Два геркона одинакового размера могут заметно различаться по контактной форме, чувствительности, допустимой нагрузке и условиям монтажа. Поэтому выбирать компонент только по внешнему виду, числу выводов или общему названию нельзя: рабочий режим определяет совокупность параметров конкретной серии и исполнения.
На странице разобрано, как читать контактные формы Form A, Form B и Form C, чем отдельный геркон отличается от корпусного герконового датчика и какие характеристики следует искать в даташите. Электрические рейтинги рассматриваются отдельно от магнитной чувствительности, времени переключения, ресурса и механических ограничений.
Максимальное напряжение, ток и мощность не являются взаимозаменяемыми значениями. Одновременно должны соблюдаться все ограничения, включая тип нагрузки, температуру, способ монтажа и условия, при которых производитель измерял характеристики.
Как читать контактную форму
Контактная форма показывает, какая электрическая цепь существует без рабочего магнитного воздействия и как она изменяется при срабатывании. В международной технической документации часто применяются обозначения Form A, Form B и Form C, а рядом могут указываться схемы SPST или SPDT.
| Форма | Тип цепи | Исходное состояние | Результат срабатывания |
|---|---|---|---|
| Form A | SPST-NO | Разомкнуто | Контакт замыкается |
| Form B | SPST-NC | Замкнуто | Контакт размыкается |
| Form C | SPDT | Общий соединён с НЗ | Общий переключается на НО |
Для Form A и Form B обычно используются два рабочих вывода. У Form C есть общий вывод и две переключаемые ветви. Обозначения NO, NC и COM описывают электрическую функцию, но не задают допустимый ток, чувствительность или расположение выводов.
Нормально замкнутое исполнение может использовать внутреннее постоянное подмагничивание. Его реакция на полярность и направление внешнего поля зависит от конструкции. Схему выводов и условия срабатывания нужно брать из даташита: буквенные суффиксы и номера контактов разных производителей не являются универсальными.
Конструктивные исполнения
По конструкции нужно различать отдельный геркон, герконовый датчик и герконовое реле. Эти изделия могут использовать сходный контакт внутри, но имеют разные внешние параметры и назначение.
- Выводной геркон в стеклянной колбе предназначен для монтажа выводами в отверстия платы или навесного монтажа. Колба и стеклометаллические спаи остаются механически уязвимыми.
- Исполнение для поверхностного монтажа может представлять собой сформованный выводной геркон либо элемент в защитном корпусе. Допустимый профиль пайки определяет производитель.
- Корпусный герконовый датчик содержит геркон в пластиковом, металлическом или залитом корпусе. Он может поставляться с кабелем, разъёмом и согласованным магнитом.
- Герконовое реле дополнительно содержит управляющую катушку, а иногда экран и несколько контактов. Напряжение и сопротивление катушки относятся к реле, а не к голому геркону.
Размер колбы сам по себе не определяет мощность или чувствительность. В одной размерной группе могут выпускаться варианты с разной контактной формой, диапазоном Pull-In, покрытием контактов и электрическими рейтингами. Для корпусного датчика отдельно проверяют материал корпуса, способ крепления, длину кабеля, схему выводов и наличие заявленной степени защиты.
Электрические параметры
Электрические параметры задают границы, в которых контакты могут проводить и переключать цепь. Эти значения нельзя рассматривать по отдельности или заменять одно другим.
| Параметр | Что означает | Что нельзя предполагать |
|---|---|---|
| Напряжение коммутации | Наибольшее напряжение, которое разрешено переключать | Что оно равно напряжению пробоя |
| Ток коммутации | Допустимый ток в момент замыкания или размыкания | Что такой же ток допустим для любой нагрузки |
| Ток переноса | Ток через уже замкнутый контакт | Что им разрешено включать нагрузку |
| Коммутируемая мощность | Предельное сочетание напряжения и тока | Что можно одновременно использовать максимальные V и I |
| Напряжение пробоя | Проверка изоляции разомкнутого контакта | Что при этом напряжении разрешена коммутация |
| Сопротивление контакта | Сопротивление замкнутой цепи при заданном методе измерения | Что оно не меняется в течение ресурса |
| Сопротивление изоляции | Сопротивление между разомкнутыми цепями | Что оно заменяет требования к рабочему напряжению |
| Ёмкость контакта | Паразитная ёмкость разомкнутого узла | Что она не влияет на высокочастотный сигнал |
Для допустимого режима одновременно проверяют напряжение, ток и мощность: произведение рабочего напряжения и тока не должно превышать рейтинг мощности, но соблюдение этого условия не разрешает превышать отдельный предел по напряжению или току. Например, малый ток при высоком напряжении всё равно должен укладываться в предел напряжения коммутации.
Рейтинги постоянного и переменного тока могут различаться. Для переменного напряжения учитывают способ задания действующего и пикового значения, а для индуктивной, ёмкостной или ламповой нагрузки – переходные процессы. Если в даташите приведены только условия для резистивной нагрузки, переносить их на другую нагрузку без проверки нельзя.
Магнитные параметры
Магнитная чувствительность отдельного геркона обычно задаётся уровнем срабатывания Pull-In и уровнем отпускания Drop-Out. Для измерения геркон помещают в определённую испытательную катушку и изменяют ток через её витки. Результат выражают в ампер-витках, AT.
- Pull-In – магнитное воздействие, при котором контакт впервые переходит в рабочее состояние.
- Drop-Out – уровень при ослаблении поля, при котором контакт возвращается в исходное состояние.
- Дифференциал – разница или отношение между уровнями срабатывания и отпускания по методу производителя.
- Диапазон чувствительности – допуск, в который должен попадать конкретный экземпляр.
Меньшее значение Pull-In обычно соответствует более чувствительному контакту, однако AT нельзя напрямую переводить в миллиметры без сведений о магните и геометрии системы. На результат влияют размеры и материал магнита, направление намагничивания, траектория движения, положение контактного зазора и находящиеся рядом ферромагнитные детали.
Для готового корпусного датчика производитель может указывать расстояния срабатывания и отпускания с конкретным ответным магнитом. Такие расстояния относятся ко всей согласованной паре и заданному направлению движения. Они не заменяют параметры чувствительности установленного внутри геркона и не переносятся на другой магнит.
Время переключения и дребезг
В даташите могут быть указаны время срабатывания, время отпускания и продолжительность дребезга. Определения и схема измерения различаются, поэтому важно проверить примечания к таблице, а не только числовое значение.
Время срабатывания отсчитывают от заданного момента приложения магнитного воздействия до установленного электрического состояния. В некоторых спецификациях в него уже включён дребезг, в других дребезг указан отдельно. Время отпускания описывает возврат после снятия воздействия; на измерение может влиять защитный диод управляющей катушки испытательного реле.
Дребезг представляет собой несколько быстрых переходов при механическом соударении язычков. Для медленного контроля двери он обычно решается фильтрацией, но в счётчике импульсов может создать лишние события. Нельзя определять допустимую частоту только как величину, обратную времени срабатывания: нужно учитывать отпускание, дребезг, форму магнитного импульса и электрический ресурс.
Пометка typical означает типичное, а не гарантированное значение. Для расчёта предельного режима используют максимальные или минимальные параметры, которые производитель прямо гарантирует для выбранного исполнения.
Ресурс и характер нагрузки
Ресурс геркона зависит от того, что именно и в каком режиме переключают контакты. Механическая долговечность характеризует движение контактной системы при облегчённой либо контрольной нагрузке. Электрическая долговечность относится к заданным напряжению, току, типу нагрузки и частоте переключения.
Резистивная нагрузка не создаёт таких переходных процессов, как катушка или конденсатор, поэтому результаты испытания на ней нельзя автоматически переносить на реальную схему. Основные случаи, сокращающие ресурс:
- ёмкостная нагрузка или длинный кабель создают бросок тока при замыкании;
- индуктивная нагрузка создаёт выброс напряжения при размыкании;
- лампа накаливания имеет повышенный пусковой ток холодной нити;
- коммутация постоянного тока поддерживает дугу иначе, чем переменный ток;
- превышение мощности нагревает и повреждает рабочую зону контакта.
Производитель может приводить ресурс только для нескольких контрольных режимов. Если рабочая нагрузка отличается, требуется испытание узла или согласование с производителем. Указание большого числа циклов без условий нагрузки не позволяет оценить срок службы в конкретной схеме.
Механические и климатические параметры
К механическим и климатическим параметрам относятся размеры колбы, диаметр и материал выводов, рабочая и складская температура, допустимый удар, вибрация, способ формирования выводов и режим пайки. Эти характеристики влияют не только на сохранность корпуса, но и на магнитную чувствительность: напряжение в выводах способно изменить положение контактного зазора.
При проектировании проверяют:
- максимальные размеры колбы и полную длину детали;
- рекомендуемое место изгиба и минимальное расстояние от стеклометаллического спая;
- допустимую температуру и продолжительность пайки;
- рабочий и складской температурные диапазоны;
- стойкость к удару и вибрации по указанному методу испытания;
- материал и покрытие выводов, если важны пайка или сварка;
- требования к очистке и герметизации готового узла.
Температурный диапазон контакта нельзя автоматически считать диапазоном всего датчика: кабель, разъём, заливка и корпус могут иметь более узкие ограничения. Аналогично герметичная стеклянная колба не означает, что готовый узел имеет степень защиты IP. Степень защиты должна быть прямо заявлена для корпусного изделия.
Значения удара и вибрации зависят от формы импульса, длительности и частотного диапазона испытания. Сравнивать только количество g без этих условий некорректно. Если производитель запрещает формировать выводы без фиксации, изгиб или обрезка рядом со стеклом могут повредить спай даже без видимой трещины.