干簧繼電器工作原理及象形電路符號
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干簧繼電器工作原理及象形電路符號

干簧繼電器是一種利用線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)直接磁化舌簧片式觸點(diǎn)開(kāi)關(guān),并讓其產(chǎn)生接通或斷開(kāi)動(dòng)作的繼電器。干簧繼電器與電磁繼電器比較,最大的特點(diǎn)是觸點(diǎn)完全密封,由于它具有結構簡(jiǎn)單、體積小巧、動(dòng)作速度快、靈敏度高、工作穩定、觸點(diǎn)壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn),所以在各種微電子檢測、自動(dòng)控制、通信和遙控等領(lǐng)域得到廣泛應用。

    干簧繼電器與電子愛(ài)好者經(jīng)常使用的“干簧管”密不可分。簡(jiǎn)單地說(shuō),把干簧管放入線(xiàn)圈中,就制成了干簧繼電器。


     結構及原理

    干簧繼電器由干簧管(全稱(chēng):干式舌簧開(kāi)關(guān)管)和驅動(dòng)線(xiàn)圈兩大部分組成,其基本結構如圖28-1所示。干簧管由2片(或3片)既能導磁導電、又具有良好彈性的鐵鎳合金“舌”樣簧片構成,舌簧片的觸點(diǎn)部分通常鍍有貴重金屬(如金、銠、鈀等),以使其接通后具有良好的導電性能;由于包括觸點(diǎn)在內的舌簧片被密封在充有氮氣等惰性氣體的玻璃管內,既有效防止了外界塵埃、有機蒸汽等對觸點(diǎn)的污染和腐蝕,又大大減少了觸點(diǎn)動(dòng)作瞬間所產(chǎn)生的電火花對觸點(diǎn)造成的氧化或碳化,所以可顯著(zhù)地提高工作可靠性。驅動(dòng)線(xiàn)圈繞制在絕緣骨架上,通常將干簧管置入線(xiàn)圈的骨架中間,以利用線(xiàn)圈內磁場(chǎng)進(jìn)行有效驅動(dòng);也有的產(chǎn)品是將干簧管緊靠在繞好的線(xiàn)圈旁邊,利用線(xiàn)圈的外磁場(chǎng)進(jìn)行驅動(dòng),并且為了增強驅動(dòng)力還給線(xiàn)圈的骨架中間加上了鐵芯。另外,同一千簧繼電器的線(xiàn)圈骨架內,可以同時(shí)放入幾個(gè)干簧管,從而制成多組觸點(diǎn)同步動(dòng)作的干簧繼電器。

干簧繼電器的基本結構

  干簧繼電器的觸點(diǎn)形式取決于所用的干簧管。干簧管有常開(kāi)(H)、常閉(D)與轉換(2)3種不同形式,其剖視圖如圖28-2所示。常開(kāi)式干簧管的舌簧片分別固定在玻璃管的兩端,它們在線(xiàn)圈(或磁鐵)的作用下(參見(jiàn)圖28-3),一端所產(chǎn)生的磁性恰好跟另一端相反,因此兩觸點(diǎn)依靠磁的“異性相吸”克服舌簧片的彈力而閉合;常閉式干簧管的舌簧片則固定在玻璃管的同一端,在外磁場(chǎng)的作用下兩者所產(chǎn)生的磁極性相同,因此兩觸點(diǎn)依靠“同性相斥”克服舌簧片的彈力而斷開(kāi);在常閉式舌簧片的基礎上再加一常開(kāi)的舌簧片,就構成了轉換式的觸點(diǎn)。實(shí)際上常閉式干簧管少有產(chǎn)品生產(chǎn),廠(chǎng)家產(chǎn)品多見(jiàn)常開(kāi)式和轉換式兩種。

干簧繼電器的觸點(diǎn)種類(lèi)

    干簧管的最大性能特點(diǎn)是:具有高可靠性、高安全性(絕緣電阻高達 1015Ω)、高適應性(典型工作溫度范圍為-50 -+150 ℃)和超長(cháng)的壽命(觸點(diǎn)動(dòng)作壽命可達百萬(wàn)次至1億次以上);其結構緊湊、體積微?。壳白钚〕叽缫堰_到Φ2mm×11mm);優(yōu)越的電性能(觸點(diǎn)導通電阻≤50mΩ)和高速度反應,使其成為能直接用于晶體管電路或集成電路的一種特殊傳感器或開(kāi)關(guān)組件。由于干簧管具有這些獨特的優(yōu)點(diǎn),所以用它制造的干簧繼電器也得到了非常廣泛的應用,特別是在某些要求質(zhì)量、可靠性及安全至上的苛刻應用場(chǎng)合中成為首選產(chǎn)品。

    干簧繼電器的工作原理可通過(guò)圖28-3所示的實(shí)驗電路來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明:當開(kāi)關(guān)SA閉合時(shí),干簧繼電器處于“吸合”狀態(tài)。此時(shí),干簧繼電器的線(xiàn)圈中有電流流過(guò),線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)使密封在干簧管內的鐵質(zhì)舌簧片磁化,其中左、右兩個(gè)常開(kāi)舌簧片在磁力作用下變?yōu)榻油?/span>態(tài),左邊兩個(gè)常閉舌簧片在磁力作用下變?yōu)榉蛛x狀態(tài),即常開(kāi)觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),結果燈泡H1亮、H2熄滅。當開(kāi)關(guān)SA斷開(kāi)時(shí),干簧繼電器恢復“釋放”狀態(tài)。此時(shí),干簧繼電器的線(xiàn)圈中無(wú)電流流過(guò),線(xiàn)圈不再產(chǎn)生磁場(chǎng),干簧管內部的舌簧片依靠自身彈力自動(dòng)恢復到原來(lái)的位置,即常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)、常閉觸點(diǎn)閉合,于是,燈泡H1熄滅、H2亮??梢?jiàn),干簧繼電器是一種利用線(xiàn)圈電磁力直接控制干簧管內部觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)通、斷的繼電器。


    外形和種類(lèi)

    干簧繼電器的種類(lèi)很多,它們大多數封裝在塑料外殼或金屬防磁罩內,但也有一些產(chǎn)品沒(méi)有外殼,其外觀(guān)可以看見(jiàn)繞在塑料骨架上的線(xiàn)圈和置入骨架中間的干簧管等。

    常用干簧繼電器的外形及分類(lèi)如圖28-4所示。按照體積大小不同,可分為如圖28-4 (a)所示的微型和小型兩大類(lèi)。按照封裝方式不同,可分為如圖28-4 (b)所示的全密封式和半密封式兩大類(lèi)。一般微型產(chǎn)品都是全密封式,被設計制造成能夠直接在印制電路板上焊接(如標準單列封裝SIP和雙列封裝DIP)、并符合線(xiàn)路板整體清洗要求的產(chǎn)品;小型產(chǎn)品多數為半密封式,其干簧管密封、線(xiàn)圈不密封。但無(wú)論是哪一種產(chǎn)品,干簧管的觸點(diǎn)均是密封的。按照觸點(diǎn)形式的不同,可分為常開(kāi)觸點(diǎn)干簧繼電器、常閉觸點(diǎn)干簧繼電器和轉換觸點(diǎn)干簧繼電器。按照觸點(diǎn)數量的不同,可分為如圖28-4 (c)所示的單組觸點(diǎn)干簧繼電器和多組(2-4組)觸點(diǎn)干簧繼電器。多組觸點(diǎn)干簧繼電器既可以包括多組相同形式的觸點(diǎn),也可以包括多組不同形式的觸點(diǎn),它們可同時(shí)動(dòng)作。

干簧繼電器的分類(lèi)


    主要參數

    干簧繼電器的主要產(chǎn)品技術(shù)參數有額定工作電壓(電流)、線(xiàn)圈電阻、吸合電壓(電流)、釋放電壓(電流)、觸點(diǎn)負荷(觸點(diǎn)容量)等,其含義跟電磁繼電器相同,這里不再贅述。

    有些廠(chǎng)家的干簧繼電器采用“吸合安匝”、  “釋放安匝”來(lái)表示觸點(diǎn)動(dòng)作的特性,其具體含義是:干簧繼電器工作時(shí),線(xiàn)圈匝數與線(xiàn)圈中通過(guò)電流大小的乘積被稱(chēng)為安匝,這是磁動(dòng)勢的單位,安匝數愈大,線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁感應強度越大,作用到干簧管的磁力也就越大。當通過(guò)線(xiàn)圈的電流大到一定程度時(shí),干簧管內的常開(kāi)觸點(diǎn)就會(huì )閉合。吸合安匝(也叫動(dòng)作安匝)即指干簧管失去常態(tài)所需要的最小安匝數,而釋放安匝是指能夠使干簧管返回常態(tài)時(shí)的最小安匝數。顯然,釋放安匝要遠小于吸合安匝。一般小型干簧管觸點(diǎn)吸合所需要的磁動(dòng)勢為15 - 90安匝,吸合安匝愈小,說(shuō)明干簧繼電器的動(dòng)作靈敏度越高。


    型號命名

    國產(chǎn)干簧繼電器最常用的型號命名一般由5部分組成,其格式和含義如圖28-5所示。                                                                                                           干簧繼電器的命名規則

第1、2部分實(shí)際上為所用干簧管的型號,并且第2部分用阿拉伯數字代號表示干簧管的種類(lèi)(包括外形、安匝、觸點(diǎn)負荷等的不同),但通常主要指干簧管的外形尺寸(玻璃殼直徑×玻璃殼長(cháng)度×總長(cháng)度),即“2”為“Φ4mm×36 mmx90 mm”,  “3”為“Φ3 mm×20 mm×40 mm”、“4"為“Φ3 mm×20 mm×38 mm"、  “6”為“Φ2.5 mm×16 mm×30 mm”、  “7”為Φ5.4 mm×52 mm×83 mm”……第3部分用阿拉伯數字直接表示觸點(diǎn)組數。第4部分用字母表示觸點(diǎn)形式,其中“H”表示常開(kāi)觸點(diǎn)(動(dòng)合觸點(diǎn)),  “D”表示常閉觸點(diǎn)(動(dòng)斷觸點(diǎn)),  “Z”表示轉換觸點(diǎn)。第5部分用字母區分同一產(chǎn)品額定工作電壓的不同,如“A”代表“6V”、“B”代表“12V”、“C”代表“24V”等,有時(shí)不用字母,直接標出額定工作電壓。表28-1給出了幾種常用國產(chǎn)干簧繼電器的型號及性能參數,僅供參考。

表28-1  幾種常用國產(chǎn)干簧繼電器的性能參數
型號線(xiàn)圈數據額定電
壓或電
流(mA)
吸合
電流
(mA)
釋放
電流
(mA)
觸點(diǎn)數據裝干簧
管數量
線(xiàn)徑
(mm)
直流電阻(Ω)匝數觸點(diǎn)
負荷
接觸
電阻
壽命
(次)
JAG-2-1HA0.1  93士5%2200  6V≤44≥924V×0.2A
(直流)
0.071071
JAG-2-1HB0.07  370±5%4200 12V≤22≥45
JAG-2-1HC0.05  120015y07000 24V≤13.5≥3
JAG-2-1ZA0.1  93士5%2200  6V≤44≥924V×O.1A
(直流)
0.151061
JAG-2-1ZB0.07  370±5%4200 12V≤22≥45
JAG-2-1ZC0.05  1200±5%7000 24V≤13.5≥3
JAG-4-2HA0.09  200士10%260032mA≤16≥312V×0.05A
(直流)
0.151062
JAG-4-2HB0.07  520士10%430020mA≤10≥1.8
JAG-4-2HC0.05  2000±10%730012mA≤6≥1
JAG-4-3HA0.11  130士10%210046mA≤23≥3.512V×0.05A
(直流)
0.151063
JAG-4-3HB0.08  460士107/0360026mA≤13≥2
JAG-4-3HC0.05  2180±10%720013mA≤6.5≥1
JAG-4-4HA0.13  90±10%160060mA≤30≥4.512V×0.05A
  (直流)
0.151064
JAG-4-4HB0.1  270土10%280040mA≤20≥2.8
JAG-4-4HC0.06  1180±10%480020mA≤10≥1.6
JAG-5-2H-
     12V
0.2750±10%2500 12V≤130≥35最大電壓
300V(直
  流)
最大電流2A
最大功率
  200W
0.5 5×1042
JAG-5-22-
    12V
JAG-5-2H-
    27V
0.17310±10%6000 27V≤55≥14
JAG-5-22-
    27V

    實(shí)際上,各廠(chǎng)家對干簧繼電器型號的命名并不是完全遵循上面的規則,有些按本廠(chǎng)自訂的標準命名,有些則直接采用了國外型號。不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的同一型號的產(chǎn)品,其觸點(diǎn)負荷等參數往往也有所不同。所以在業(yè)余條件下選擇和使用同一類(lèi)型的干簧繼電器時(shí),大可不必對型號追根問(wèn)底,只要產(chǎn)品的主要參數符合需求就可以了。


    產(chǎn)品標識

    干簧繼電器具有兩個(gè)線(xiàn)圈引腳和若干個(gè)觸點(diǎn)引腳,半密封型或透明外殼的產(chǎn)品引腳可直接觀(guān)察識別,如圖28-6( a)所示。全密封型干簧繼電器一般會(huì )將引腳示意圖標示在外殼上,如圖28-6( b)所示。微型干簧繼電器無(wú)法標志,只能通過(guò)廠(chǎng)家提供的引腳排列圖對照識別,或者借助萬(wàn)用表歐姆擋進(jìn)行測試,并作出正確判斷。

    干簧繼電器的外殼上一般均標出型號、主要參數、生產(chǎn)廠(chǎng)家標識等,如圖28-6 (c)所示,這為識別和使用提供了方便。如果需要了解更詳細的參數和性能特點(diǎn)等,需要查閱廠(chǎng)家產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)或干簧繼電器的產(chǎn)品手冊等。


   電路符號

   干簧繼電器在電路圖中表示的規范符號,與電磁繼電器完全相同,這里不再贅述。

    但常見(jiàn)的一些電路圖中,將干簧繼電器的電路符號繪成圖28-7所示的象形符號,這在分析和閱讀時(shí)顯得直觀(guān)、明了。這一圖形符號實(shí)際上是由“干簧管圖形符號+線(xiàn)圈圖形符號一干簧繼電器圖形符號”演變而來(lái)。但要注意,它不是規范的圖形符號,標準的圖形符號與電磁繼電器是一致的,讀者應了解這一點(diǎn),以免造成不必要的疑惑或誤解。

干簧繼電器的象形符號