Геркон это: Что такое геркон и для чего он нужен?

Принцип работы геркона

Датчики

Геркон (сокр. герметизированный контакт) – электромагнитное устройство, управляемое магнитным полем.

Содержание

• Конструкция геркона
• Принцип работы
• Где используют герконы?
• Основные параметры и характеристики

Свою широкую распространённость герметизированный контакт приобрел благодаря своим защитным свойствам от вредной окружающей среды. Благодаря тому, что контакт герметизирован, его используют во взрывоопасных средах, там, где обычные контакты применять нельзя из-за возникающей искры.  

Конструкция геркона

Конструктивно геркон состоит из двух ферромагнитных проводников, заключенных в герметичную стеклянную колбу.

Внутри стеклянной колбы (капсулы) может находиться инертный газ (например, азот). Благодаря азоту повышается предел максимально коммутируемого напряжения, появляется возможность использовать его в электрических цепях 220 В .

Вместо инертного газа капсула может быть вакуумизирована. Это позволяет геркону работать при напряжении в тысячи вольт.

Проводящие контакты изготовлены из ферромагнетиков и могут иметь напыление из стойкого к эрозии металла: иридия, рутения или родия. Это напыление позволяет многократно увеличить количество срабатываний (до 5 миллиардов раз).

Существуют герконы со “смачиваемыми ” ртутью контактами. Ртуть обеспечивает надежность срабатывания контактов и уменьшает их дребезг. Но такие герконы требуют установки в правильном положении, так как в противном случае, капли ртути могут соединить контакты даже при отсутствии воздействия магнитного поля.

По типу срабатывания различают замыкающие, размыкающие и переключающие герконы.

Принцип работы

Принцип работы геркона прост, но есть свои нюансы. При воздействии магнитного поля (например, от постоянного магнита), контакты геркона поляризуются и срабатывают (замыкаются, размыкаются или переключаются).

Надежность включения зависит от ориентации магнита, каким полюсом он будет повернут, и как он будет приближаться к геркону.

Где используют герконы?

Герконы используются повсюду, например, в вашем ноутбуке. Когда вы опускаете крышку, при касании о корпус, срабатывает геркон и ноутбук переходит в спящий режим.

Во второй половине 20-го столетия широкое применение получили герконовые реле. Они использовались там, где не требовались большие рабочие токи, обеспечивая при этом высокую производительность и долговечность. Чаще они использовались в телефонной связи, в системах подсчета, а также в лифтовой промышленности.

Герконы также используют как бесконтактные датчики в системах сигнализации на окнах и дверях, как датчики положения, концевые выключатели и т.д.

Как датчики положения герконы в настоящий момент используются редко, по тому что на смену пришли датчики Холла.

Основные параметры и характеристики

Коммутируемая мощность, Вт – максимально коммутируемая мощность, не вызывающая повреждение геркона.

Диапазон коммутируемых токов, А – значения постоянного или действительные значения переменного токов, в пределах которых, может работать геркон.

Магнитодвижущая сила (МДС) срабатывания, А – величина характеристики магнитного поля, при которой происходит срабатывание геркона. Единицы измерения в системе СИ – Ампер-витки.

Магнитодвижущая сила (МДС) отпускания, А – МДС при которой происходит отпускание контактов геркона.

Время срабатывания, мс – время которое проходит от момента приложения магнитного поля до замыкания контактов.

Контактное сопротивление, Ом – сопротивление геркона в замкнутом состоянии.

Резонансная частота, Гц – частота колебаний геркона, при которой начинается вибрация контактов, что приводит к снижению напряжения пробоя.

Просмотров:

Как работает геркон – проверка и применение своими руками, принцип действия основных типов герконовых датчиков (переключающий, нормально открытый, разомкнутый и замкнутый контакт)

Приобретались эти датчики по наводке из комментариев к одному из моих прошлых обзоров.
По большому счёту обозревать тут нечего, поскольку принцип их действия простой, но одному моему товарищу стало интересно, что это вообще такое и как оно работает — об этом и решил написать этот небольшой наглядный обзор.

Принцип работы

Геркон (герметизированный контакт) представляет собой стеклянную колбочку, внутри которой находятся две упругие контактные ферромагнитные пластины, которые при погружении в магнитное поле смыкаются и образуется контакт, по которому затем течёт ток.

Колбочка при этом обычно заполнена инертным газом или в ней содержится вакуум. Пример работы схематично отображён на анимации ниже, где подносится обычный магнит.

Почему пластины собственно смыкаются и размыкаются от наличия магнитного поля. Как уже было выше сказано, пластины сами по себе — ферромагнитные, т.е. они активно притягивают к себе магнит и в тоже время сами активно притягиваются магнитом. Аналогичные свойства есть у обычного железа. Магнит имеет две полярности — северную и южную, причём магнитные линии всегда идут от северного полюса к южному. При поднесении магнита к геркону, магнитные линии также будут проходить через эти упругие пластины. В данном случае на рисунке, северный полюс магнита расположен слева, южный — справа. Соответственно край верхней пластины становится южной полярности, а край нижней пластины — северной полярности — в итоге пластины замыкаются. При отдалении магнита — пластины за счёт своей упругости размыкаются. Если магнит по отношению к этим пластинам расположить неправильно, то магнитные линии будут проходить через них неравномерно, и контакты не смогут сомкнуться.

В продаже можно найти три основных типа герконовых датчиков:
1) Нормально открытые (обозреваемые), которые в обычном состоянии разомкнуты, а при погружении в магнитное поле — цепь замыкается.
2) Нормально закрытые, — уже обратный принцип: в обычном состоянии контакты замкнуты, но при погружении в магнитное поле контакты размыкаются.
3) Герконы-переключатели, — в отличии от двух первых, имеют уже 3 вывода и 3 пластины внутри соответственно.

В спокойном состоянии замкнута одна пара контактов, при погружении в магнитное поле — уже другая пара.

Герконы также бывают рассчитанными на коммутацию большого тока или ртутными, где места соприкосновения пластин смочены каплей ртути для подавления дребезга контактов. Основное применение герконов — системы безопасности и автоматики, как наиболее простой пример — автоматический запуск какого-либо действия при открывании двери или окна, например посыл сигнала тревоги. На основе герконов делают герконовые реле — в высоковольтных установках такие используются для защиты от перегрузок по току, в этом случае геркон помещается в катушку.

Внешний вид. Размеры
Взял нормально открытые (разомкнутые) в количестве 10 штук.
Стеклянная капсула со слегка зеленоватым оттенком.

Размеры соответствуют 2×14мм

Собрал на макетке простую цепь со светодиодом, в разрыв которой поместил геркон, дабы проверить его работу, поднеся к нему плоский неодимовый магнит, и поскольку магнитные поля имеют разные полюса, то контакты в герконе стабильно замыкаются только если направить магнит на него торцом и поперёк.

В других положениях магнита, контакты в герконе не будут замкнуты:

Пример с магнитами из мотора: повернув одной стороной — контакты замыкаются, другой стороной — никакой реакции. Поэтому этот момент стоит учитывать.

Как происходит изменение состояния пластин — в увеличенном виде под цифровым микроскопом

Вдобавок ко всему неплохо было бы показать простейший наглядный тест работы этого датчика с выполнением какого-нибудь действия при открывании-закрывании двери комнаты, например включении настольной лампы посредством модуля реле.

Сначала надо упаковать сам геркон.

Надевается кусочек термоусадки, обжимается горячим воздухом

Необходимо загнуть один вывод. Но тут меня поджидал первый блин комом — отогнув вывод практически у самого основания колбочки — стекло раскололось и геркон пришёл в негодность:

Чтобы этого не произошло, надо вывод, отступив от основания капсулы на 1-2мм, зажать пинцетом и только потом уже загибать его:

Второй вывод чуть укоротил, вместе с термоусадкой

Припаиваю провод к обоим выводам провод

Теперь всё это дело надо как-то закрепить. Поэтому мелкими ломтиками нашинковал стержень от клеевого пистолета:

Надел на геркон сверху ещё термоусадки, у основания немного набил внутрь обрезков термоклея:

Обдул горячим воздухом

Излишки клея убрал

Дело осталось за малым. Прикрепить магнит на дверь, а геркон на стену, напротив магнита. Для показательного теста здесь сгодился и обыкновенный скотч, благо и обратно можно быстро всё снять.

Магнит и геркон расположены поперёк друг другу

Электронно-программная часть проста: плата Pro Mini настроена на внешнее прерывание, где вывод прерывания через этот самый геркон соединён с питанием платы и пока дверь закрыта и возле геркона есть магнит, цепь замкнута, контроллер спит, а реле, управляющие светильником — выключено. Как только дверь открывается, а магнит отводится в сторону, геркон размыкается, возникает внешнее прерывание, которое подаёт импульс на реле и светильник включается.

Применений в самоделках может найтись много, особенно с простыми и дешёвыми контроллерами Attiny13 или, если проект совсем простой — с транзисторами. Ввиду своего мелкого размера, геркон можно хитро спрятать от посторонних глаз. Я буду использовать их в новой версии энергоэффективной GSM-сигнализации, правда для её полноценной сборки необходимо дождаться ещё нескольких компонентов. Из минусов отмечу хрупкость капсулы и уязвимость перед другими магнитными полями. Касаемо надёжности пишут, что у них довольно большой цикл замыкания-размыкания за счёт герметичности внутри капсулы. В общем, посмотрим.

Рабочие характеристики геркона

от RRE!

В следующих примерах показаны типичные рабочие характеристики геркона при срабатывании магнитом с разных осей. Как правило, когда геркон приводится в действие постоянным магнитом, область ВКЛ-ВЫКЛ различается в зависимости от типа и режима работы переключателя, а также размера и силы постоянного магнита. Область «ВКЛ» соответствует «Работа АТ», а область «ВКЛ» и область «Удержание» вместе соответствуют «Отпуску АТ» герконового переключателя. Эти характеристики будут меняться, если поблизости находится какой-либо другой ферромагнитный материал. Каждая характеристическая кривая будет увеличена в целом, если для срабатывания используется более сильный магнит или если значение Operate AT геркона низкое.

Магнит, перпендикулярный ширине геркона

Магнит, перпендикулярный оси геркона 1

На этом рисунке магнит показан перпендикулярно геркону, с одним полюсом к геркону, а другим от геркона. Как показано, когда магнит перемещается вверх и вниз прямо к середине геркона, рядом с перекрытием лезвий, никакого срабатывания не происходит. Если магнит перемещается вверх и вниз по направлению к одному из язычков, геркон срабатывает. Если тот же перпендикулярный магнит перемещается по длине геркона, геркон открывается, когда магнит находится в центре перекрывающихся лезвий.

Магнит, параллельный ширине геркона

Магнит, параллельный геркону

На этом рисунке магнит показан параллельно общей длине геркона. В этом положении, когда магнит и геркон параллельны и центрированы в продольном направлении, а магнит приближается к геркону, два полюса магнита индуцируют противоположные полярности на соответствующих герконах, и геркон замыкается. Если магнит сместить от центра влево или вправо, а затем приблизить к геркону, один из полюсов магнита окажется за пределами длины геркона. Это эквивалентно однополюсному срабатыванию.

Магнит, перпендикулярный толщине геркона

Магнит, перпендикулярный оси геркона 2

На этом рисунке магнит показан на оси, перпендикулярной геркону. При таком подходе можно также утверждать, что магнит перпендикулярен толщине лопастей язычка, с другой точки зрения. В этом положении, когда один из полюсов магнита приближается к геркону в центре его перекрытия, геркон срабатывает. Но если тот же магнит вдоль той же оси поднести только к одному лезвию, магнитное поле будет перпендикулярно язычковому лезвию и не будет иметь необходимого потока, чтобы побудить язычковое лезвие привести в действие геркон.

Магнит, вращающийся на 360° к геркону

Магнит, вращающийся возле геркона

На этом рисунке магнит показан вращающимся вдоль своей продольной оси рядом с герконом, что объясняет диапазоны срабатывания для приложений подсчета импульсов. Положение магнита всегда находится на фиксированном расстоянии от геркона, в точке, где, когда магнит параллелен, он не приводит в действие геркон, как показано на втором рисунке выше. Зафиксировав эту точку, магнит поворачивают вокруг своей оси и одиночные полюса магнита попеременно индуцируют лопасти геркона и включают и выключают геркон. Следует отметить, что если фиксированное расстояние магнита слишком близко к геркону, чередование включенного и выключенного состояний не будет достигнуто.

Герконовый переключатель LilyPad — DEV-13343

Этот продукт имеет ограничения на доставку, поэтому он может иметь ограниченные варианты доставки или не может быть отправлен в следующие страны:

• Описание
• Документы

Герконовый переключатель LilyPad представляет собой простой переходник для герконового переключателя, который упростит использование в схемах электронного текстиля точно так же, как в настоящее время вы можете использовать кнопку и переключатель LilyPad. Чтобы сделать его более долговечным для ношения, мы использовали другой тип геркона, который изолирован. Это означает, что тот же самый стеклянный переключатель заключен в черный пластиковый корпус, что значительно затрудняет его поломку, но работает точно так же.

Геркон — это простой механический переключатель, который активируется с помощью магнита. Когда устройство подвергается воздействию магнитного поля, два ферромагнитных материала (язычки) внутри переключателя сближаются, и переключатель замыкается. Когда магнитное поле удаляется, язычки расходятся, и переключатель размыкается. Это делает его отличным бесконтактным переключателем, который может выдерживать до 1 А и 0,25 А при переключении.

Примечание: Часть этой продажи возвращается доктору Лии Бючли для дальнейшего развития и обучения электронному текстилю.

---

Нужна нестандартная доска? Этот компонент можно найти в конструкторе досок SparkFun À La Carte. Вы можете заказать индивидуальный дизайн с этим компонентом, а также выбрать из сотен других датчиков, приводов и беспроводных устройств, которые будут доставлены вам всего за несколько недель.

Справка и ресурсы по продукту LilyPad Reed Switch

• Учебники
• Необходимые навыки

Руководство по подключению геркона

5 мая 2016 г.

Герконовые переключатели с магнитным приводом являются идеальным компонентом бесконтактных датчиков приближения. В этом руководстве представлен краткий обзор и пример подключения.

Избранное Любимый 11

Основной навык:

Сделай сам

Будь то сборка комплекта, взлом корпуса или создание собственных деталей; Навык «сделай сам» заключается в знании того, как использовать инструменты и методы, связанные с ними.

1 сделай сам

Уровень навыка: Нуб – Требуется базовая сборка. Возможно, вам придется предоставить свои собственные основные инструменты, такие как отвертка, молоток или ножницы. Электроинструменты или специальные детали не требуются. Инструкции будут включены и легко следовать. Может потребоваться шитье, но только с включенными выкройками.
Просмотреть все уровни навыков

---

Основной навык:

Электрическое прототипирование

Если для этого требуется питание, вам нужно знать, сколько, что делают все контакты и как его подключить. Возможно, вам придется обращаться к таблицам данных, схемам и знать все тонкости электроники.

1 Электрическое прототипирование

Уровень навыка: Нуб — Вам не нужно обращаться к таблице данных, но вам нужно знать основные требования к питанию.
Просмотреть все уровни навыков

---

• Комментарии 0
• Отзывы 1 1

5 из 5

На основании 1 оценок:

Сейчас просматриваются все отзывы покупателей.