在电子产品开发过程中,会使用到不同的开关,开关有模拟开关、霍尔开关、机械开关等,这些不起眼的开关在电路中担任着重要的作用。在本文中,单片机开发工程师介绍一种叫磁簧开关的机械开关。
一、什么是磁簧开关?
簧片开关诞生于1936年。它是WB Ellwood在贝尔电话实验室(Bell Telephone Laboratories)的发明,并于1941年获得了专利。该开关看起来像一个小玻璃胶囊,两端都带有电线。
二、磁簧开关如何工作?
磁簧开关的切换机构由两个铁磁叶片组成,仅相隔几微米。当磁体接近这些叶片时,两个叶片相互拉动。接触后,叶片会闭合常开(NO)触点,以使电流流动。一些簧片开关还包含非铁磁触点,该触点形成常闭(NC)输出。接近磁铁时,会断开触点并从开关触点上拉开。
该触点由多种金属构成,包括钨和铑。有些品种甚至使用汞,若使用汞则需要保持正确的方向开可以达到开关功能。磁簧开关里面充满惰性气体(通常为氮气),使用玻璃外壳将触点密封。由于密封隔离了触点,从而防止了腐蚀以及触点运动可能引起的任何火花。
三、磁簧开关的优点
霍尔效应传感器是固态装置,其可以检测磁场,并且它是一个替代簧片开关。霍尔效应当然适用于某些应用,但是簧片开关具有优于固态开关的电气隔离,并且由于闭合触点而面临的电阻较小。此外,磁簧开关可以在各种电压,负载和频率下工作,因为该开关仅用作已连接或已断开的电线。或者,您将需要支持电路以使霍尔传感器能够完成其工作。
簧片开关具有机械开关的极高的可靠性,并且可进行数十亿次循环开启而不发生故障。此外,由于其密封结构,它们可以在易燃易爆环境中运行。在这种环境中,任何火花可能会带来灾难性的后果。磁簧开关虽然是一种较旧的技术,但还远远没有过时。
四、磁簧开关的应用
磁簧开关应用最多的地方之一是防盗警报器,比如带磁铁的门窗报警器,在窗口打开的情况下(或有人剪断电线),将发出警报。
簧片开关不需要永磁体来驱动它们,所以使用电磁继电器也可以打开它们。自从贝尔实验室最初开发磁簧开关后,电话行业曾使用磁簧开关来实现控制和存储功能,直到1990年代一切数字化了,这种继电器才不再应用于通信系统,但在当今许多其他应用中仍然很常见。
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