jobb.
Reed-omkopplare har otroligt hög tillförlitlighet för en mekanisk switch, och de kan fungera i miljarder cykler innan de misslyckas. På grund av sin täta konstruktion kan de dessutom arbeta i explosiva miljöer där en gnista potentiellt kan få katastrofala resultat. Reed switchar kan vara en äldre teknik, men de är långt ifrån föråldrade. Du kan applicera paket som innehåller reed-omkopplare på kretskort (PCB) med hjälp av automatiserade plock-och-placeringsmaskiner.
Din nästa konstruktion kan kräva en mängd olika integrerade kretsar och komponenter, som alla har debuterat under de senaste åren, men glöm inte den ödmjuka reed-omkopplaren. Den slutför sitt grundläggande växlingsjobb på ett briljant enkelt sätt. Efter över 80 års användning och utveckling kan du lita på att reed switchens beprövade design fungerar konsekvent.
Posttid: 2024-apr-22