מהם מתגי קנה, איך הם מסודרים ועובדים

היסטוריה קצרה של יצירת מתגי קנה

מכשירי מיתוג או סתם אנשי קשר נמצאים בשימוש נרחב בציוד חשמלי ורדיו שונים. על מנת לשפר את המאפיינים התפעוליים, במיוחד את חיי השירות ואת אמינות החיבור, הם פותחו אנשי קשר אטומים בשליטה מגנטית קרא מתגי ריד.

הדגימות הראשונות למגעים כאלה הופיעו בשנות השלושים של המאה הקודמת, והמגע הראשון בשליטה מגנטית הומצא בשנת 1922 בסנט פטרסבורג על ידי פרופסור ו 'קובלנקוב, עבורו הוענק לו תעודת זכויות היוצרים של ברית המועצות מס' 466. העיצוב של איש קשר כזה מוצג באיור 1.

סידר קשר כזה באופן הבא. לליבה 3 של חומר מגנטי רך דרך אטמי הבידוד 5 מחוברים אנשי קשר 1 ו -2, העשויים גם הם מחומר מגנטי רך. כאשר מעבירים זרם בסליל 4 בליבה 3, מופיע שדה מגנטי וממגנט את המגעים 1 ו -2 הסגורים. פתיחת המגעים מתרחשת כאשר הזרם דרך הסליל נפסק.

איור 1. איור 1. קשר מבוקר מגנטי של פרופ 'ו' קובלנקוב

לאמיתו של דבר, זה היה המגע הראשון שנשלט מגנטית בלבד, רק ללא מעטפת איטום. קשר דומה הוצב לראשונה במעטפת האיטום על ידי מהנדס אמריקאי W.B. אלווד רק בשנת 1936. בשנות השבעים של המאה הקודמת, מתגי קנה הגיעו להתפתחותם המקסימאלית, והם נמצאים בשימוש נרחב במכשירים אלקטרוניים שונים.

נכון לעכשיו משתמשים במתגי קנה בצורה אינטנסיבית פחות, מכיוון שהם "עמוסים" חיישני הול. אך בחלק מהמקרים מתגי הקנה נותרו מחוץ לתחרות, בגלל קלות השימוש, בידוד גלווני ממקור הכוח, תכונות "המגע היבש", ולכן מתגי הקנה משמשים עדיין במעגלים ומתקנים שונים.

במקרים בהם נדרש אמינות ועמידות גבוהה של אלמנט המיתוג מתגי ריד פשוט בלתי ניתן להחלפה. כחלק ממתג הקנה כלולים בתכנון של חיישנים שונים, ממסרים אלקטרומגנטיים, במיוחד זרם נמוך, כמו גם מתגי מיקום וכמה מכשירים אחרים.

זנים של מתגי ריד

כמו גם אנשי קשר רגילים, מתגי קנה יכולים להיות סגורים (1 מגע פתוח בדרך כלל), מיתוג (1 קשר מיתוג) ופתיחה (1 מגע סגור בדרך כלל). חלוקה זו מבוססת על מאפיינים פונקציונליים.

על פי הסימנים של מתגי קנה מבניים - טכנולוגיים מחולקים לשתי קבוצות גדולות: עם מגע יבש ועם מגעי כספית. הזן הראשון נקרא מתגי קנה יבשים, והשני מתגי קנה כספית. למעשה, אין שום דבר מיוחד בעבודה של מתגי קנים יבשים, בהשוואה למגעים רגילים.

במתגי קצה כספית בתוך מארז זכוכית אטום, בנוסף למגעים יש גם טיפת כספית. מטרת טיפת הכספית הזו היא להרטיב את המגעים במהלך הפעולה כדי לשפר את איכות המגע על ידי הפחתת התנגדות המעבר, וגם להיפטר מהקפצת המגעים.

פטפוט נקרא רטט מגע במהלך הסגירה והפתיחה, אשר כאשר מופעל פעם אחת, מוביל למיתוג חוזר של האות המועבר ובנוסף לעלייה משמעותית בזמן התגובה.

תאר לעצמך שקפיצה כזו תהיה נוכחת במגבר שמע תוך כדי החלפת אות הקלט! במקרה בו מגע רעשן כזה עובד בשילוב עם מעגלי מיקרו דיגיטליים, יש צורך לנקוט באמצעים לדיכוי פטפטות בצורה של שרשרות RC או RS - מפעילה.

משתמשים גם במגעים שונים, כולל אנשי קשר עם קנים מעגלי מיקרו-בקר מודרניים, אך אצלם מדכאת ניתור קשר באמצעות תכנות. זה גם מקטין את הביצועים הכוללים של המערכת.

עיצוב מתגי ריד

העיצוב של סוגים שונים של מתגי קנה מוצג באיור 2.

ציור 2. עיצוב מתגי ריד

כל מתגי הקנה הם בקבוק זכוכית אטוםשבתוכו נמצא קבוצת אנשי קשר. המגעים הם ליבות מגנטיות המולחמות בקצות הגליל. הקצוות החיצוניים של הליבות מיועדים לחיבור למעגל חשמל חיצוני.

הנפוצה ביותר מתג ריד עם קבוצת אנשי קשר או כפי שמוצג באיור "פתוח". כל ליבת מגע - עשויה חוט אלסטי פרומגנטי, המשטוח לצורה מלבנית. לייצור פרמולוי בקוטר 0.5 - 1.3 מ"מ משמש לייצור ליבות, תלוי בעוצמת מתג הקנה ובהתאם, לממדיו.

משטחים הנוגעים במגע ישיר מצופים במתכת אצילית, זהב, פלדיום, רודיום, כסף וסגסוגות על בסיסם. ציפוי כזה לא רק מקטין התנגדות למעבר, אך תורם להתנגדות מוגברת בפני קורוזיה של משטח המגע.

החלל הפנימי של המכולה מלא בגז אינרטי (מימן, ארגון, חנקן או תערובת שלו) או שפונה פשוט, עוזר גם להפחית קורוזיה במגע ולהגדיל את אמינותם. בייצור ליבות ממוקמות כך שביניהן יש פער, אגב, בגודל מסוים.

איור. 3. מתג ריד

העיקרון של מתג ריד

על מנת להפעיל את קבוצת המגעים, יש צורך ליצור שדה מגנטי בעל חוזק מספיק סביב מתג הקנה. יתר על כן, לא משנה כיצד נוצר שדה זה, לא פשוט על ידי מגנט קבוע או על ידי אלקטרומגנט. קווי הכוח של השדה המגנטי החיצוני ממגנטים את המגעים הפנימיים - ליבות מתג הקנה, וכתוצאה מהן הם מתגברים על הכוחות האלסטיים, מושכים וסוגרים את המעגל החשמלי.

במצב זה המגעים יישארו כל עוד יש סביבם שדה מגנטי בעל חוזק מספיק: מספיק לכבות את האלקטרומגנט או להסיר את המגנט הקבוע הרגיל משם, ברגע שהמגעים נפתחים. פעולת המגע הבאה תתרחש כאשר השדה המגנטי יופיע שוב. מהאמור לעיל, ניתן להסיק כי המגעים מבצעים שלוש פונקציות בו זמנית: אלמנטים אלסטיים (קפיצים), המעגל המגנטי והמגעים המוליכים עצמם.

מתג ריד, שעובד על פתיחה, שונה במקצת. המערכת המגנטית שלה מתוכננת כך שכאשר היא נחשפת לשדה מגנטי, המגעים - ליבות ממוגנטים בשם זהה, ולכן הם דוחים זה את זה, שוברים את המעגל החשמלי.

במתג קנה המיתוג, אחד משלושת המגעים, ככלל, תקין - סגור עשוי מתכת לא מגנטית, ושניהם בדרך כלל - אנשי קשר פתוחים עשויים פרומגנטיים, כאמור לעיל. לפיכך, כאשר שדה מגנטי פועל על מתג קנה, בדרך כלל אנשי קשר פתוחים פשוט נסגרים, ונפתח קשר שאינו מגנטי בדרך כלל סגור, שנשאר במקומו המקורי.

הערה בדרך כלל קשר פתוח, הפתוחה בהיעדר פעולת בקרה, במקרה זה שדה מגנטי. בהתאם מגע סגור בדרך כלל נסגר בהיעדר שדה מגנטי.

כמובן, שדה מגנטי תמיד קיים, למשל, השדה המגנטי של כדור הארץ. ונראה שאי אפשר לומר על היעדר שדה מגנטי בכלל. אך השדה המגנטי של כדור הארץ אינו מספיק כדי שהמתג קנה יפעל, ולכן ניתן להזניח אותו ואפשר לומר את היעדרו של שדה מגנטי, במקרה זה חיצוני.

המשך לקרוא במאמר הבא.

המשך המאמר: "מתגי ריד: שיטות בקרה, דוגמאות לשימוש"

בוריס אלאדישקין

Comments

[#1 סיריל]

אכן מתג קנה הוא מרכיב שימושי ונוח ביותר מכל הבחינות. בימינו, כבר פותחו מתגי קנה עם משטחי מגע ננו-מבניים על בסיס שימוש בשיטות יון-פלזמה ליצירת מסננים וננו-מבנים בעלי תכונות מגע מוגדרות. השימוש בהם יוצר שכבות ננומטריות יציבות בעלות מוליכות חשמלית גבוהה, אשר יאפשרו לנטוש את השימוש בציפויים מיוחדים של מתכות יקרות המיוצרים באמצעים גלווניים.

[#2 מקסים]

דבר אחד רע במתגי קנה: אתה צריך לבחור את המגנט הקבוע המינימלי, אחרת, עם חשיפה ממושכת, המגעים ממוגנטים ומעוותים ולא מכבים את עצירת השדה המגנטי.