Коротка історія створення герконів
Комутаційні пристрої або просто контакти дуже широко застосовуються в різній електричної і радіотехнічної апаратури. З метою поліпшення експлуатаційних властивостей, перш за все терміну служби і надійності з'єднання і були розроблені магнітокеровані герметизовані контакти отримали назву геркони.
Влаштований такий контакт наступним чином. До сердечника 3 з магнітомягкого матеріалу через ізолюючі прокладки 5 прикріплені контакти 1 і 2, виконані також з магнітомягкого матеріалу. При пропущенні струму через котушку 4 в осерді 3 виникає магнітне поле і намагнічує контакти 1 і 2, які замикаються. Розмикання контактів відбувається при припиненні струму через котушку.
Магнітоуправляємий контакт професора В. Коваленкова
Малюнок 1. магнітокерованих контакт професора В. Коваленкова
По суті це був найперший магнітоуправляємий контакт, тільки без герметизирующей оболонки. У герметизирующую оболонку подібний контакт був вперше поміщений американським інженером W.B. Ellwood лише в 1936 році. У сімдесятих роках минулого століття геркони досягли свого максимального розвитку, і знайшли широке застосування в різних пристроях електронної техніки.
В даний час геркони використовуються менш інтенсивно, оскільки їх «витіснили» датчики Холла. Але в деяких випадках геркони залишилися поза конкуренцією, що обумовлено простотою застосування, гальванічною розв'язкою від джерела живлення, властивостями «сухого контакту», тому геркони досі застосовуються в різних схемах і пристроях.
У тих випадках, коли потрібна висока надійність і довговічність коммутирующего елемента геркони просто незамінні. Як складова частина геркони входять в конструкції різних датчиків, електромагнітних реле, особливо слабкострумових, а також позиційних перемикачів і деяких інших пристроїв.
Так само, як і звичайні контакти, геркони можуть бути замикають (1 нормально - розімкнутий контакт), переключають (1 перемикаючий контакт) і працюють на розмикання (1 нормально - замкнутий контакт). Цей поділ за функціональними ознаками.
За зовнішніми ознаками конструктивно - технологічним геркони діляться на дві великі групи: з сухими контактами і з контактами ртутними. Перша різновид так і називається сухими герконами, а друга ртутними герконами. Власне, в роботі сухих герконів, в порівнянні зі звичайними контактами, нічого особливого немає.
У ртутних герконах всередині герметичного скляного корпусу крім контактів знаходиться ще крапелька ртуті. Призначення цієї ртутної крапельки - змочування контактів під час спрацьовування для поліпшення якості контакту за рахунок зменшення перехідного опору, а крім того для позбавлення від брязкоту контактів.
Дребезгом називається вібрація контактів при замиканні і розмиканні, що при одноразовому спрацьовуванні призводить до багаторазового комутації сигналу, що передається, а крім того до значного збільшення часу спрацьовування.
Уявіть собі, що такий брязкіт буде присутній в підсилювачі звукових частот під час пошуку сигналу! У разі, коли такий деренчить контакт працює спільно з цифровими мікросхемами, доводиться вживати заходів з придушення брязкоту у вигляді RC - ланцюжків або RS - тригерів.
Різні контакти, в тому числі і герконові, застосовуються і в сучасних мікроконтролерних схемах, але в них брязкіт контактів пригнічується програмним способом. Це також знижує швидкодію системи в цілому.
Найбільшого поширення набув геркон з контактною групою, яка працює на замикання або, як показано на малюнку «розімкнутий». Кожен контакт - сердечник виконаний з феромагнітної пружною дроту, яка розплющена до прямокутної форми. Для виготовлення сердечників застосовується пермаллоєвого дріт діаметром 0,5 - 1,3 мм в залежності від потужності геркона і, відповідно, його габаритів.
Які безпосередньо контактують поверхні покриті благородним металом, золотом, паладієм, родием, сріблом і сплавами на їх основі. Таке покриття не тільки зменшує перехідний опір, але і сприяє підвищенню корозійної стійкості контактної поверхні.
Внутрішньо простір балона заповнений інертним газом (воднем, аргоном, азотом або їх сумішшю) або просто Вакуумована, також сприяє зменшенню корозії контактів і підвищення їх надійності. При виготовленні сердечники розташовують таким чином, щоб між ними залишався зазор, до речі, певного розміру.
Принцип роботи геркона
Для того, щоб викликати спрацьовування контактної групи, необхідно навколо геркона створити магнітне поле достатньої напруженості. При цьому абсолютно не важливо, як це поле буде створено, або просто постійним магнітом, або електромагнітом. Силові лінії зовнішнього магнітного поля намагничивают внутрішні контакти - сердечники геркона, в результаті чого вони долають сили пружності, притягуються і замикають електричний ланцюг.
В такому стані контакти будуть перебувати до тих пір, поки навколо них є магнітне поле достатньої напруженості: досить вимкнути електромагніт або прибрати подалі звичайний постійний магніт, як контакти відразу розімкнуться. Наступне спрацьовування контактів станеться, коли магнітне поле з'явиться знову. З усього сказаного можна зробити висновок, що контакти виконують відразу три функції: пружних елементів (пружин), муздрамтеатру, і власне проводять контактів.
Дещо по-іншому діє геркон, що працює на розмикання. Його магнітна система влаштована так, що при впливі магнітного поля контакти - сердечники намагнічуються однойменно, тому відштовхуються одна від одної, розмикаючи електричний ланцюг.
У переключающего геркона один з трьох контактів, як правило, нормально - замкнутий виконується з металу немагнитного, а обидва нормально - розімкнутих контакту з феромагнітного, як було сказано трохи вище. Тому при впливі на геркон магнітного поля нормально розімкнуті контакти просто замикаються, а немагнітний нормально - замкнутий, залишаючись на своєму первісному місці, розмикається.
Примітка. Нормально - розімкнутий контакт, це який розімкнути при відсутності керуючого впливу, в даному випадку магнітного поля. Відповідно нормально - замкнутий контакт замкнутий при відсутності магнітного поля.
Звичайно, магнітне поле присутній завжди, наприклад магнітне поле Землі. І не можна, начебто, сказати про відсутність магнітного поля зовсім. Але магнітне поле Землі для спрацьовування геркона недостатньо, тому їм можна знехтувати і сказати про відсутність магнітного поля, в даному випадку зовнішнього.