Reed senzor

Reed senzor - naprava, ki spremeni stik stanje odvisno od prisotnosti ali odsotnosti magnetnega polja.

zgodba

Wikipedia pravi, da je senzor Reed izumil leta 1936 Walter Ellwood, ki je delal v Bell Labs. Ta informacija je bila skrbno preverjena in ugotovljeno, da je napačna. Prvi od patentov, ki jih Ellwood vloženih - ne, da je prikazano na sliki v Wikipediji - je dne 29. marec 1938. Tam je napaka, ki vzbuja zaupanje, da je na konferenci Holmskoy 2013 prebral poročilo o relejev reed, za katere je predvidena na omenjeni patent leta 1938.

Holmskaya konferenca - dogodek, ki že od leta 1953 v obliki razprave o napredku dosežke na področju električne energije. Leta 1968 je bil imenovan za malo znano fizik Ragnar Holm, 50 let svojega življenja za preučevanje vprašanj, povezanih s temo. Od leta 1985 se je uradno podpira IEEE Association, je zakonodajalec na večini področij tehnologije.

Torej, v letu 2013, je očitno, obravnaval napredek v reed releje (gl. spodaj) in avtorji (Stephen dan in Todd Christenson) skrbno opazil, da je prvi "reed stikalo» pojavil «pred 70 leti." Enostavno odštevanje pridobiti 43. leto. Več kot 14. julij 1942 - datum objave patenta številka US2289830 A - in ne hipotetično in ni jasno, iz katerih je nastala leta 1936. Na podlagi razpoložljivih podatkov na strani z, smo ugotovili, da je datum rojstva senzorjev dovoljeno razmisliti 1938 letu patentne prijave. Poleg tega je dovoljeno obstoj dnevnikov in evidenc, ki pojasnjuje, kaj se je dogajalo na Bell Labs, vendar je njihova dejanska lokacija ni nič za pokazati.

Vsebina patenta

Prikazano v Wikipediji, vzeta iz US Patent 2264746 in avtorja z imenom elektromagnetno stikalo. Objava je potekala 2. december 1942, po izidu omenjenega US2289830 A. Slika razvidno zaprti prozorni stekleni bučki, ki preprečuje kontaminacijo od senzorskih stikov in njihovo oksidacijo. Delo obravnava del feromagnetnega traku, ki interakcijo z zunanjim polju (na sliki - Pos. 3 in 6).

Dielektrična distančnik je potrebna za zanesljivo razlikovanje skupin stikov. Vodniki razteza zunaj žarnico, praviloma iz bakra ali medenine. Po stiku s senzorjem magnetnemu polju železnih plošč privlačijo med seboj s spreminjanjem položaja kontaktov. Prikazano je, da ob odsotnosti zunanjega vpliva tok vstopi v terminal 4, v prisotnosti - peti. To vam omogoča, da pravilno preklop vezje.

V bistvu, US Patent 2264746 vložena v štafeti. To ne more preklopiti moč tokokroga, iz očitnih razlogov, ampak služi kot vmesni. Sposobni nadzorovati druge, bolj zmogljive naprave. V zvezi s patentno US2289830 A, prej vložena, kadar govorimo o senzorja. Ni težko uganiti, da Ellwood zapisal v pisarni papir kasneje prišel z novo napravo, in poslali v pregled sledi. Besedila in objavljena za seboj: Ellwood nadalje povedal, če je opravil prvi patent, ni nobenega razloga, da bi zavrnitev drugega. Ki ga je upoštevala Komisija.

Od sliki je razvidno, da je avtor predlagal številne zamisli, da bi z ukrepom stikov. Prvič, močno magnetno polje, ki ga predlaga tuljave navite okoli bučko. Druga različica - hrbtenica se uporablja v obliki tuljave, dana v bučko. Tretji ilustracija kaže, da bo zunanje ohišje v obliki vložka varovalke omogočajo sestavo koli že obstoječe elektromagnet. Nazadnje, v četrtem izvedbi služi za kritje bakrenih stikov za interakcijo indukcijsko polje tokovi zlato naprševanjem.

Iz tega je razvidno, da je avtor dolgo eksperimentirali s predlagano napravo, ali razmišljate o njih. Na podlagi te predpostavke, predpostavimo, da je senzor Reed res zasnovan že leta 1936. Ponudbe avtorje in druge možnosti, na primer, platine lise na kontaktni površini. Gremo čez besedilo patenta:

• Namen dela je ustvariti poceni in trajne stikala za nadomestitev obstoječih naprav, hkrati pa povečati zanesljivost.
• Nova naprava je izkazalo precej manjši od predhodnika, z najmanj gibljivih delov.
• V odsotnosti zraka (helij, argon, itd) lahko izvaja znotraj stike iz poceni železa, brez strahu pred pojavom rje.

Princip delovanja

Operacijski princip senzorja Reed ogledov abstraktno, na primer, je naprava dana v patentu. Ko navitje tuljave okoli zaprti bučki in poteka tok skozi žico, magnetno polje, katerega linije so usmerjeni vzdolž osi senzorja (znotraj bučke). jakost se poveča v feromagnetov, pomnoži v več deset tisoč krat. Usmeritev črt je enaka. Zato je ob koncu prvega stika železa pride do južnega pola, drugi proti severu. Bodo pritegnili in bodo drug drugega, dokler ni zunanjega polja.

Remanence ni dovolj, da bi sistem zaprt. Stiki razpršijo na svoje nekdanje položaje. Sistemi s prekomerno lahko deluje zaradi induciranih tokov, vendar je jakost magnetnega polja predpostavlja, da je velika. Sprejemljivi imenovane reed senzorji na kovinskih stikih bolj občutljive.

Prednosti in slabosti, uporaba

Kljub svoji navidezni preprostosti, Reed senzorji nadzorujejo pomembne tokove v skromnih dimenzij, poleg tega pa je zelo trpežna in se lahko prenesejo visoke mehanske obremenitve. Slabosti vključujejo zapletenost in visoke stroške proizvodnje izdelkov. Do začetka XXI stoletja, se je izkazalo, da je nadaljnji razvoj tehnologije problematična zaradi napredka v linearno mejo dimenzij (5 mm v dolžino). Od leta 1940, velikost senzorja pisani zmanjšala približno 30-krat.

5 mm je prevelika za uporabo izdelka v mobilne telefone, endoskopov, ušesnih telefonov in drugih mobilnih naprav. Posamezni prodajalci so prednosti reed senzorjev vključuje ničelno porabo energije. Na nek način je to res, je naprava povsem pasiven.

milijone reed senzorjev so izdelani letno za avtomatizirane sisteme preskusih, motorje, geološke opreme raziskovanje, medicine, naprave, plošče. Služijo za določitev usmeritev naprav v prostor, snemanje magnetnih polj se lahko igra vlogo kompasa.

Sodobni senzorji Reed

Razvoj čipov pripeljala do oblikovanja reed senzorjev in ravninski Mikrotrakasta tehnologije. Tehnološki proces poteka po shemi:

1. Nepremakljivega kontakta nanese na silicijevega substrata.
2. Premični kontakt ima izrez za zmanjšanje elastične lastnosti, izdelani iz feromagnetnega materiala in kondenzirana na stiku substrata.
3. Razlika je tako majhna, da je delovanje zagotovljeno minimalno jakost magnetnega polja.

proizvodne funkcije

Je prikazano na sliki pripada struktura MEMS ploskovnih - Mikro-elektro-mehanski sistemi (MicroElectroMechanical System). Slabosti vključujejo občutljivost senzorja v debelini substrata, sprememb parametrov med silicijevih plošč, ki nestabilno rezultat. V elastične lastnosti plošče je odvisna od kocko svoje debeline, najmanjša napaka povzroči podobne rezultate. Končno, temperatura stres materiala med proizvodnjo privede do neenake spremembe dimenzije, kar povzroča upogib plošče navzgor ali navzdol, nadalje uvaja naključnost v nastali rezultat.

Postopek priznana škodovalo - izdelavo microcomponents z visoko gostoto. Kot rezultat, naprava postane na voljo osupljivo preklopno zmogljivost - obremenitve na stotine milivatov. Na primer, je izdelek brez Redrock težnje po stikih zlepljeni. Vodi nanesemo na ploskve podlage, samo 2,4 sq elementa. mm na višini 0,95 gradnje mm. Problem je rešen z uporabo debeline plošče elementi metode litografiji upogibni smeri vzporedno na podlago spreminja. Te predpostavke omogočajo doseganje visoke proizvodne ponovljivost.

Proizvajalec trdi, da je škoda premagati omejitve zgoraj naštetih. Še posebej bo to lahko postali polnopravni sestavni deli mobilne naprave. Dodatna prednost tehnologije je sposobnost, da izpopolni prag, ki odpira novo smer pri uporabi reed senzorjev. HARM vam omogoča primerjavo naprave z vodilnimi na trgu Natural Born:

1. Senzorji.
2. Anizotropne magnetorezistorji.
3. Ravninski stikala.
4. Giant magnetorezistorji.

SMT tehnologija nam omogoča, da upajo, da se bo naprava uporablja. Sestav ravninski doseže dogovor visoko gostoto mikroelementi, avtomatizirati postopek sestavljanja. In še nekaj časa reed senzorji ne sodijo v SMT tehnologiji z visoko stopnjo avtomatizacije, vendar ob drugem desetletju XXI stoletja je bilo gradnje, pomanjkanje glajenja, odpravljanje ga.

Do sedaj se je izkazalo, da lahko fotolitografsko doseči večjo natančnost pri proizvodnji reed senzorji, kot kateri koli tehnologije. Proizvodni proces na kratko:

1. Posebno polimer (npr polimetilmetakrilat) skozi masko izpostavljena rentgenskih žarkov ali ultravijolično svetlobo.
2. spremeni zunanjega sevanja polimera rešetke molekulsko ki omogoča obsevanega dela primerna izpiranje s topilom.
3. Fero-nikelj zlitine (Permalloy-80) poravnano z nastane nabrizgana oblike. polimerni ostanki se odstranijo.
4. Želeno plastno uporablja obliko.

Pomembno je, da trenutna luščenje naprava ko miniaturizacijo za pridobitev želenih lastnosti. Velja upoštevati upornost nizka kontakt z visoko ponovljivost parametrov iz enega cikla v naslednjem transporterju. Treba je ustvariti razmeroma visoke sile privlačnosti na področju delovanja: miniaturizacije spremlja zmanjšanje šok atrakcija. Na srečo, lahko še posebej ŠKODE tehnologija rešiti problem na eleganten način. Povečanje kontaktne površine se doseže s povečano debelino tretiranega kovine (glej. zgoraj), pretok zgodi vzporedno s podlago. Nekaj ​​sto mikrometrov je nepomembno za dajanje sestavnih delov v vozilu (odtis se ni spremenilo).

Druga tehnična rešitev je ustvariti radikalno novo topologijo za škodo tehnologije. Izračuni kažejo, da je občutljivost tipala uspe dvigniti najmanj trikrat. Hkrati je dovolj elastična, da prenese naključne udarce in vibracije, saj je teža mostu v stiku izredno majhna. Uporaba fleksibilnega stik vodi do "nakovalo" debela, obstajajo tvorjena magnetne domene tvori močno pritegniti polje. Nastala struktura je opisana dokaj preproste matematične formule, ki omogočajo napovedati izid. Zlasti opisuje kontaktno odpornost zgoraj navedene.

Tehnologija proizvodnje Reed senzor ima določene neraziskane rezerve za vnos proizvodov v sodobno opremo.