Виды и работа контактных датчиков

Контакты — превращают входные воздействия в замыкания, размыкания или переключения электродов. Например, датчики с управлением от объекта конечные выключатели (подвижные части станка, двери автомобиля, холодильника), контактные термометры, проводники охранной сигнализации.

Датчики с управлением от щупа в виде пружины, ролика, толкателя или рычага является дистанционным.

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b912

Рисунок 1.1 — Пример использования контактного датчика в телефонном аппарате(ТА).

Телефонные аппараты (ТА) предназначены для использования в автоматических телефонных станциях (АТС) с напряжением питания стационарной батареи В с внутренним сопротивлением 500 ± 50 Ом или В., 400 ± 40 Ом. Сопротивление абонентской линии не должен превышать 1000 Ом.
Когда телефонный аппарат свободен, то есть трубка положена на рычаг, контакты S1 и S2 разомкнуты. Разговорная схема и номеронабиратель отключены. Сопротивление ТА постоянному току большой. Звонок ТА готов для принятия сигнала вызова переменного тока напряжением 90 В. током 2-3 мА, частотой 16-60 Гц ..
Когда ТА активирован, то есть занят (трубка поднята), контакты S1 и S2 подключают разговорную схему и номеронабиратель к линии. Сопротивление постоянному току падает и АТС реагирует на протекание тока 13-30 мА подключением оборудования для обслуживания. Ответ станции непрерывным сигналом частотой 425 Гц свидетельствует о ее готовности к коммуникации. Ответ станции коротким прерывным сигналом частотой 425 Гц (0,4 / 0,4 с — пауза / посылка) свидетельствует о ее занятость или неспособность к обеспечению соединения. Ответ станции длинным прерывным сигналом — 425 Гц (0,8 / 3,2 с — пауза / посылка) свидетельствует, что соединение обеспечено и сигнал вызова проходит. Ответ станции коротким прерывным сигналом — 1400 Гц (15,0 / 0,5 с — пауза / посылка) свидетельствует, что осуществляется автоматическая запись разговора.
Контакты номеронабирателя размыкаются и смыкаются с постоянной частотой 10 ± 1 Гц и отношением продолжительности размыкания / замыкания 1,4 / 1,8. При размыкании возникает кратковременное отключение линии в количестве импульсов, соответствующей набранному номеру.

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b913

Рисунок 1.2 — контактный номеронабиратель.

Номеронабиратель дисковый имеет заводной диск с десятью отверстиями. Например, когда мы заводим диск на отверстие номер 4, закручивается пружина номеронабирателя на 4 сектора. Как только диск начинает заводиться один из контактов Ss замыкается и шунтирует разговорную схему. При этом щелчки в телефоне не прослушиваются. После отпуска диска механизм возвращается в противоположную сторону захватывая систему шестерен и кулачков, которые 4 раза замыкают и размыкают импульсные контакты Si. В линию ссылается 4 импульсы.


Конденсатор С и резистор R в цепях контактов выполняют функции тушения искры и устранение не истинных срабатываний принимая на себя часть резкому росту тока заряда / разряда при размыкании / замыкании.

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b914

Рисунок 1.3 — Клавишный номеронабиратель.

Клавишные контактные датчики вытравлены в виде гребенки на толстой печатной плате, которая обеспечивает прочность клавиатуры. В гибкую резиновую накладку над электродами вставляется ведущая вставка. Каждой паре электродов соответствует своя ведущая вставка. Вся конструкция закрывается крышкой, через отверстия которой проходят выступления клавиши резиновой накладки. Когда клавиша нажимается, резина сжимается и ведущая вставка прижимается к электродам обеспечивая этим контакт.
Сигналы лент и столбцов кодируются специальной схемой в соответствующее количество импульсов или набор частот тонального набора.
Когда клавишу отпускают, резина принимает первоначальную форму и отводит ведущую вставку от электродов. В старых и недорогих ТА вставки изготовляли из графита, который через некоторое время осыпался и загрязнял межэлектродное пространство. Позже используют специальный ведущий полимер.

Основным недостатком электроконтактных датчиков является износ (эрозия) контактов и образования оксидных пленок, которые плохо проводят электрический ток, что приводит к потере стабильности и точности системы автоматического управления.

Геркон (герметизированный контакт) представляет собой два плоских электрода — пружины, изготовленные из пермаллоя, то есть железо никелевого сплава с большой магнитной проницательностью и малой окончательной намагниченностью. Электроды в месте контакта покрыты золотом и размещены в стеклянном баллоне с вакуумом или инертным газом (азотом, аргоном, водородом). Диаметр баллона 3-5 мм., Длина 30-50 мм.
%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b915

Рисунок 1.4 — Геркон: а) на замыкание; б) на переключение; в) поляризованное реле.
1 — постоянный магнит. Обмотки электромагнита: 2 — для замыкания
3 — для размыкания контакта.

Управления (замыкание, размыкание или содержание) герметичным контактом осуществляется постоянным магнитом или катушкой электромагнита, размещаемых снаружи баллона. Основное преимущество герконов в надежности работы.

Реле (от французского relayer, то есть заменитель) — это элемент, в котором при достижении входной величиной определенного значения происходит скачкообразное изменение состояния выходной цепи, часто изолированное от входного.

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b916

Рисунок 1.5 — Электромагнитное реле постоянного тока. Схема общая принципиальная.
1- катушка. 2 — сердцевина электромагнита. 3 — корпус, магнитопровод. 4 — якорь. 5 — рычаг. 6 — толкатель. 7 -контакт.
U, I — постоянные напряжение и ток на входе реле.
iвых — ток на выходе реле может быть постоянным и переменным.

Электромагнитного реле постоянного тока. Электрическое напряжение U на входе вызывает магнитное действие тока I в сердцевине 2 катушки 1. Магнитный поток замыкается по магнитопроводе 3 и притягивает нормально оттянутый пружиной якорь 4. При этом через рычаг 5 и толкатель 6 поднимается верхний электрод контакта 7. Ток выхода iвых прекращается.


В якорь 4 запрессован выступающий латунный штифт, который не позволяет якорю вплотную прилегать к сердечнику и тем самым предотвращает «слипанию» после выключения тока.

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b917

Рисунок 1.6 — Характеристика реле.

При увеличении входного воздействия от 0 до значения Iс исходный размер скачком меняется от условного значения 1 до значения 0, т.е. происходит срабатывание реле. При уменьшении входного сигнала в момент Iв происходит отпускания реле, выходной сигнал при этом уменьшается скачком и вновь становится равным 1. Величины Iс и Iв не равны.
Неравенство срабатывания и отпускания реле обусловлено затратами энергии.

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b918

Рисунок 1.7 — Реле переменного тока.

Реле переменного тока с короткозамкнутым витком или реле с «раздвоенным» полюсом. На расцепленную часть сердечника 1 надет короткозамкнутый виток 4 (или несколько витков медной проволоки). Часть магнитного потока ФЗ проходит через экранированную половину конца сердечника и отстает по фазе относительно потока Ф1 на угол 60 — 80º. Суммарное электромеханическое усилия при подаче на обмотку напряжения, удерживает, никогда не равна нулю, так как оба потока Ф1 и ФЗ проходят через ноль в разные моменты времени, когда один проходит через нуль, другой имеет значения, что удерживает якорь.

 

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b919

Рисунок 1.8 — Реле типа РЭС-9(1), РЭС-10(2), РЭС-15(3), РЭС-22(4) вид общий

Шаговые искатели использовались в АТС для подключения абонента соответствующего номера за входными импульсами тока номеронабирателя.

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b920

Рисунок 1.9 — шаговый искатель обратного действия.

При поступлении входящего управляющего сигнала на обмотку электромагнита 2 якорь 1 притягивается, преодолевая действие возвратной пружины 9, и собачка 7 скользит по зубцах храпового колеса 5, не входя с ним в зацепление. При этом в пружине 9 запасается энергия. Перемещение контактной щетки 4 по неподвижных контактах 3 осуществляется за счет возвратной пружины 9, которая обладает достаточной упругость для создания усилия, что необходимо для передвижения щетки. При снятии управляющего сигнала пружина 9, перемещая собачку 7, возвращает благодаря упору 8 храповое колесо 5 на один зубец и щетка 4 переходит на следующий неподвижный контакт 3, переключая следующий цепь. В момент протаскивания якоря храповое колесо 5 и контактное щетка 4 содержатся стопорной собачкой 6.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

CAPTCHA image
*