สวิตช์ลิ้นคืออะไรวิธีจัดเรียงและทำงานอย่างไร

ประวัติโดยย่อของการสร้างสวิตช์กก

การสลับอุปกรณ์หรือเพียงแค่การติดต่อใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ไฟฟ้าและวิทยุต่างๆ เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติการปฏิบัติงานโดยเฉพาะอายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่อพวกเขาได้รับการพัฒนา หน้าสัมผัสปิดผนึกที่ควบคุมด้วยสนามแม่เหล็ก ที่ถูกเรียกว่า สวิทช์กก.

ตัวอย่างแรกของการติดต่อดังกล่าวปรากฏขึ้นในยุค 30 ของศตวรรษที่ผ่านมาและการติดต่อที่ควบคุมด้วยสนามแม่เหล็กครั้งแรกถูกคิดค้นในปี 1922 ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กโดยศาสตราจารย์ V. Kovalenkov ซึ่งเขาได้ออกใบรับรองลิขสิทธิ์ล้าหลัง 466 การออกแบบผู้ติดต่อดังกล่าวแสดงในรูปที่ 1

จัดเรียงรายชื่อผู้ติดต่อดังต่อไปนี้ สำหรับแกนกลาง 3 ของวัสดุแม่เหล็กอ่อนผ่านปะเก็นฉนวน 5 ถูกต่อเข้ากับหน้าสัมผัส 1 และ 2 ซึ่งทำจากวัสดุแม่เหล็กอ่อน เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวด 4 ในแกนกลาง 3 สนามแม่เหล็กจะปรากฏขึ้นและทำให้ขั้วสัมผัสที่ 1 และ 2 ถูกทำให้เป็นแม่เหล็ก การเปิดหน้าสัมผัสเกิดขึ้นเมื่อกระแสผ่านขดลวดหยุดลง

รูปที่ 1 การสัมผัสทางแม่เหล็กไฟฟ้าของศาสตราจารย์ V. Kovalenkov

ในความเป็นจริงนี่เป็นครั้งแรกที่สัมผัสกับสนามแม่เหล็กที่ควบคุมโดยไม่มีเปลือกปิดผนึก การสัมผัสที่คล้ายกันถูกวางไว้ในเปลือกปิดผนึกเป็นครั้งแรกโดยวิศวกรชาวอเมริกัน Ellwood เฉพาะในปี 1936 ในทศวรรษที่เจ็ดสิบของศตวรรษที่ผ่านมาสวิทช์กกถึงการพัฒนาสูงสุดและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ

ปัจจุบันสวิทช์ลิ้นถูกนำมาใช้อย่างหนาแน่นน้อยลงเพราะพวกมัน "แออัด" เซ็นเซอร์ฮอลล์. แต่ในบางกรณีสวิตช์กกยังคงไม่สามารถแข่งขันได้เนื่องจากความสะดวกในการใช้งานการแยกกัลวานิกจากแหล่งพลังงานคุณสมบัติของ "หน้าสัมผัสแห้ง" ดังนั้นสวิตช์กกจึงยังคงใช้ในวงจรและอุปกรณ์ต่าง ๆ

ในกรณีที่จำเป็นต้องมีความน่าเชื่อถือและความทนทานสูงขององค์ประกอบสวิตช์ สวิทช์กก ไม่สามารถถูกแทนที่ได้เพียง ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของสวิตช์กกจะรวมอยู่ในการออกแบบเซ็นเซอร์ต่าง ๆ รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าโดยเฉพาะกระแสต่ำเช่นเดียวกับสวิตช์ตำแหน่งและอุปกรณ์อื่น ๆ

พันธุ์ของสวิตช์กก

เช่นเดียวกับผู้ติดต่อปกติสวิตช์กกสามารถปิด (ติดต่อปกติเปิด 1) สลับ (1 ติดต่อสลับ) และเปิด (ติดต่อปกติ 1 ปิด) ส่วนนี้จะขึ้นอยู่กับลักษณะการทำงาน

ตามสัญญาณของสวิตช์กกแบบโครงสร้างจะแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่: แบบหน้าสัมผัสแห้งและแบบหน้าสัมผัสแบบปรอท พันธุ์แรกเรียกว่าสวิตช์กกแห้งและอันที่สองคือสวิตช์กกกก ที่จริงแล้วไม่มีอะไรพิเศษในการทำงานของสวิทช์กกแห้งเมื่อเทียบกับรายชื่อสามัญ

ในสวิตช์กกปรอทภายในกล่องแก้วที่ปิดสนิทนอกเหนือไปจากหน้าสัมผัสแล้วก็ยังมีสารปรอทตกอีกด้วย จุดประสงค์ของหยดปรอทนี้คือการทำให้หน้าสัมผัสเปียกในระหว่างการทำงานเพื่อปรับปรุงคุณภาพของการสัมผัสโดยการลดความต้านทานการเปลี่ยนแปลงและเพื่อกำจัดการสะท้อนกลับของหน้าสัมผัส

Chatter เรียกว่าการสั่นสะเทือนแบบสัมผัสระหว่างการปิดและเปิดซึ่งเมื่อเปิดใช้งานหนึ่งครั้งจะทำให้เกิดการสลับสัญญาณที่ส่งซ้ำหลายครั้งและนอกเหนือจากเวลาตอบสนองที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

ลองจินตนาการว่าจะมีการตีกลับเช่นนี้ ในเครื่องขยายเสียง ในขณะที่เปลี่ยนสัญญาณอินพุต! ในกรณีที่การติดต่อที่แสนรกร้างดังกล่าวทำงานร่วมกับวงจรไมโครดิจิตอลจำเป็นต้องใช้มาตรการในการปราบปรามการพูดพล่อยในรูปแบบของโซ่ RC หรือ RS - ทริกเกอร์.

นอกจากนี้ยังใช้รายชื่อติดต่อต่าง ๆ รวมถึงรายชื่อผู้ติดต่อกก วงจรไมโครคอนโทรลเลอร์สมัยใหม่แต่ในพวกเขาติดต่อการตีกลับถูกระงับโดยทางโปรแกรม นอกจากนี้ยังลดประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ

การออกแบบสวิตช์ลิ้น

การออกแบบสวิตช์ลิ้นชนิดต่าง ๆ แสดงในรูปที่ 2

ภาพ 2. การออกแบบสวิตช์ลิ้น

สวิตช์กกทั้งหมดเป็น ขวดแก้วปิดผนึกภายในซึ่งตั้งอยู่ กลุ่มที่ติดต่อ. หน้าสัมผัสเป็นแกนแม่เหล็กที่เชื่อมเข้ากับปลายกระบอกสูบ ปลายด้านนอกของแกนถูกออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อกับวงจรไฟฟ้าภายนอก

ที่แพร่หลายที่สุด กกสลับกับกลุ่มที่ติดต่อ หรือตามที่แสดงในรูป“ เปิด” แกนหน้าสัมผัสแต่ละเส้นทำจากลวดยืดหยุ่น ferromagnetic ซึ่งแบนเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ลวด Permalloy ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 - 1.3 มม. ใช้สำหรับการผลิตแกนขึ้นอยู่กับพลังของสวิตช์กกและตามขนาดของมัน

พื้นผิวสัมผัสโดยตรงนั้นถูกเคลือบด้วยโลหะชั้นสูง, ทอง, แพลเลเดียม, โรเดียม, เงินและโลหะผสมตามพวกเขา การเคลือบดังกล่าวไม่เพียง แต่ช่วยลด ความต้านทานการเปลี่ยนแปลงแต่ยังช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของพื้นผิวสัมผัส

พื้นที่ภายในของภาชนะบรรจุเต็มไปด้วยก๊าซเฉื่อย (ไฮโดรเจนอาร์กอนไนโตรเจนหรือส่วนผสมของมัน) หรืออพยพออกไปอย่างง่ายดายนอกจากนี้ยังช่วยลดการกัดกร่อนแบบสัมผัสและเพิ่มความน่าเชื่อถือ ในการผลิตแกนจะถูกจัดวางเพื่อให้มีช่องว่างระหว่างกันในขนาดที่แน่นอน

มะเดื่อ 3. สวิตช์กก

หลักการของสวิตช์กก

เพื่อเรียกกลุ่มผู้ติดต่อจำเป็นต้องสร้างสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มเพียงพอรอบสวิตช์กก ยิ่งไปกว่านั้นมันไม่สำคัญเลยว่าจะสร้างสนามนี้ได้อย่างไรโดยใช้แม่เหล็กถาวรหรือแม่เหล็กไฟฟ้า เส้นแรงของสนามแม่เหล็กภายนอกดึงดูดการสัมผัสภายใน - แกนของสวิตช์กกซึ่งเป็นผลมาจากการที่พวกเขาเอาชนะแรงยืดหยุ่นทำให้ดึงดูดและปิดวงจรไฟฟ้า

ในสถานะนี้ขั้วสัมผัสจะยังคงอยู่ตราบใดที่มีสนามแม่เหล็กที่มีความแข็งแรงเพียงพอรอบ ๆ มันก็เพียงพอแล้วที่จะปิดแม่เหล็กไฟฟ้าหรือถอดแม่เหล็กถาวรออกทันทีเมื่อเปิดหน้าสัมผัส การดำเนินการติดต่อครั้งต่อไปจะเกิดขึ้นเมื่อสนามแม่เหล็กปรากฏขึ้นอีกครั้ง จากทั้งหมดที่กล่าวมาสามารถสรุปได้ว่าหน้าสัมผัสทำหน้าที่สามอย่างในเวลาเดียวกัน: องค์ประกอบยืดหยุ่น (สปริง), วงจรแม่เหล็กและหน้าสัมผัสที่เป็นตัวนำไฟฟ้า

สวิตช์ลิ้นที่ทำงานอยู่ในการเปิดค่อนข้างแตกต่างกัน ระบบแม่เหล็กของมันได้รับการออกแบบเพื่อให้เมื่อสัมผัสกับสนามแม่เหล็กแกนหน้าสัมผัส - ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กโดยใช้ชื่อเดียวกันดังนั้นพวกมันจึงผลักกันซึ่งจะทำลายวงจรไฟฟ้า

ที่สวิทช์ลิ้นสลับหนึ่งในสามหน้าสัมผัสเป็นปกติ - ปิดทำจากโลหะที่ไม่ใช่แม่เหล็กและทั้งสอง - ปกติ - หน้าสัมผัสเปิดทำจาก ferromagnetic ดังกล่าวข้างต้น ดังนั้นเมื่อสนามแม่เหล็กทำงานกับสวิตช์กกโดยปกติแล้วหน้าสัมผัสที่เปิดอยู่ก็จะปิดลงและหน้าสัมผัสปกติที่ไม่ใช่สนามแม่เหล็กจะยังคงเปิดอยู่

หมายเหตุ ปกติเปิดติดต่อซึ่งเปิดในกรณีที่ไม่มีการควบคุมในกรณีนี้คือสนามแม่เหล็ก ตามลำดับ ปกติปิดการติดต่อ ปิดในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก

แน่นอนว่ามีสนามแม่เหล็กอยู่เสมอเช่นสนามแม่เหล็กของโลก และดูเหมือนว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะพูดเกี่ยวกับการไม่มีสนามแม่เหล็กเลย แต่สนามแม่เหล็กของโลกนั้นไม่เพียงพอสำหรับสวิตช์หรี่ไฟในการทำงานดังนั้นจึงอาจถูกละเลยและไม่มีสนามแม่เหล็กในกรณีนี้ภายนอก

อ่านต่อไปในบทความถัดไป

ความต่อเนื่องของบทความ: "สวิตช์ Reed: วิธีการควบคุมตัวอย่างการใช้งาน"

Boris Aladyshkin