Snímač rákos

Reed senzor - zařízení, které mění kontakt stát v závislosti na přítomnosti nebo nepřítomnosti magnetického pole.

příběh

Wikipedia uvádí, že senzor rákos vynalezl v roce 1936 Walter Ellwood, který pracoval v Bellových laboratořích. Tyto informace byly pečlivě zkontrolovány a bylo zjištěno, že je chybné. První z patentů podaných Ellwood - není to znázorněno na obrázku na Wikipedii - je datován 29.března 1938. Tam je chyba, která vzbuzuje důvěru, že na konferenci Holmskoy 2013 četl zprávu o relé rákosu, kde se odkazuje na tento patent v roce 1938.

Holmskaya konference - akce koná od roku 1953 v podobě diskuse o pokroku úspěchů v oblasti elektřiny. V roce 1968 byl jmenován málo známý fyzik Ragnar Holm, 50 let svého života ke studiu otázek týkajících se tématu. Od roku 1985 je oficiálně podporován IEEE asociace, zákonodárce ve většině oblastech techniky.

Takže v roce 2013, zdá se, diskutovali pokroky v jazýčkových relé (viz. viz níže), a autoři (Stephen den a Todd Christenson), pečlivě si všiml, že první «jazýčkový kontakt» objevila „před 70 lety.“ Jednoduché odčítání získat 43. ročník. Spíš 14. července 1942 - ode dne zveřejnění tohoto patentu číslo US2289830 A - spíše než hypotetická a není jasné, z něhož vznikl v roce 1936. Na základě dostupných údajů o straně, jsme na vědomí, že datum narození senzorů je přípustné, aby zvážila 1938 ročník patentové přihlášky. Kromě toho, že je dovoleno existenci deníků a záznamů, vysvětlovat, co se děje v Bell Labs, ale jejich skutečné umístění není co ukázat.

Obsah patentu

Znázorněno na Wikipedii, převzaté z US Patent 2264746 a autor nazývá elektromagnetický spínač. Publikace se konala 02.12.1942, po vydání výše uvedeného US2289830 A. Na obrázku je vidět, utěsněný transparentní skleněné baňky, který zabraňuje kontaminaci z senzorových kontaktů a jejich oxidaci. Pracovní považován za součást feromagnetického pásu, který spolupůsobí s vnějším polem (na obrázku - Poz. 3 a 6).

Dielektrická distanční je potřebná pro spolehlivé odlišení skupin kontaktů. Vodiče procházející mimo žárovky, zpravidla z mědi nebo mosazi. Po kontaktu s čidlem k magnetickému poli železných desek jsou přitahovány k sobě navzájem tím, že mění polohu kontaktů. Je ukázáno, že v nepřítomnosti vnějšího vlivu proudu vstupuje do terminálu 4, v přítomnosti - pátý. To vám umožní správně přepnout obvodu.

Ve skutečnosti, US patent 2264746, podané v relé. Nemůže přejít na elektrický obvod, z pochopitelných důvodů, ale slouží jako meziprodukt. Schopen ovládat jiné, mnohem výkonnější zařízení. Pokud jde o patent US2289830 A, podané dříve, pokud mluvíme o snímače. Není těžké uhodnout, že Ellwood napsal v papírovém kanceláři později přišel s novým zařízením, a poslal k přezkoumání následoval. Texty a zveřejněny pro sebe: Ellwood dále uvedl, pokud bude schválen první patent, není důvod odmítnout druhý. Která byla vzata v úvahu Komisí.

Ze snímku je patrné, že autor navrhl řadu nápadů, aby na kontaktní akci. Za prvé, silné magnetické pole vytvářené cívky navinuta baňky. Druhá verze - páteř se používá ve formě spirály, kladeným na baňky. Třetí obrázek ukazuje, že vnější pouzdro ve formě pojistkové vložky umožní výstavbu jakékoliv již existující solenoidu. Konečně, ve čtvrtém provedení slouží k pokrytí měděné kontakty k interakci pole indukčních proudů zlatý rozprašování.

Z toho je zřejmé, že autor již dlouho experimentoval s navrhovaným zařízením, nebo přemýšlet o nich. Na základě tohoto východiska, předpokládáme, že senzor Reed skutečně koncipována již v roce 1936. Nabízí autory a další možnosti, například platiny skvrny na kontaktním povrchu. Projdeme textu patentu:

  • Cílem této práce je vytvořit levné a trvanlivé přepínače nahradit stávající zařízení při současném zvýšení spolehlivosti.
  • Toto nové zařízení se zapne mnohem menší velikost než prekurzor, s minimem pohyblivých částí.
  • V nepřítomnosti vzduchu (helium, argon, atd) může provádět uvnitř kontakty z levného železa, bez obav ze vzniku rzi.

Princip fungování

Princip fungování senzoru rákosu pohledu abstraktně, například, zařízení je uveden v patentu. Při navíjení cívky kolem uzavřené nádobě a průchodu proudu přes drát, magnetického pole, jehož linie jsou směrovány podél osy snímače (uvnitř baňky). intenzita pole je zvýšena v feromagnetik, násobení do desítek tisíc časů. Orientace linek je stejný. V důsledku toho, na konci prvního kontaktu železa se vyskytuje jižní pól, druhá na sever. Budou přitahovány a budou se navzájem dokud není vnější pole.

Zbytková magnetizace není dost, aby systém uzavřen. Kontakty se rozptýlí do svých dřívějších pozic. Systémy s zlacení může působit v důsledku indukovaných proudů, ale síla magnetického pole Předpokládá se, že velký. Přijatelné zvané jazýčkové senzory na kovové kontakty citlivější.

Výhody a nevýhody, využití

I přes zdánlivou jednoduchost, jazýčkové senzory ovládání významné proudy k skromných rozměrů, kromě toho, je velmi trvanlivé a snese vysoké mechanické namáhání. K nevýhodám patří složitost a vysoké náklady na výrobu produktů. Na začátku století XXI se ukázalo, že další vývoj technologie je problematické vzhledem k pokrokům v lineárním limitu rozměry (5 mm na délku). Od roku 1940, je velikost snímače rákosu se snížil o 30 krát.

5 mm jsou příliš velké, aby výrobek používat v mobilních telefonech, endoskopy, ušní telefony a další mobilní zařízení. Jednotliví prodejci jsou přednosti třtiny senzorů zahrnují spotřebu žádná elektrická energie. V jistém smyslu je to pravda, je zařízení zcela pasivní.

milióny třtiny senzorů jsou vyráběny ročně automatizovaných testovacích systémů, motorů, geologického průzkumu zařízení, medicína, spotřebičů, talíře. Ty slouží k určení orientace zařízení v prostoru, nahrávání magnetická pole jsou schopny hrát roli kompasu.

Moderní jazýčkové senzory

Vývoj čipů vedla k vytvoření rákosu senzorů a rovinné mikropáskové technologii. Technologický proces pokračuje podle schématu:

  1. Pevný kontakt je uložen na křemíkovém substrátu.
  2. Pohyblivý kontakt má výřez pro snížení elastické vlastnosti, vyrobené z feromagnetického materiálu a fúzované ke kontaktu substrátu.
  3. Mezera je tak malý, že ovládání je zajištěno minimální intenzitu magnetického pole.

výrobní funkce

Je znázorněno na obrázku patří k struktury MEMS rovinných - mikro-elektro-mechanické systémy (Mikroelektromechanické System). K nevýhodám patří citlivost snímače k ​​tloušťce substrátu, změny parametrů mezi křemíkových desek, což nestabilní výsledek. Elastické vlastnosti desky je závislá na kostce jeho tloušťky, sebemenší chyba vede k podobným výsledkům. Nakonec se teplota namáhání materiálu během výroby vede k nerovnoměrnému změně rozměry, což způsobuje ohýbání desky směrem nahoru nebo dolů, dále zavedení náhodnosti ve výsledném Výsledek.

Proces rozpoznán HARM - produkující microcomponents s vysokou hustotou. Výsledkem je, že toto zařízení bude k dispozici ohromující spínací výkon - zatížení stovky miliwattů. Například produkt postrádá REDROCK sklon k lepení kontaktů. Spravuje aplikován na substrát oblasti jen 2,4 čtverečních prvku. mm ve výšce mm konstrukce 0,95. Problém je řešen použitím tloušťka plechu prvky litografické metody, se směr ohýbání paralelně k podkladu se liší. Tyto předpoklady umožňují dosažení vysoké výrobní opakovatelnost.

Výrobce tvrdí, že škoda překonat omezení uvedených výše. Zejména bude moci, aby se stal plný komponenty mobilního zařízení. Další výhodou této technologie je schopnost vyladit práh, který otevírá nový směr v používání jazýčkových senzorů. HARM vám umožní porovnat zařízení s vedoucí postavení na trhu Natural Born:

  1. Hallovy sondy.
  2. Anizotropní magnetoresistors.
  3. Planární spínače.
  4. Obří magnetoresistors.

SMT technologie nám umožňuje doufat, že bude použit přístroj. Rovinné dosahuje vysoké hustoty uspořádání mikroelementů, automatizovat proces montáže. A do určité době jazýčkové senzory nevejdou v technologii SMT s vysokým stupněm automatizace, ale v době druhé dekády XXI století existovaly výstavbě, vyhlazování nedostatek odstraňuje ono.

K dnešnímu dni, se ukázalo, že fotolitografie lze dosáhnout větší přesnosti při výrobě jazýčkových senzorů než jakékoli technologie. Výrobní proces krátce:

  1. Speciální polymer (například polymethylmethakrylát) přes masku je vystavena rentgenovým zářením nebo ultrafialovým světlem.
  2. Vnější expozice mění mříž molekulární polymeru, který umožňuje ozářených úsekům vhodný oplach s rozpouštědlem.
  3. Ferro-slitiny niklu (permalloy-80) v jedné rovině s výslednou stříkaného formě. polymerní zbytky jsou odstraněny.
  4. Požadovaný layerwise použita konstrukce.

Je důležité, proud škálování zařízení při miniaturizace pro získání požadovaných vlastností. Platí za nízkou kontaktní odpor při vysoké opakovatelnost parametrů z jednoho cyklu k dalšímu dopravníku. Je nutné vytvořit poměrně vysokou přitažlivou sílu v oblasti působení: miniaturizace je doprovázen poklesem v šoku přitažlivosti. Naštěstí, a to zejména HARM technologie může vyřešit problém v elegantním způsobem. Zvýšení kontaktní plochy je dosaženo zvýšené tloušťky stříkané kovu (viz. výše), pohyb nastává paralelně k podkladu. Pár stovek mikrometrů, je irelevantní pro umístění komponentů na desce (stopa se nezmění).

Ostatní technické řešení je vytvořit radikálně nové topologie za škody technologie. Výpočty ukazují, že citlivost snímače podaří zvýšit minimálně třikrát. Zároveň dostatečně pružné, aby vydržely náhodné nárazy a vibrace, protože hmotnost mostu s kontaktem je extrémně malý. Použití pružného kontaktu vede k „kovadlině“ tlustý, jsou zde vytvořeny magnetické domény tvoří silné přilákat pole. Výsledná struktura je popsána poměrně jednoduché matematické vzorce, které umožňují předvídat výsledek. Zejména popisuje odpor uvedené výše.

Technologie výroby senzoru rákosu má určité neprozkoumané zásoby pro zavedení produktů moderním vybavením.

Elektromagnetické indukční právo

Elektromagnetické indukční právoEncyklopedie

Zákon elektromagnetické indukce je vzorec vysvětlující tvorbu emf v uzavřené vodivé smyčce se změnami v magnetickém poli. Postulát vysvětluje fungování transformátorů, tlumivky a dalších produktů...

Přečtěte Si Více
Připojení paralelního a sériového vodiče

Připojení paralelního a sériového vodičeEncyklopedie

Paralelní a sériové zapojení vodičů - způsoby spínání elektrického obvodu. Elektrické obvody jakékoli složitosti mohou být reprezentovány uvedenými abstrakcemi. Definice Existují dva zp...

Přečtěte Si Více
Toroidní transformátor

Toroidní transformátorEncyklopedie

Toroidní transformátor je elektrický proudový nebo proudový převodník, jehož jádro je ohnuté a uzavřené kroužkem. Profil profilu se liší od kruhu, název se stále používá v nepřítomnosti nejlepšíc...

Přečtěte Si Více