Was sind Reedschalter, wie sind sie angeordnet und funktionieren

Eine kurze Geschichte der Entstehung von Reed-Schaltern

Schaltgeräte oder nur Kontakte sind in verschiedenen Elektro- und Funkgeräten sehr verbreitet. Um die Betriebseigenschaften, insbesondere die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Verbindung, zu verbessern, wurden sie entwickelt magnetisch gesteuerte abgedichtete Kontakte genannt Reed-Schalter.

Die ersten Muster solcher Kontakte erschienen in den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts, und der erste magnetisch gesteuerte Kontakt wurde 1922 in St. Petersburg von Professor V. Kovalenkov erfunden, für den ihm das UdSSR-Urheberrechtszertifikat Nr. 466 ausgestellt wurde. Der Aufbau eines solchen Kontakts ist in Abbildung 1 dargestellt.

Ordnete diesen Kontakt wie folgt an. An dem Kern 3 aus weichmagnetischem Material sind durch Isolierdichtungen 5 die Kontakte 1 und 2 angebracht, die ebenfalls aus weichmagnetischem Material bestehen. Beim Durchleiten von Strom durch die Spule 4 im Kern 3 tritt ein Magnetfeld auf und magnetisiert die Kontakte 1 und 2, die geschlossen sind. Das Öffnen der Kontakte erfolgt, wenn der Strom durch die Spule aufhört.

Abbildung 1. Magnetisch gesteuerter Kontakt von Professor V. Kovalenkov

Tatsächlich war dies der allererste magnetisch gesteuerte Kontakt, nur ohne Dichtungsschale. Ein ähnlicher Kontakt wurde zuerst von einem amerikanischen Ingenieur W.B. in die Dichtungsschale eingebracht. Ellwood erst 1936. In den siebziger Jahren des letzten Jahrhunderts erreichten Reedschalter ihre maximale Entwicklung und werden häufig in verschiedenen elektronischen Geräten eingesetzt.

Derzeit werden Reedschalter weniger intensiv eingesetzt, weil sie "verdrängt" sind. Hallsensoren. In einigen Fällen blieben die Reedschalter jedoch aufgrund der Benutzerfreundlichkeit, der galvanischen Trennung von der Stromquelle und der Eigenschaften des "Trockenkontakts" außer Konkurrenz, so dass die Reedschalter immer noch in verschiedenen Schaltkreisen und Geräten verwendet werden.

In Fällen, in denen eine hohe Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Schaltelements erforderlich ist Reed-Schalter einfach unersetzlich. Als Teil des Reed-Schalters sind in der Konstruktion verschiedener Sensoren elektromagnetische Relais, insbesondere Niedrigstromrelais, sowie Positionsschalter und einige andere Geräte enthalten.

Sorten von Reed-Schaltern

Neben regulären Kontakten können Reedschalter schließen (1 normalerweise offener Kontakt), schalten (1 Schaltkontakt) und öffnen (1 normalerweise geschlossener Kontakt). Diese Unterteilung basiert auf funktionalen Merkmalen.

Entsprechend den Zeichen der strukturtechnischen Schilfschalter werden zwei große Gruppen eingeteilt: mit trockenen Kontakten und mit Quecksilberkontakten. Die erste Sorte wird als Trockenrohrschalter bezeichnet, die zweite als Quecksilberrohrschalter. Tatsächlich ist die Arbeit von Trockenrohrschaltern im Vergleich zu normalen Kontakten nichts Besonderes.

Bei Quecksilber-Reed-Schaltern in einer versiegelten Glasvitrine gibt es neben Kontakten auch einen Tropfen Quecksilber. Der Zweck dieses Quecksilbertröpfchens besteht darin, die Kontakte während des Betriebs zu benetzen, um die Qualität des Kontakts durch Verringern des Übergangswiderstands zu verbessern und auch das Abprallen der Kontakte zu beseitigen.

Rattern wird als Kontaktvibration beim Schließen und Öffnen bezeichnet, die bei einmaliger Aktivierung zu einem wiederholten Umschalten des übertragenen Signals und zusätzlich zu einer signifikanten Verlängerung der Reaktionszeit führt.

Stellen Sie sich vor, dass ein solcher Sprung vorhanden sein wird im Audioverstärker beim Umschalten des Eingangssignals! In dem Fall, dass ein solcher Rasselkontakt in Verbindung mit digitalen Mikroschaltungen funktioniert, müssen Maßnahmen ergriffen werden, um Rattern in Form von RC-Ketten oder zu unterdrücken RS - löst aus.

Verschiedene Kontakte, einschließlich Reed-Kontakte, werden auch in verwendet moderne Mikrocontroller-Schaltungen, aber in ihnen wird Kontaktsprung programmgesteuert unterdrückt. Es reduziert auch die Gesamtleistung des Systems.

Reed Switch Design

Das Design verschiedener Arten von Reed-Schaltern ist in Abbildung 2 dargestellt.

Zeichnen 2. Reed Switch Design

Alle Reedschalter sind versiegelte Glasflascheinnerhalb dessen befindet sich Kontaktgruppe. Kontakte sind Magnetkerne, die in die Enden des Zylinders eingeschweißt sind. Die äußeren Enden der Kerne sind für den Anschluss an einen externen Stromkreis ausgelegt.

Am weitesten verbreitet Reedschalter mit Kontaktgruppe oder wie in der Abbildung „offen“ gezeigt. Jeder Kontaktkern besteht aus ferromagnetischem elastischem Draht, der zu einer rechteckigen Form abgeflacht ist. Permalloydraht mit einem Durchmesser von 0,5 - 1,3 mm wird zur Herstellung von Kernen verwendet, abhängig von der Leistung des Reedschalters und entsprechend seinen Abmessungen.

Direkt berührende Oberflächen werden mit Edelmetall, Gold, Palladium, Rhodium, Silber und darauf basierenden Legierungen beschichtet. Eine solche Beschichtung reduziert nicht nur Übergangswiderstandträgt aber auch zu einer erhöhten Korrosionsbeständigkeit der Kontaktfläche bei.

Der Innenraum des Behälters wird mit einem Inertgas (Wasserstoff, Argon, Stickstoff oder einem Gemisch davon) gefüllt oder einfach evakuiert, was ebenfalls zur Verringerung der Kontaktkorrosion und zur Erhöhung ihrer Zuverlässigkeit beiträgt. Bei der Herstellung von Kernen werden so positioniert, dass zwischen ihnen übrigens eine Lücke von einer bestimmten Größe besteht.

Abb. 3. Reedschalter

Das Prinzip des Reedschalters

Um die Kontaktgruppe auszulösen, muss um den Reedschalter ein Magnetfeld mit ausreichender Intensität erzeugt werden. Darüber hinaus ist es absolut nicht wichtig, wie dieses Feld entweder einfach durch einen Permanentmagneten oder durch einen Elektromagneten erzeugt wird. Die Kraftlinien des externen Magnetfeldes magnetisieren die internen Kontakte - die Kerne des Reed-Schalters, durch die sie die elastischen Kräfte überwinden, ziehen den Stromkreis an und schließen ihn.

In diesem Zustand bleiben die Kontakte so lange bestehen, wie ein Magnetfeld von ausreichender Stärke um sie herum vorhanden ist: Es reicht aus, den Elektromagneten auszuschalten oder den üblichen Permanentmagneten zu entfernen, sobald sich die Kontakte öffnen. Die nächste Kontaktoperation tritt auf, wenn das Magnetfeld wieder auftritt. Aus dem Vorstehenden können wir schließen, dass die Kontakte drei Funktionen gleichzeitig ausführen: elastische Elemente (Federn), den Magnetkreis und die leitenden Kontakte selbst.

Der Reedschalter, der beim Öffnen arbeitet, ist etwas anders. Das Magnetsystem ist so ausgelegt, dass bei Kontakt mit einem Magnetfeld die Kontaktkerne mit demselben Namen magnetisiert werden, sich also gegenseitig abstoßen und den Stromkreis unterbrechen.

Am Schaltblattschalter ist in der Regel einer der drei Kontakte normal - geschlossen besteht aus nicht magnetischem Metall, und beide normalerweise offenen Kontakte bestehen aus ferromagnetischem Kontakt, wie oben erwähnt. Wenn daher ein Magnetfeld auf einen Reedschalter einwirkt, schließen sich normalerweise offene Kontakte einfach und ein nicht magnetischer, normalerweise geschlossener Kontakt, der an seiner ursprünglichen Stelle verbleibt, öffnet sich.

Hinweis Normalerweise offener Kontakt, die in Abwesenheit einer Steueraktion offen ist, in diesem Fall ein Magnetfeld. Dementsprechend normalerweise geschlossener Kontakt in Abwesenheit eines Magnetfeldes geschlossen.

Natürlich ist immer ein Magnetfeld vorhanden, zum Beispiel das Magnetfeld der Erde. Und es scheint unmöglich zu sagen, dass überhaupt kein Magnetfeld vorhanden ist. Das Erdmagnetfeld reicht jedoch nicht aus, damit der Reed-Schalter funktioniert. Daher kann es vernachlässigt werden und das Fehlen eines Magnetfelds, in diesem Fall extern, kann gesagt werden.

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Fortsetzung des Artikels: "Reed-Schalter: Steuermethoden, Anwendungsbeispiele"

Boris Aladyshkin