Reed senzor - zariadenie, ktoré mení kontakt stáť v závislosti na prítomnosti alebo neprítomnosti magnetického poľa.
príbeh
Wikipedia uvádza, že senzor trstina vynašiel v roku 1936 Walter Ellwood, ktorý pracoval v Bellových laboratóriách. Tieto informácie boli starostlivo skontrolované a zistilo sa, že je chybné. Prvý z patentov podaných Ellwood - nie je to znázornené na obrázku na Wikipédii - je datovaný 29. marca 1938. Tam je chyba, ktorá vzbudzuje dôveru, že na konferencii Holmskoy 2013 čítal správu o relé tŕstia, kde sa odkazuje na tento patent v roku 1938.
Holmskaya konferencia - akcia koná od roku 1953 v podobe diskusie o pokroku úspechov v oblasti elektriny. V roku 1968 bol menovaný málo známy fyzik Ragnar Holm, 50 rokov svojho života k štúdiu otázok týkajúcich sa témy. Od roku 1985 je oficiálne podporovaný IEEE asociácie, zákonodarca vo väčšine oblastiach techniky.
Takže v roku 2013, zdá sa, diskutovali pokroky v jazýčkových relé (viď. pozri nižšie), a autori (Stephen deň a Todd Christenson), starostlivo si všimol, že prvá «jazýčkový kontakt» objavila "pred 70 rokmi." Jednoduché odčítanie získať 43. ročník. Skôr 14. júla 1942 - od uverejnenia tohto patentu číslo US2289830 A - skôr než hypotetická a nie je jasné, z ktorého vznikol v roku 1936. Na základe dostupných údajov o strane, sme na vedomie, že dátum narodenia senzorov je prípustné, aby zvážila 1938 ročník patentovej prihlášky. Okrem toho, že je dovolené existenciu denníkov a záznamov, vysvetľovať, čo sa deje v Bell Labs, ale ich skutočné umiestnenie nie je čo ukázať.
obsah patentu
Znázornené na Wikipédii, prevzaté z US Patent 2264746 a autor nazýva elektromagnetický spínač. Publikácia sa konala 02.12.1942, po vydaní vyššie uvedeného US2289830 A. Na obrázku je vidieť, utesnený transparentné sklenené banky, ktorý zabraňuje kontaminácii z senzorových kontaktov a ich oxidácii. Pracovné považovaný za súčasť feromagnetického pásu, ktorý spolupôsobí s vonkajším poľom (na obrázku - Poz. 3 a 6).
Dielektrická dištančné je potrebná pre spoľahlivé odlíšenie skupín kontaktov. Vodiče prechádzajúce mimo žiarovky, spravidla z medi alebo mosadze. Po kontakte s čidlom k magnetickému poľu železných dosiek sú priťahované k sebe navzájom tým, že mení polohu kontaktov. Je ukázané, že v neprítomnosti vonkajšieho vplyvu prúdu vstupuje do terminálu 4, v prítomnosti - piaty. To vám umožní správne prepnúť obvodu.
V skutočnosti, US patent 2264746, podanej v relé. Nemôže prejsť na elektrický obvod, z pochopiteľných dôvodov, ale slúži ako medziprodukt. Schopný ovládať iné, oveľa výkonnejšie zariadenia. Pokiaľ ide o patent US2289830 A, podanej skôr, ak hovoríme o snímače. Nie je ťažké uhádnuť, že Ellwood napísal v papierovom kancelárii neskôr prišiel s novým zariadením, a poslal na preskúmanie nasledoval. Texty a zverejnené pre seba: Ellwood ďalej uviedol, ak bude schválený prvý patent, nie je dôvod odmietnuť druhý. Ktorá bola vzatá do úvahy Komisiou.
Zo snímky je zrejmé, že autor navrhol rad nápadov, aby na kontaktné akciu. Po prvé, silné magnetické pole vytvárané cievky navinutá banky. Druhá verzia - chrbtica sa používa vo forme špirály, kladeným na banky. Tretí obrázok ukazuje, že vonkajšie puzdro vo forme poistkové vložky umožní výstavbu akejkoľvek už existujúcej solenoidu. Napokon, vo štvrtom vyhotovení slúži na pokrytie medené kontakty k interakcii poľa indukčných prúdov zlatý rozprašovania.
Z toho je zrejmé, že autor už dlho experimentoval s navrhovaným zariadením, alebo premýšľať o nich. Na základe tohto východiska, predpokladáme, že senzor Reed skutočne koncipovaná už v roku 1936. Ponúka autormi a ďalšie možnosti, napríklad platiny škvrny na kontaktnom povrchu. Prejdeme textu patentu:
- Cieľom tejto práce je vytvoriť lacné a trvanlivé prepínače nahradiť existujúce zariadenia pri súčasnom zvýšení spoľahlivosti.
- Toto nové zariadenie sa zapne oveľa menšiu veľkosť ako prekurzor, s minimom pohyblivých častí.
- V neprítomnosti vzduchu (hélium, argón, atď) môže vykonávať vnútri kontakty z lacného železa, bez obáv zo vzniku hrdze.
princíp fungovania
Princíp fungovania senzora tŕstia pohľadu abstraktne, napríklad, zariadenie je uvedený v patente. Pri navíjaní cievky okolo uzavretej nádobe a priechodu prúdu cez drôt, magnetického poľa, ktorého línie sú smerované pozdĺž osi snímača (vnútri banky). intenzita poľa je zvýšená v feromagnetík, násobenie do desiatok tisíc časov. Orientácia liniek je rovnaký. V dôsledku toho, na konci prvého kontaktu železa sa vyskytuje južný pól, druhá na sever. Budú priťahované a budú sa navzájom kým nie je vonkajšie pole.
Zvyšková magnetizácie nie je dosť, aby systém uzavretý. Kontakty sa rozptýli do svojich predchádzajúcich pozícií. Systémy s zlatenie môže pôsobiť v dôsledku indukovaných prúdov, ale sila magnetického poľa Predpokladá sa, že veľký. Prijateľné zvané jazýčkové senzory na kovovej kontakty citlivejšie.
Výhody a nevýhody, využitie
Aj napriek zdanlivej jednoduchosti, jazýčkové senzory riadenia významných prúdy k skromných rozmerov, okrem toho, je veľmi trvanlivé a znesie vysoké mechanické namáhanie. K nevýhodám patrí zložitosť a vysoké náklady na výrobu produktov. Na začiatku storočia XXI sa ukázalo, že ďalší vývoj technológie je problematické vzhľadom na pokrok v lineárnom limite rozmery (5 mm na dĺžku). Od roku 1940, je veľkosť snímača tŕstia sa znížil o 30 krát.
5 mm sú príliš veľké, aby výrobok používať v mobilných telefónoch, endoskopy, ušné telefóny a ďalšie mobilné zariadenia. Jednotliví predajcovia sú prednosti trstiny senzorov zahŕňajú spotrebu žiadna elektrická energia. V istom zmysle je to pravda, je zariadenie úplne pasívny.
milióny trstiny senzorov sú vyrábané ročne automatizovaných testovacích systémov, motorov, geologického prieskumu zariadenie, medicína, spotrebičov, taniere. Tie slúžia na určenie orientácie zariadenia v priestore, nahrávanie magnetické polia sú schopné hrať úlohu kompasu.
Moderné jazýčkové senzory
Vývoj čipov viedla k vytvoreniu rákosia senzorov a rovinné mikropáskové technológiu. Technologický proces pokračuje podľa schémy:
- Pevný kontakt je uložený na kremíkovom substráte.
- Pohyblivý kontakt má výrez pre zníženie elastické vlastnosti, vyrobené z feromagnetického materiálu a fúzovania ku kontaktu substrátu.
- Medzera je tak malý, že ovládanie je zabezpečené minimálne intenzitu magnetického poľa.
výrobné funkcie
Je znázornené na obrázku patrí k štruktúry MEMS rovinných - mikro-elektro-mechanické systémy (Mikroelektrome- System). K nevýhodám patrí citlivosť snímača k hrúbke substrátu, zmeny parametrov medzi kremíkových dosiek, čo nestabilné výsledok. Elastické vlastnosti dosky je závislá na kocke jeho hrúbky, sebemenší chyba vedie k podobným výsledkom. Nakoniec sa teplota namáhanie materiálu počas výroby vedie k nerovnomernému zmene rozmery, čo spôsobuje ohýbanie dosky smerom nahor alebo nadol, ďalej zavedenie náhodnosti vo výslednom Výsledok.
Proces rozpoznaný HARM - produkujúce microcomponents s vysokou hustotou. Výsledkom je, že toto zariadenie bude k dispozícii ohromujúci spínací výkon - zaťaženie stovky miliwattov. Napríklad produkt postráda REDROCK sklon k lepeniu kontaktov. Spravuje aplikovaný na substrát oblasti len 2,4 štvorcových prvku. mm vo výške mm konštrukcia 0,95. Problém je riešený použitím hrúbka plechu prvky litografické metódy, sa smer ohýbanie paralelne k podkladu sa líšia. Tieto predpoklady umožňujú dosiahnutie vysokej výrobnej opakovateľnosť.
Výrobca tvrdí, že škoda prekonať obmedzenia uvedených vyššie. Najmä bude môcť, aby sa stal plný komponenty mobilného zariadenia. Ďalšou výhodou tejto technológie je schopnosť vyladiť prah, ktorý otvára nový smer v používaní jazýčkových senzorov. HARM vám umožní porovnať zariadenia s vedúce postavenie na trhu Natural Born:
- Hallove sondy.
- Anizotropné magnetoresistors.
- Planárne spínača.
- Obrie magnetoresistors.
SMT technológia nám umožňuje dúfať, že bude použitý prístroj. Rovinné dosahuje vysokej hustoty usporiadanie mikroelementov, automatizovať proces montáže. A do určitej dobe jazýčkové senzory nezmestia v technológii SMT s vysokým stupňom automatizácie, ale v čase druhej dekády XXI storočia bolo stavebníctvo, nedostatok vyhladenie, čo eliminuje ono.
K dnešnému dňu, sa ukázalo, že fotolitografia možno dosiahnuť väčšiu presnosť pri výrobe jazýčkových senzorov než akékoľvek technológie. Výrobný proces krátko:
- Špeciálne polymér (napríklad polymethylmethakrylát) cez masku je vystavená röntgenovým žiarením alebo ultrafialovým svetlom.
- Vonkajšia expozícia mení mreža molekulárnej polyméru, ktorý umožňuje ožiarených úsekom vhodný oplach s rozpúšťadlom.
- Ferro-zliatiny niklu (permalloy-80) v jednej rovine s výslednou striekaného forme. polymérne zvyšky sú odstránené.
- Požadovaný layerwise použitá konštrukcia.
Je dôležité, prúd škálovanie zariadení pri miniaturizácia na získanie požadovaných vlastností. Platí za nízku kontaktný odpor pri vysokej opakovateľnosť parametrov z jedného cyklu k ďalšiemu dopravníka. Je nutné vytvoriť pomerne vysokú príťažlivú silu v oblasti pôsobenia: miniaturizácie je sprevádzaný poklesom v šoku príťažlivosti. Našťastie, a to najmä HARM technológia môže vyriešiť problém v elegantným spôsobom. Zvýšenie kontaktnej plochy je dosiahnuté zvýšené hrúbky striekané kovu (viď. vyššie), pohyb nastáva paralelne k podkladu. Pár stoviek mikrometrov, je irelevantné pre umiestnenie komponentov na doske (stopa sa nezmení).
Ostatné technické riešenie je vytvoriť radikálne nové topológie za škody technológie. Výpočty ukazujú, že citlivosť snímača podarí zvýšiť minimálne trikrát. Zároveň dostatočne pružné, aby vydržali náhodné nárazy a vibrácie, pretože hmotnosť mosta s kontaktom je extrémne malý. Použitie pružného kontaktu vedie k "nákove" tučný, sú tu vytvorené magnetické domény tvoria silné prilákať poľa. Výsledná štruktúra je popísaná pomerne jednoduché matematické vzorce, ktoré umožňujú predvídať výsledok. Najmä opisuje odpor uvedené vyššie.
Technológia výroby senzora tŕstia má určité nepreskúmané zásoby pre zavedenie produktov moderným vybavením.
