Que sont les interrupteurs reed, comment ils sont disposés et fonctionnent

Un bref historique de la création des interrupteurs reed

Les dispositifs de commutation ou simplement les contacts sont très largement utilisés dans divers équipements électriques et radio. Afin d'améliorer les propriétés opérationnelles, notamment la durée de vie et la fiabilité de la connexion, ils ont été développés contacts étanches à commande magnétique appelé interrupteurs à lames.

Les premiers échantillons de ces contacts sont apparus dans les années 30 du siècle dernier, et le premier contact à commande magnétique a été inventé en 1922 à Saint-Pétersbourg par le professeur V.Kovalenkov, pour lequel il a reçu le certificat de droit d'auteur de l'URSS n ° 466. La conception d'un tel contact est illustrée à la figure 1.

Organisé un tel contact comme suit. Au noyau 3 en matériau magnétique doux à travers les joints isolants 5 sont fixés des contacts 1 et 2, également en matériau magnétique doux. Lors du passage du courant à travers la bobine 4 dans le noyau 3, un champ magnétique apparaît et magnétise les contacts 1 et 2 qui sont fermés. L'ouverture des contacts se produit lorsque le courant à travers la bobine cesse.

Figure 1. Contact à commande magnétique du professeur V. Kovalenkov

En fait, ce fut le tout premier contact à commande magnétique, uniquement sans coque étanche. Un contact similaire a d'abord été placé dans la coque d'étanchéité par un ingénieur américain W.B. Ellwood seulement en 1936. Dans les années soixante-dix du siècle dernier, les interrupteurs à lames ont atteint leur développement maximal et sont largement utilisés dans divers appareils électroniques.

Actuellement, les interrupteurs reed sont utilisés de manière moins intensive, car ils sont "évincés" Capteurs à effet Hall. Mais dans certains cas, les interrupteurs reed sont restés hors compétition, en raison de la facilité d'utilisation, de l'isolation galvanique de la source d'alimentation, des propriétés du "contact sec", de sorte que les interrupteurs reed sont toujours utilisés dans divers circuits et appareils.

Dans les cas où une fiabilité et une durabilité élevées de l'élément de commutation sont requises interrupteurs à lames tout simplement irremplaçable. Dans le cadre de l'interrupteur reed sont inclus dans la conception de divers capteurs, relais électromagnétiques, en particulier à faible courant, ainsi que des interrupteurs de position et certains autres appareils.

Variétés de commutateurs Reed

En plus des contacts réguliers, les interrupteurs reed peuvent être à fermeture (1 contact normalement ouvert), à commutation (1 contact de commutation) et à ouverture (1 contact normalement fermé). Cette division est basée sur des caractéristiques fonctionnelles.

Selon les signes de structure - les interrupteurs à lames souples technologiques sont divisés en deux grands groupes: avec contacts secs et avec contacts au mercure. La première variété est appelée interrupteurs à lames souples, et la seconde est les interrupteurs à lames de mercure. En fait, il n'y a rien de spécial dans le travail des interrupteurs à lames souples, par rapport aux contacts ordinaires.

Dans les interrupteurs à lames de mercure à l'intérieur d'un boîtier en verre scellé, en plus des contacts, il y a aussi une goutte de mercure. Le but de cette gouttelette de mercure est de mouiller les contacts pendant le fonctionnement pour améliorer la qualité du contact en réduisant la résistance de transition, et aussi pour se débarrasser du rebond des contacts.

Le broutage est appelé vibration de contact pendant la fermeture et l'ouverture, ce qui, lorsqu'il est activé une fois, entraîne une commutation répétée du signal transmis, et en plus une augmentation significative du temps de réponse.

Imaginez qu'un tel rebond soit présent dans l'amplificateur audio tout en commutant le signal d'entrée! Dans le cas où un tel contact cliquetant fonctionne en conjonction avec des microcircuits numériques, il est nécessaire de prendre des mesures pour supprimer le bavardage sous la forme de chaînes RC ou RS - déclencheurs.

Divers contacts, y compris des contacts reed, sont également utilisés dans circuits de microcontrôleurs modernes, mais les rebonds de contact sont supprimés par programme. Il réduit également les performances globales du système.

Conception de commutateur à lames

La conception de divers types de commutateurs reed est illustrée à la figure 2.

Dessin 2. Conception de commutateur à lames

Tous les interrupteurs reed sont bouteille en verre scelléeà l'intérieur qui se trouve groupe de contact. Les contacts sont des noyaux magnétiques soudés aux extrémités du cylindre. Les extrémités externes des noyaux sont conçues pour être connectées à un circuit électrique externe.

Le plus répandu interrupteur reed avec groupe de contact ou comme indiqué sur la figure «ouvert». Chaque noyau de contact est fait de fil élastique ferromagnétique, qui est aplati en forme rectangulaire. Le fil de Permalloy d'un diamètre de 0,5 à 1,3 mm est utilisé pour la fabrication de noyaux, en fonction de la puissance du commutateur à lames et, par conséquent, de ses dimensions.

Les surfaces en contact direct sont recouvertes de métal noble, d'or, de palladium, de rhodium, d'argent et d'alliages à base de celles-ci. Un tel revêtement réduit non seulement résistance à la transition, mais contribue également à augmenter la résistance à la corrosion de la surface de contact.

L'espace interne du récipient est rempli d'un gaz inerte (hydrogène, argon, azote ou un mélange de ceux-ci) ou simplement évacué, permet également de réduire la corrosion de contact et d'augmenter leur fiabilité. Dans la fabrication des noyaux sont positionnés de sorte qu'entre eux, il y a un espace, en passant, d'une certaine taille.

Fig. 3. Interrupteur à lames

Le principe de l'interrupteur reed

Afin de déclencher le groupe de contact, il est nécessaire de créer un champ magnétique de force suffisante autour du commutateur à lames. De plus, peu importe comment ce champ est créé, soit simplement par un aimant permanent, soit par un électroaimant. Les lignes de force du champ magnétique externe magnétisent les contacts internes - les noyaux du commutateur à lames, à la suite desquels ils surmontent les forces d'élasticité, attirent et ferment le circuit électrique.

Dans cet état, les contacts resteront tant qu'il y aura un champ magnétique de force suffisante autour d'eux: il suffit d'éteindre l'électro-aimant ou de retirer l'aimant permanent habituel dès que les contacts s'ouvrent. La prochaine opération de contact aura lieu lorsque le champ magnétique réapparaîtra. De tout ce qui a été dit, on peut conclure que les contacts remplissent trois fonctions à la fois: des éléments élastiques (ressorts), un circuit magnétique et des contacts effectivement conducteurs.

L'interrupteur à lames, fonctionnant à l'ouverture, est quelque peu différent. Son système magnétique est conçu de telle sorte que lorsqu'ils sont exposés à un champ magnétique, les contacts - noyaux sont magnétisés du même nom, ils se repoussent donc, coupant le circuit électrique.

Au niveau de l'interrupteur à lames souples de commutation, l'un des trois contacts, en règle générale, est normal - fermé est en métal non magnétique, et les deux contacts normalement ouverts sont en ferromagnétique, comme mentionné ci-dessus. Par conséquent, lorsqu'un champ magnétique agit sur l'interrupteur à lames, les contacts normalement ouverts se ferment simplement et un contact non magnétique normalement fermé, restant à sa place d'origine, s'ouvre.

Remarque Contact normalement ouvert, qui est ouvert en l'absence d'action de commande, en l'occurrence un champ magnétique. En conséquence contact normalement fermé fermé en l'absence de champ magnétique.

Bien sûr, un champ magnétique est toujours présent, par exemple, le champ magnétique de la Terre. Et il semble impossible de dire du tout de l'absence d'un champ magnétique. Mais le champ magnétique terrestre n'est pas suffisant pour que le commutateur à lames fonctionne, par conséquent, il peut être négligé et l'absence d'un champ magnétique, dans ce cas externe, peut être dit.

Lisez la suite dans le prochain article.

Suite de l'article: "Capteurs reed: méthodes de contrôle, exemples d'utilisation"

Boris Aladyshkin