家コミュニケーションリードスイッチの最大電流。リードセンサー

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リードスイッチの最大電流。リードセンサー

リードスイッチ – 超高精度、即効性 密閉スイッチ制御磁場 。その演算回数は最大50億回にも及びます。それをもとに製作されております 磁場センサーそして リードリレーほとんどの場合さまざまなアプリケーション- から家庭用器具航空や宇宙飛行まで。この記事では、リードスイッチの選択の特徴について説明し、これらの幅広い製造製品の概要を表で示します。リテルヒューズ .

「リードスイッチ」という言葉は「Sealed contact」という言葉の略称です。最初のリードスイッチは 1936 年にアメリカの会社ベル電話研究所によって開発されました。その後、それらはセンサーとして広く使用されるようになり、それに基づいてリードリレーが作成されました。

リードスイッチ (図 1) は、ガラスカプセル内に封止された平坦な接点を備えた 2 つの強磁性導体で構成されています。外部磁界が存在しない場合、接点は開いており、接点間には小さな誘電体ギャップが存在します。磁界では接点が閉じます。両方のプレートの接触領域には、耐浸食性に優れた金属 (通常はロジウム、イリジウム、またはルテニウム) で作られたスパッタリングまたは亜鉛メッキのコーティングが施されています。ロジウムとイリジウムのコンタクトコーティング層の構造をそれぞれ図 2a と 2b に示します。

イリジウム、ルテニウム、ロジウムは、白金族金属の侵食に対して非常に耐性があります。これらの金属の蒸着により、接触活性化回数は 50 億回に達します。通常、窒素はカプセルの空洞にポンプで注入されます。一部のタイプのリードスイッチは、最大許容スイッチング電圧を高めるために真空にされています。磁界中のリードスイッチ接点は磁化され、接点間に磁界の強さに等しい起磁力が発生します。磁場の強さが、弾性変形中に発生する接点内の弾性力に打ち勝つのに十分なほど高い場合、接点は閉じます。磁界が弱まると、接点が再び開きます。

リードスイッチには 2 つのタイプがあります。 SPST-NO (単極単投ノーマルオープン、つまり「1 極 1 チャンネル」) - 通常のスイッチ、通常は 2 つの接点が開いています。 SPDT-CO (Single Pole, Double Through Change Over、つまり「1 極 2 チャンネル - スイッチング」) は、1 つの接点が常にノーマルクローズで、2 番目の接点がノーマルオープンであるスイッチです。

上で説明し、図 3 に示したリードスイッチは SPST タイプです。

図4にSPDTタイプのリードスイッチを示します。

共通プレートは、このようなリードスイッチの唯一の可動部分であり、磁界がない場合は常閉リレー接点で閉じられます。適切な強さの磁界が発生すると、共通プレートは常開接点で閉じます。常開接点と常閉接点の両方のプレートは固定されています。開いた接点には強磁性コーティングが施されており、常閉接点は非磁性材料で作られています。磁界の中に置かれると、可動接点と常開接点は同じ方向に磁化され、十分な磁界強度があれば、可動接点は固定の強磁性接点とともに閉じます。外部磁界がなくなると接点の磁化が弱まり、接点が開きます。残留磁化を最小限に抑えるため、リードスイッチの製造では接点の高温処理が行われます。リードスイッチの磁界源としては、永久磁石 (図 5) またはソレノイドが最もよく使用されます。

最も一般的なリードスイッチと磁石のシステムをいくつか見てみましょう。

リードスイッチの主幾何学軸に対して垂直 (図 6) または斜め (図 7) に磁石に近づいて取り外します。

この場合、磁石が近づくとリードスイッチが閉じ、磁石が離れるとリードスイッチが開きます。図 8 を詳しく見てみましょう。

集中電力線磁石がリードスイッチから遠ざかるにつれて、磁石は減少します。磁力線は磁石の極に最も集中します。磁石とリードスイッチの間の相互作用の最大領域は、リードスイッチの中心にあります。見つけたら永久磁石このゾーン内では、磁場は信頼性の高い動作に十分です。連絡先グループ。点線はヒステリシスゾーンを示しています。磁石がこのゾーンに入ったとき、磁場は接点グループをトリガーするのに十分な強度をまだ持っていませんが、接点グループをトリガー状態に保つには十分です。考慮されている SPST とは異なる、リードスイッチ接点グループの異なる構成の場合、動作は、SPDT リードスイッチの常閉接点が開き、常開接点を持つ可動接点が閉じると理解されます。図 9 に示すように、リードスイッチの軸に沿ったリング磁石の平行移動によって、リードスイッチ接点を閉じることができます。

図 10 に見られるように、リードスイッチの軸と磁石の磁力線の方向が上記の状況と一致するため、相互作用ゾーンの構成は以前のシステムと同様になります。

リードスイッチは、2 極または 2N 極の平らな磁石またはリング磁石を使用して作動できます (図 11)。

リードスイッチの相互作用ゾーンを理解するために、図 12 と 13 を見てみましょう。

ご覧のとおり、インタラクションゾーンはリードスイッチの端にあります。リードスイッチの中央部分には、リードスイッチが開いたままになる「デッドゾーン」があります。したがって、磁極が同じように配置されているリードスイッチに対して垂直に移動する磁石は、リードスイッチを作動させません (図 14)。

リードスイッチは磁性材料（例えば鋼板）を使用してシールドすることができます。図 15 は、その間を遮蔽物が移動する固定リードスイッチと固定磁石を示しています。

リテルヒューズが製造するリードスイッチの主な種類を表 1 に示します。

表1。 リテルヒューズリードスイッチシリーズ

ケースの長さ、mm	負荷容量 (標準: ≤10W、≤0.5A、≤200V)	接点の種類	主な特長
7	標準	SPST	超小型（7mmガラスボディ）
10	標準	SPST	非常にコンパクト（10mmガラスボディ）
13	標準	SPST	コンパクト（12.7mmガラスボディ）
14	標準	SPST	より安価でより柔軟なリード
14	標準	SPST	ヒステリシスが小さい
15	標準	SPST	低価格
15	~240 V (20 W)	SPST	～最大240V 動作電圧
15	20W	SPST	ヒステリシスが小さい
15	20W	SPST	長いリード、リソースの増加
19	1000V	SPST	高電圧
20	～240V、50W	SPST	スイッチング電圧 ~240 V、高出力
50	100W、3A、400V	SPST	大型、ハイパワー
15	標準	SPDT	小さなボディ
40	30W、0.5A、500V	SPDT	ハイパワー
40	50W、1.5A、500V	SPDT	大型、ハイパワー

リードスイッチの基本パラメータ

反応時間 – 磁界が印加された瞬間からリードスイッチの接点が閉じる瞬間までの時間。

図 16 は、磁場強度と時間の関係を示すグラフです。まず、リードスイッチを飽和するまで強い磁界の中に置きます（磁気誘導が増加しても、最大に達した磁化は変化しません）。その後、磁場は 0 まで弱まり、徐々に増加し始めます。このグラフ上の動作点は、リードスイッチの接点が閉じる磁界の大きさを意味します。切断点 - 接点が開く磁界の大きさに対応します。切断点での電界強度は常に動作点よりも低いことに注意してください。これは、リードスイッチの接点には常にわずかな磁化が残っているためです。

リリース時間 は動作点と断線点の間の間隔と呼ばれます。

起磁力 (MF) の作動 ( 引く — で ) – これは、リードスイッチの接点が閉じる磁界に特徴的な力の大きさです。 SI システムでは、起磁力の測定単位はアンペア * ターン (AT またはアンペア * ターン) です。ソレノイドを使用して起磁力を測定する場合、動作点（閉成点）は通常、熱膨張によるため、温度 20°C で与えられます。銅線コイル内の磁場は約 0.4%/℃変化します。

開閉の比率は通常パーセンテージで表され、ヒステリシスと呼ばれます。金属接点の材質、剛性、長さ、接触面積に応じて、ヒステリシスは大きく異なります(図17)。

ヒステリシス は、作動起磁力と切断点での起磁力の比です。通常、このパラメータはパーセンテージで表されます。リテルヒューズは、ヒステリシスが最小限に抑えられた特別なシリーズのリードスイッチ (MACD-14、MASM-14) を製造しています。通常、このようなリードスイッチは液面センサーや位置決めシステムに使用されます。

接触抵抗 ( 接触抵抗 ) – 閉状態でのリードスイッチの最大抵抗。

リードスイッチまたはリードリレーの接点の比抵抗は非常に小さく、通常は 7.8x10 -8 ～ 10x10 -8 Ohm/m の範囲です。もっと高いです抵抗率銅、1.7x10 -8 Ohm/m に等しい。リードスイッチの接触抵抗は通常70～200ミリオーム程度、リードリレーの接触抵抗は150ミリオーム程度です。

動的接触抵抗 ( 動的接触抵抗 ( DCR ) – これは、動作/ダイナミックモードでのリードスイッチ接点の抵抗です。リードスイッチの静的接触抵抗は、接点の実際の状態に関連する問題を特定することを可能にするあまり有益ではないパラメータです。 50 ～ 200 Hz の周波数でリードスイッチの接点を開閉すると、より多くの情報が得られます。リードスイッチに 0.5 V の電圧と 50 mA の電流を印加すると、潜在的な問題を特定するのに役立ちます。これらの測定はオシロスコープを使用して行うことができ、次の方法を使用して簡単にデジタル化できます。自動運転品質 (図 18)。リードスイッチの接点が磨耗しないように、より高い電圧を使用しないでください。製造時にパッケージング前にリードスイッチ接点が適切に洗浄されていない場合、リードスイッチ接点には数オングストロームの厚さの薄い誘電体膜が含まれている可能性があります。このため、微弱な信号のスイッチングが乱れることがあります。より高い電圧を使用すると、この問題が発生しない可能性があります。

周波数 50 ～ 200 Hz の信号がコイルに印加される場合、スイッチング電流は約 0.5 mA になります。閉じた後の接点のバウンスは約 100 ミリ秒続き、その後約 0.5 ミリ秒続く動的ノイズが続きます。この動的ノイズの性質は、接点が閉じた後に高調波振動が発生し、接触領域内の圧力変化により接触部位の抵抗が変化することです。この場合、オープニングは発生しません。図 19 は、動的ノイズ段階が終了した後、「波」段階が始まり、1 ms かそれより少し長く続くことを示しています。ソレノイドの磁界におけるリードスイッチ接点の振動は 2 ～ 2.5 ms 後に止まり、抵抗値が安定します。

この動的テストの波形を観察することで、テスト中のリードスイッチの品質についていくつかの結論を導き出すことができます。ソレノイドに電圧が印加されるとすぐに、発振プロセスは約 1.5 ms 以内に完了します。発振が 2.5 ms を超えて続く場合は、接点が適切に磁化されていないことを示している可能性があります。その結果、特に高負荷下で動作する場合、このリードスイッチのリソースが不足します (図 20)。

動的ノイズまたは接点バウンスが 3 ms より大幅に長く続く場合は、リードスイッチの漏れ、ハウジングの亀裂、または過電流または電圧が原因である可能性があります。これは、製造中の接点の汚染または次のような物質への曝露の結果である可能性もあります。湿った空気リードスイッチハウジングの内側。図 21 と 22 はそのようなケースを示しています。

図 23 は、動的ノイズ段階の終了後も接点の確率的振動が継続し、その結果接点の動的抵抗が安定しない場合を示しています。

スイッチング/転流電圧 ( 切り替え 電圧 ) - 通常、これが最大値です一定の圧力、接点を閉じる瞬間にリードスイッチに適用できます。リードスイッチの電圧が 5 ～ 6 V より高い場合、ある接点から別の接点への微量の金属の移動が発生する可能性があります。それにもかかわらず、最大 12 V の電圧で動作する場合、リードスイッチとリードリレーの平均故障間隔は数千万回になります。また、5V以下の電圧では動作回数が数十億回にまで増加します。リテルヒューズの高品質リードリレーは、数ナノボルト程度の低電圧の小信号回路で動作できます。

スイッチング電流またはスイッチング電流 ( 切り替え 現在 ) 最大定電流または振幅値です交流電流リードスイッチの接点が閉じる瞬間。この値を超えるとリードスイッチの寿命が著しく短くなります。

キャリア電流 ( 運ぶ現在 ) – これは、リードスイッチ接点が閉じているときの最大電流値です。マイクロ秒の電流パルスは、リードスイッチの寿命を縮めることなくこの値を大幅に超える可能性があります。同時に、キャリア電流を超える電流パルスや直流が長時間流れると、リードスイッチの寿命の低下や故障の原因となります。リードスイッチとリードリレーは、電気機械的なものとは異なり、数フェムトアンペア (フェムト = 10 -15) レベルの非常に低い電流で動作できます。

相当容量( 接触 キャパシタンス ) – 閉状態のリードスイッチ容量。 SPST タイプのリードスイッチの場合、この値は通常 0.1 ～ 0.2 pF です。 SPDT タイプのスイッチングリードスイッチの場合、等価静電容量は通常 1 ～ 2 pF です。

このオプションには、非常に重要高周波回路でリードスイッチを使用する場合。

スイッチング電源 ( 切り替え 力 ) - これは、リードスイッチを介して接続された負荷によって消費できる最大電力です。電力はスイッチング電圧とスイッチング電流の積として計算されるため、10 W リードスイッチの場合、200 V の電圧で 500 mA を超える電流を流すべきではありません。このパラメータを超えると、リードスイッチの耐用年数が必然的に短くなります。

絶縁抵抗（ 絶縁抵抗 ) – オープン状態でのリードスイッチの抵抗値。このパラメータでは、リードスイッチの絶縁抵抗はテラオーム単位で測定されるため、現在存在するほとんどのスイッチよりも優れています。オープン状態のリードスイッチの漏れ電流の大きさは数ピコアンペアです。

誘電吸収（ 誘電吸収 ) – これは、接点の容量性電荷の放電中のリードスイッチ内の誘電体の分極に関連する影響です。この影響は、閉じたリードスイッチを通るナノアンペアレベルの非常に小さな電流の流れの遅延または減少として現れます。

共振周波数 ( 共振頻度 ) – これはリードスイッチ自体の振動の周波数であり、この周波数で接点自体の振動が始まり、ブレークダウン電圧やスイッチング電圧などのリードスイッチのパラメータに影響を与えます。 20 mm カプセルを備えたリードスイッチには通常、共鳴周波数 1500 ～ 2000 Hz の範囲で。よりコンパクトな 10 mm リードスイッチの共振周波数は 7000 ～ 8000 Hz です。リードスイッチの動作上の問題を回避するには、使用環境の振動やリードスイッチの共振周波数を考慮する必要があります。

リードスイッチおよびリードリレーの保護

リードスイッチがリレーコイル、ソレノイド、変圧器、小型モーターなどの誘導負荷を動作させる回路では、スイッチング時に誘導部品に蓄えられた磁場エネルギーに高電圧および高電流負荷がかかります。この状況は、リードスイッチの耐用年数に悪影響を及ぼします。

この問題を解決するにはいくつかの方法があります。

バイパスダイオードを使用する（外国文学フライバックまたはフリーホイーリングダイオードという名前でよく見られます) 回路内で使用される可能性があります直流(図24)。交流電圧の場合、ツェナー保護ダイオード (別名アバランシェダイオードまたは TVS ダイオード)、バリスタ、または RC 回路 (RC スナバ回路) を使用する必要があります。どの方法にも長所と短所があります。

RC抑制回路（スナバ回路）を採用。

スナバ回路の接続には 2 つのオプションがあります。リードスイッチと並列 (図 26) または負荷と並列 (図 27) です。最初の方法が好ましいです。これにより、スイッチング電圧を低減し、火花の発生を回避できます。ただしこの場合、スイッチング時にコンデンサの放電によりリードスイッチに大きな電流が流れます。

したがって、抵抗の観点から適切な抵抗器を選択し、静電容量の観点からコンデンサを選択するという問題を解決する必要があります。静電容量が小さいと、特に負荷の無効成分が大きい場合、過渡プロセス中の電圧サージを十分に平滑化できません。大型化するとスナバ回路のコストが高くなると同時にスイッチング電流が増加し、リードスイッチの耐久性にも悪影響を及ぼします。リードスイッチの接点が閉じている間の電流を制限するために抵抗が使用されます。抵抗を計算してみましょう。

オームの法則によれば、次のようになります。

リードスイッチ電圧は最大ピーク電圧 Vpk の 0.5 以内でなければなりません (1)

(1)

3*Vpk の 3 倍超過です。式 (2) を使用して計算を実行します。

(2)

ここで Isw はリードスイッチのスイッチング電流です。

スナバ回路内の抵抗器の抵抗値を下げると、電気アークによるリードスイッチ接点の磨耗が軽減されますが、高い抵抗値はコンデンサからリードスイッチへの電流を制限するのにプラスの効果をもたらします。適切な静電容量を選択するには、0.1 µF から始めることをお勧めします。これは非常に一般的なコンテナであり、価格は非常に安いです。この容量ではリードスイッチ接点を閉じるときに火花を取り除くことができない場合は、スイッチング中に火花が消えるまで徐々に容量を増やしてみてください。同時に、スイッチング電流も忘れないでください。

リードスイッチリードの成形とトリミング

リードスイッチの軸方向リードの長さと形状は、特定のデバイスでの使用に必ずしも適しているとは限りません。ただし、不注意に変更すると、リードスイッチの性能に大きな影響を与える可能性があります。リードスイッチのリード線を切断して成形するときは、正しいサポートと切削工具ガラスと金属のシールへの損傷を避けるため。破損したケースには、目に見えない欠けや大きな亀裂がある場合があります。このような欠陥は、顕微鏡を使用して視覚的に検出できます。わずかな増加。ただし、ハウジングのシールが破損している場合があり、上記の動的抵抗の測定方法でも目立った劣化が見られない場合もあります。時間が経つとリードスイッチに湿気が入り、機能が損なわれてしまいます。

損傷を避けるため、フォーミングまたはカッティングポイントとリードスイッチ本体の間にリードの長さを 1 mm 残すことをお勧めします。この場合、リードスイッチ端子は成形時や切断時の機械的応力が他の端子に伝わらないように完全に固定する必要があります。

リードスイッチのリード線の成形と切断の主な方法を見てみましょう。

両面を研ぐサイドカッターを使用してリードスイッチのリード線を切断すること (図 28) は、リード線を変形させる力がハウジングに向かって伝わるため、許容できません。

片側を研ぐサイドカッターを使用してリードをトリミングすることは許容されますが (図 29)、サイドカッタージョーの平らな面がリードスイッチ本体の側面にある必要があることに注意してください。使用する工具の研ぎ具合やガタの有無にも注意が必要です。

リードスイッチ接点をしっかりと固定するクランプを使用してリードをトリミングします (図 30 および 31)。

部分的に固定された状態でリードスイッチのリード線を切断することは許容できません (図 32)。

リードを固定せずにリードスイッチのリードを成形することは禁止されています（図 33）。この場合、リードスイッチ本体に入るリードの部分も変形する可能性があるためです。

図 34 に示すように、リードスイッチのリードを 2 点で固定してリードスイッチのリードを形成しても、サポート B によりリードがリードスイッチ本体方向に変形することがないため、許容されます。

図35、図36のようにリードスイッチのリードを完全にロックしながら成形することも可能です。

リードスイッチのリード線を適切に成形してトリミングすると、図 37 に示す一般的な構成を実現できます。

磁石の選択

のために一般的な使用主に合金鉄、アルニコ AlNiCo、ネオジム NdFeB、サマリウム SmCo の 4 つのグループの磁石が使用されます (表 2)。適切な磁石を選択するには、周囲温度、近くの磁場源による減磁、移動のための空きスペースなどの要素が考慮されます。化学組成環境。

ネオジム 磁石は最高のエネルギー、残留磁化、保磁力を持っています。彼らは比較的低価格と高価格を持っています機械的強度サマリウムSmCoよりも。周囲温度200℃まで使用可能です。これらの磁石を次のような環境で使用することはお勧めできません。コンテンツの増加酸素。

サマリア科 SmCo は高エネルギー高い減磁耐性が要求される用途に適しています。熱安定性に優れ、300℃までの環境で使用でき、高い耐食性を備えています。また、価格は磁石の中で最も高価です。それらの欠点は非常に壊れやすいことです。

アルニコ アルニコは希土類磁石よりもはるかに安価で、ほとんどの用途に適しています。保磁力が低く、550℃までの優れた熱安定性を備えています。

フェライト 磁石は最も安価ですが、壊れやすいです。熱安定性に優れており、300 °C までの温度で使用できます。非常に耐腐食性があります。必要とする機械加工厳しい寸法公差を満たすために。

表 2. リードスイッチを制御する磁石の選択

指標	指標の増加 →
価格	フェライト	アルニコ	ネオジム鉄B	SmCo
エネルギー	フェライト	アルニコ	SmCo	ネオジム鉄B
使用温度範囲	ネオジム鉄B	フェライト	SmCo	アルニコ
耐食性	ネオジム鉄B	SmCo	アルニコ	フェライト
保磁力	アルニコ	フェライト	ネオジム鉄B	SmCo
機械的強度	フェライト	SmCo	ネオジム鉄B	アルニコ
温度係数	アルニコ	SmCo	ネオジム鉄B	フェライト

結論

で現代世界私たちの日常業務を大幅に簡素化する「スマートなもの」が日々増えています。これにはリードスイッチをベースとしたセンサーが重要な役割を果たしました。優れた信頼性、正確な動作、電力不要、使いやすさ、小信号回路向けの優れたスイッチング特性により、リードスイッチは最も一般的なものの 1 つとなっています。電子部品、冷蔵庫から飛行機まであらゆる場所で使用されています。

リードセンサーは、改善を目的として設計されたデバイスです。技術的特性電気機器の接点の耐用年数。自分の手で接続することも、専門的な技術サービスの助けを借りて接続することもできます。適切な能力がない場合、DIY で接続を行うと、時間がかかったり、リードスイッチの取り付けが失敗したりする可能性があります。 Yudu サービスを使用すると、リードスイッチリレーを接続するための専門サービスをすばやく見つけて注文できます。Web サイトにリクエストを残すか、出演者のカタログから最適なオファーを選択するだけです。

磁気リードスイッチとは

磁気リードスイッチは、さまざまな用途の接点リレーシステムの主要コンポーネントです。電磁回路。リードセンサーには、ガラス球内に封入された強磁性合金で作られた 2 つの接点が含まれています。磁気要素を接点に近づけると接点が閉じ、連続的な電磁ネットワークが形成されます。

リードスイッチはよく使われます:

不審な侵入から施設を守るために、セキュリティシステムのドアの開閉を知らせるセンサーを設置します。
窓に設置し、構造物の開口部を知らせるセンサーとして
ゲートやその他の入口グループに設置し、不審な侵入を防止します。

リードセンサーの種類

リードセンサーは機能によって次のように分類されます。

閉鎖
スイッチング
速報

技術的特徴に応じて、リードスイッチは 2 つのタイプに分類されます。

ドライ
水星：内部ガラス構造抵抗を減らし接点の破損を防ぐために水銀が滴下されています。

リードセンサーの設計上の特徴

リードスイッチはその設計に応じて次のように分類されます。

開ける
閉まっている
スイッチング
オープン水銀

最も一般的なタイプリードセンサーオープンリードスイッチです。ガラス容器内の各接点は平角線です。接触面は金、パラジウム、ラジウム、または銀でメッキされており、抵抗を低減し、接触部を腐食から保護します。ガラス製フラスコの空間は水素、アルゴン、窒素で満たされているか、単に真空空間となっており、これも耐食性を高めるのに役立ちます。

リードセンサーの動作原理

リードスイッチセンサーの動作原理は、アクチュエーターとマスターという 2 つの要素の相互作用にあります。リードスイッチ動作回路の駆動部分は磁石であり、実行部分はリードスイッチそのものです。リードスイッチの接点回路を閉じるには、周囲に磁界を作り出す必要があります。磁界が消えるとすぐに、リードスイッチの接点は相互作用を停止します。

オープンリードスイッチは少し異なるスキームに従って動作します。その磁気要素は、磁化されると接点が反発し、電気回路を遮断するように配置されています。

スイッチングリードスイッチの動作回路にも独自の特徴があり、システム接点の 1 つは非磁性金属で作られ、他の接点は強磁性で作られています。したがって、リードスイッチに磁気が印加されると、強磁性接点が閉じ、非磁性接点が開きます。

リードスイッチセンサーの動作スキーム

リードスイッチセンサーの電磁ネットワークの閉鎖とその動作を確実にするために、システムの磁気部分は開けられる構造物（窓、ドア、またはゲート）に取り付けられ、リードスイッチ自体はドアまたはドアに取り付けられます。窓枠。ドアが閉まると、磁界がリードスイッチの接点ネットワークに作用し、電磁回路が閉じます。センサーセキュリティシステムを示すエントリーグループ閉まっている。ドアが開くとすぐに磁石が動作を停止し、回路が開き、アラームが鳴ります。

センサーのマニュアルには、センサーを自分で取り付けるために必要な情報がすべて含まれています。

リードスイッチが取り付けられている構造に応じて、センサーはいくつかのタイプに分類されます。

センサー隠しインストール鉄骨構造用
磁気受動構造用のフラッシュマウントセンサー
鉄骨構造用露出センサー
磁気受動構造用の屋外設置型センサー

設置されるリードスイッチの種類は、構造の質量や材質に応じて決まります。

リードスイッチを不正な侵入から保護するための推奨事項

リードセンサーを自分で接続する場合は、取り付け中に次の点に注意する必要があります。

リードスイッチと磁気センサは向かい合うように設置し、近い距離に設置してください。異物を磁石に当てると電磁回路が開き、警報が鳴ります。
リードスイッチと磁石の間に非常に薄い金属板を置きます。保護磁気シールドとして機能します

リードスイッチセンサーを接続するための専門技術サービスの注文方法

この分野のスキルと知識があれば、自分の手でリードスイッチを接続するのは難しくありません。自分でセンサーを接続する能力がない場合は、安価かつ迅速に接続を行う専門サービスに頼ることをお勧めします。 Yudu サービスを使用してそのようなサービスを注文するには、次のことを行う必要があります。

ウェブサイト上で申請書を記入するか、指定された連絡先番号に電話してください。
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接点、またはスイッチングデバイスとも呼ばれるは、電子工学および無線工学で使用されます。リードスイッチは、動作の品質、つまり耐用年数、そしてもちろん信頼性を向上させるために開発されました。この記事では、仕様リードスイッチ、動作原理と範囲。

それは何ですか？

現在、ホールセンサーが登場して以来、リードスイッチはほとんど使用されていません。しかし、場合によっては、これらの製品が代替不可能であることもあります。使いやすいため、次のような用途にも使用されています。さまざまな種類回路とか装置とか。

信頼性と耐久性が必要な場合、この部品は欠かせないものです。スイッチはどこで使われますか? センサーの設計に含めることもできますが、電子リレーおよびその他のデバイス。

リードスイッチは、他のデバイスやその部品と同様に、さまざまなタイプに分類されます。

機能別:

短絡;
切り替え;
オープニング

デザインと技術的特徴:

ドライコンタクト（秘密はありませんが、以下に説明する原理に従って機能します）。
水銀接点 (ガラスケース内では、水銀滴が接点に追加され、リードスイッチが作動するときに接点を濡らします。これにより、接点の品質が向上します。これにより、接点のチャタリング (振動) が回避され、応答時間が増加します。

これに基づいて、水銀接点を使用する方が良いですが、常にそうとは限りません。

デザイン上の特徴

リードスイッチの設計は密閉されたガラス容器であり、その中に接点があります。これらの接点は、バルブの端面に溶接されたマグネットコアです。これらのコアの外側部分は電気ネットワークに接続されています。以下の図は製品の設計を示しています。

どこ：

ガラス製フラスコ。
連絡先を切り替えます。
固定接点。

最も一般的なのは短絡用のリードセンサーです。強磁性平角線で作られた接点です。リードスイッチの出力とサイズに応じて、コアはパーマロイ線で作られます。コーティングを他の金属（金、銀、ロジウムなど）に置き換えることもできます。

不活性ガスをフラスコ内に導入または排気することで、リードスイッチの腐食の進行を防ぎます。部品を製造する際には、コア間に一定サイズの隙間があることも考慮されます。

リードスイッチセンサーはどのように機能しますか?

接点グループは、リードスイッチの周囲に一定の磁界電圧が存在する場合にのみ動作します。この磁界電圧は、一定であるか電磁的であるかにかかわらず、何らかの方法で生成されます。動作原理は、フラスコ内のコアが磁化されて互いに引き付けられ、回路が完成するというものです。これらすべては磁場が消えるまで有効です。さらなる動作は、リードスイッチの周囲の磁場の存在にも依存します。

磁気式開口部センサーの動作原理は少し異なります。磁界が存在すると、接点は同じ名前で磁化され、互いに反発し、回路が開きます。

切り替え可能リードスイッチ磁場内では、開いた接点が閉じられ、非磁性接点は以前と同じままになります。

以下のビデオで、リードスイッチがどのように動作するかをはっきりと見ることができます。

デバイスの降伏電圧は最大 5 kV まで増加する可能性があります。センサーは 0.5 ～ 2 ms でアクティブになり、0.1 ～ 0.7 ms でオフになります。これは、たとえば電磁リレーの動作よりも大幅に短いです。

目的と範囲

リードスイッチは現在でも次の用途で使用されています。

キーボードとシンセサイザー。
安全および自動化装置。
ダイビング用具。
テストと測定のための機器。
医療機関の機器や通信機器など。

たとえば、セキュリティシステムでは、リードスイッチがリレーとして使用されます。このデバイスは次のような場合にも使用されます。セキュリティセンサー。リードスイッチと磁石を組み合わせたものです。リードリレーを考えると、リードスイッチと巻線で構成されます。このようなリレーの利点は次のとおりです。

小さいサイズとシンプルなデザイン。
湿気や接点の火傷の影響を受けません。
動く要素はありません。

このような詳細は、さまざまな方法や場所で使用できます。しかし、1つ重大な欠点耐衝撃性が低いため、これはさまざまなタイプのシステム、センサーなどにとって重要です。

デバイスの長所と短所

リードセンサーの使用により、良い面と悪い面の両方が生まれました。

サイズの縮小を可能にする設計。
高速な動作とシャットダウン。
コアは完全に密閉されています。
接点間の電気的強度。
長いサービス時間（打撃を除く）。
リードスイッチはどのような場所でも動作します気象条件-60度から+120度まで。
耐衝撃性が低い。
外部磁場の認識。
回路を切り替えるときの電力が低い。
大電流ではランダムに開きます。
場合によっては、ショートやオープンがランダムに発生することがあります。

リードスイッチを使用する必要がある場合は、次のアプリケーションのニュアンスを考慮してください。

超音波は電気特性に影響を与え、変化させる可能性があるため、避けてください。
設置の際は、磁界によりスイッチの特性が変化する可能性がありますのでご注意ください。
リードスイッチを叩いたり落としたりしないでください。衝撃により不活性ガスが緩むため、シリンダーが破裂し、装置が使用不能になる可能性があります。
はんだ付けの際は、メーカーの推奨事項に従う必要があります。

仕様

主要なタイプのリードスイッチのすべての技術的特性を以下の表に示します。

リードスイッチのマーキングは、リードスイッチが動作する領域によって異なります。既存の略語はそれぞれ何らかの意味を持っています（たとえば、KEM - 電気機構のスイッチング、A - 任意の動作）気候条件、B – 屋内のみで作業します）。選択するときは、これらのニュアンスを考慮する必要があります。

スイッチは電気店やラジオ市場で見つけるか、オンラインで注文できます。車用のリードスイッチが必要な場合は、カーサービスセンターで購入できます。リードスイッチを自作することも可能ですが、高価な設備が必要になります。

そこで、リードスイッチの技術的特徴、動作原理、適用範囲について検討しました。これらのスイッチが何であるか、また何に使用されるかについて理解できたと思います。

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「Sealed contact」の略称であるこの通信デバイスの動作原理は次のように説明できます。リードスイッチは、小型の円筒形のガラス球で、その反対側の端には、強磁性特性を持つ可動接点と固定接点の 2 つの接点がはんだ付けされています。耐用年数を延ばすために、フラスコは真空にされるか、不活性ガスが充填されます。

磁石を近づけると可動接点が固定接点に接触して回路が閉じます。同時に、特徴的なカチッという音が聞こえます。磁石を外すと接点は再び開きます。永久磁石の代わりにソレノイドを使用することもできます。これは、最も人気のある種類の 1 つである通常開または閉のリードスイッチの動作方法です。

リードスイッチの特性

記事を読むときに注意すべきこれらのデバイスの主な特性は次のとおりです。

磁気制御;
きつさ;
コンパクトさ。
ディスクリート動作モード。

現在、リードスイッチは固体半導体デバイスであるホールセンサーに置き換えられています。以下は広く使用されているリードスイッチの写真です。

利点

大気中の酸素による酸化から接点を保護し、動作中 (1 兆サイクル以上) の摩擦が極めて低いため、重要なリソースとなります。
小型サイズ（同特性のリレーに比べてコンパクト性に優れています）。
微弱な信号を切り替えることが可能です。
実際にはノイズで信号を歪めることはありません。
応答速度はリレーよりも高速です。
高い降伏電圧。
構造の気密性。
メンテナンスの必要はありません。
制御回路とスイッチング回路は互いに独立しており、電気的に絶縁されています。

欠陥

他の良い面- 密閉性は、フラスコの脆弱性という形で不利になります。リードスイッチは強い振動に弱いです。

可動接点がキュリー点を超えて加熱されると、磁化の損失が発生し、回路が開き、プロセスが不安定になります。

スイッチング速度には限界があり、これは高速デバイスにとって非常に重要です。

時々コンタクトが固着してしまうことがあります。これには 2 つの説明があります。1 つは直流電流が流れたときの接点の変形で、接点が互いにくっつき合う (一方が破壊され、もう一方が復元される) ことと、接点が相互に磨耗することです。

コンタクトバウンス

接点バウンスなどのデジタル技術（主にリードスイッチが使用される）にとって不快な現象については、別途言及する価値があります。閉鎖後、連絡先の喪失と取得という一連の制御不能な行為が観察されます。

公平を期すために、この動作はほとんどの機械式スイッチングデバイスで一般的なものであることに注意してください。リードスイッチを同期入力に直接接続すると、予測できない結果が得られることがあります。

コンタクトバウンス対策：

水銀の添加（フラスコが壊れると水銀が漏れる危険がある）。
特殊な電子回路を介した接続。
減衰フィルターの使用 (場合によっては)。
ソフトウェア。

後者は次の方法で実装されます。

一時的な遅延。
特定の時間間隔中の二次スイッチングをカウントします。
現在の状態の継続時間を計算します。

明らかに、電気工学と電子機器の基礎を知らない場合、自分の手でリードスイッチを接続するのは最も簡単な作業ではありません。

応用

リードスイッチは、さまざまな位置決め装置に応用されています。固定部にはリードスイッチをベースとしたセンサー、可動部には磁石が取り付けられています。

リードセンサーの適用範囲:

システム盗難警報器、アクセス制御;
水中で作業するための装置。
工業用キーボード;
測定器（自転車の速度計など）。
防爆装置;
医療機器;
自動昇降装置（エレベーター）
ラップトップおよびネットブック (蓋リフトセンサー)。

特殊なタイプのリードスイッチ

リードリレーは、リードスイッチと制御ソレノイドから構成される装置です。これらには、ヘルシコン、ゲザコン、ヘルコトロンも含まれます。 1 つ目は電源回路用、2 つ目はメモリー効果があり、3 つ目は高電圧機器用に設計されています。

リードスイッチの発明

前世紀の 20 年代に遡ると、ソビエトの科学者コバレンコフは、磁場によって制御される接点を備えたリレーを提案しました。 30年代半ば、ソビエトとアメリカの一部の科学者がほぼ同時に、そのようなリレーを密閉されたガラスのフラスコに入れるというアイデアを提唱しました。 1941 年に米国でリードスイッチの生産が始まりました。それらは電話通信に使用されていました。

ソ連では、生産が始まったのはずっと後、レニングラードで 50 年代の終わりになってからでした。米国と同様に、電話交換機の機器には密閉型接点が使用されていました。 1965 年以来、リードスイッチはリャザンメタルセラミックデバイス工場 (RZMKP) で生産され始めました。 2015 年の時点で、同社はこれらのデバイスの世界最大のメーカーの 1 つです。

リードスイッチの写真

リードスイッチ

リードスイッチとリードリレー

リードスイッチ(「」の略) ゲルメット[磁気制御] 詐欺 tact") は、密閉されたガラスフラスコ内に密閉された一対の強磁性接点で構成される電気機械デバイスです。永久磁石をリードスイッチに近づけるか、電磁石をオンにすると、接点が閉じます。リードスイッチは近接スイッチ、近接センサーなどとして使用されます。

電磁コイルを備えたリードスイッチはリードスイッチリレーを構成します。

磁界が発生すると回路を開くリードスイッチや、スイッチング接点グループを備えたリードスイッチもあります。

リードスイッチの設計上の特徴も異なります。それらはドライ（ドライ接点）および水銀であり、水滴が接触面を濡らし、電気抵抗を減らし、動作中のプレートの振動を防ぎます。

リードスイッチは、磁界の強さが適切に変化したときに電気回路を機械的に閉じる (または開く) 要素です。
ホールセンサーは、動作中に電流が流れ、磁界の強さに比例して横方向の電位差が現れる半導体デバイスです。

オプション

作動時の起磁力- リードスイッチの接点が閉じる磁界の強さの値。
解放起磁力 - リードスイッチの接点が開く磁界の強さの値。
絶縁抵抗- コア間のギャップの電気抵抗（開放状態）。
接触転移抵抗- コアが閉じているときに形成される接触領域の抵抗。
降伏電圧- リードスイッチの破壊が発生する電圧。
反応時間- 制御磁界の印加の瞬間と、リードスイッチによる電気回路の最初の物理的閉鎖の瞬間との間の時間。
リリース時間- リードスイッチに印加された磁界が除去された瞬間と、リードスイッチによって電気回路が物理的に最後に開かれた瞬間との間の時間。
容量- オープン状態のリードスイッチ端子間の電気容量。
最大操作数- リードスイッチのすべての主要パラメータが許容範囲内に留まる動作の回数。
最大出力- 最大出力はリードスイッチによって切り替えられます。
スイッチング電圧
スイッチング電流

利点

リードスイッチの接点は真空または不活性ガス中にあるため、開閉時に接点間に火花が発生した場合でもわずかに燃えます。
リードスイッチの耐久性。リードスイッチを叩かず、非常に高い電流を流さない場合、リードスイッチの耐用年数は無限であると考えられています (リードスイッチの技術データには限界が示されていますが、10 8 ～ 10 9 またはさらに多くの操作)。
同じ電流向けに設計された従来のリレーと比較してサイズが小さくなります。
接点に耐火物や貴金属を使用する必要はありません。
リードスイッチはほぼ無音です。
(従来のリレーと比較して) 高いパフォーマンス。

欠陥

電源投入時にチャタリング音が発生し、短時間に複数回の動作を伴う。
オープン接点に比べて高価で重い。
磁場を作り出す必要性。
取り付けが難しい。
壊れやすい - リードスイッチは、強い振動や衝撃荷重がかかる状況では使用できません。
応答速度の制限
場合によっては、接点が「固着」する (閉じた状態のままになる) 場合があります。そのようなリードスイッチは交換する必要があります。

応用

キーボード - キーボードシンセサイザーとコンピューター (1990 年代半ば以降、コンピューターのキーボードでは事実上使用されていません) (リードスイッチの利点をすべてうまく活用しています)。
耐久性と防爆性が要求される産業機器用キーボード。
センサー: セキュリティ (ドア開閉センサー)、サイクルコンピューター、ノートパソコンのトップカバー (開閉) など。
水中装備：ダイビング、スピアフィッシング用の懐中電灯。
エレベーター: キャビン位置センサー
テレビおよびラジオ機器
電子電流計単相および三相（集合住宅、産業用）

主なトレンドは、リードスイッチをソリッドステートホールセンサーに置き換えることです。

特別な応用分野は、高出力レーザー、レーダー、無線送信装置、電気設備、その他の電圧で動作する機器など、個別の制御信号を送信したり、高電圧電気および無線設備の過電流保護を行うための装置です。 10～100kV。特にこの種の機器のために、V.I. Gurevich は高電圧絶縁を備えたリードリレー、いわゆる「ハーコトロン」または「高電圧絶縁インターフェース」を開発しました (以下を参照)。