干簧传感器 干簧管和干簧继电器的识别与检测

干簧管和干簧继电器的识别与检测

干簧管是一种磁敏的特殊开关。典型干簧管的实物外形和电路符号如下图所示。

（1）干簧管的构成

干簧管通常有2个或3个由既导磁又导电的材料做成的簧片触点，其被封装在充有惰性气体（如氮、氦等）或真空的玻璃管里，玻璃管内平行封装的簧片端部重叠，并留有一定间隙或相互接触来构成常开或常闭触点。

（2）干簧管的分类

干簧管按触点形式分为常开型和转换型两种。常开型干簧管内的触点平时打开，只有干簧管靠近磁场被磁化时，触点才能吸合；而转换型干簧管在结构上有3个簧片，第1片由导电不导磁的材料做成，第2、第3片由既导电又导磁的材料做成，上、中、下依次是1、3、2。当它不接近磁场时，1、3 片上的触点在弹力的作用下吸合；当它接近磁场时，3片上的触点与1片上的触点断开，而与 2片上的触点吸合，从而形成了一个转换开关。

（3）干簧管的工作原理

下面以常开型干簧管为例简单介绍干簧管的工作原理。当干簧管靠近永久磁铁时，或者由绕在干簧管上面的线圈通电后形成磁场使簧片磁化时，簧片就会感应出极性相反的磁极。由于磁极的极性相反而相互吸引，当吸引的磁力超过簧片的抗力时，簧片上分开的触点就会吸合；当磁力减小到一定值时，在簧片抗力的作用下触点再次断开。

（4）干簧管的应用

干簧管可作为传感器用于计数、限位等。有一种自行车公里计数器，其就是在车圈上粘上磁铁，同时在附近的车架上安装两个干簧管构成的。许多门铃就使用了干簧管，将它装在门上，就可以实现开门时的报警、问候等。而许多全自动洗衣机也采用了干簧管作为防震动保护，有的“断线报警器”中也使用了干簧管。

2．干簧继电器的构成和特点

（1）干簧继电器的构成

干簧管和线圈组装在一起，就可以制成一个干簧继电器。而2～4个干簧管和 1 个线圈组装在一起，就可以构成多对触点的干簧继电器。典型的干簧继电器如下图所示。

（2）干簧继电器的特点

干簧继电器的特点如下：

一是体积小，重量轻；

二是簧片轻而短，有固有频率，可提高触点的通断速度，通断的时间仅为1～3ms，是一般的电磁继电器的1/10～1/5；

三是使用寿命长，由于采用密封结构，所以触点与空气隔绝，管内的稀有气体可降低触点的氧化和碳化，提高触点的使用寿命。

3．干簧管的检测

可以用万用表电阻挡检测干簧管，以常开式两端干簧管为例进行介绍。

（1）用数字型万用表检测

采用数字万用表检测干簧管时，应将它置于通断测量挡，并将它的两根表笔接在干簧管的两根引线上，未靠近磁铁时，万用表显示的数字为1，说明干簧管内的触点断开，如下图（a）所示；靠近磁铁后，显示屏显示数字为0，并且蜂鸣器鸣叫，说明干簧管内的触点受磁后闭合，如图（b）所示。当脱离磁铁后，万用表的显示又回到1，说明干簧管的触点又断开。若干簧管的触点在受磁后仍旧不能闭合，说明触点开路；若未受磁时就闭合，则说明它内部的触点粘连。

提示： 上图测试的是常开型干簧管，而对于常闭型干簧管，应该在未受磁时内部的簧片是接通的，只有受磁后簧片才能断开。

（2）用指针型万用表检测

如上图所示，将万用表置于“R × 1”挡，两根表笔分别接干簧管的两根引线，此时万用表的表针应在无穷大的位置。当把干簧管靠近磁铁时，万用表的表针能向左偏转到“0”的位置，说明干簧管正常。否则，说明干簧管已损坏。

干簧管继电器工作原理

继电器作为一种常用的控制组件，可以用较小的电流来控制较大的电流，用低电压来控制高电压，用直流电来控制交流电，并可实现控制电路与被控制电路的隔离，在自动控制、遥控、保护电路等方面得到广泛的应用。传统的电磁继电器是利用输入电路内电路在电磁铁铁芯与衔铁间产生的吸力作用而工作的一种电气继电器，这种继电器体积大、动作慢、可靠性和寿命很有限。随着电子电器向小型化、微型化方向发展，对继电器提出了新的要求，干簧继电器作为一种新型继电器，在很多方面可满足这种发展的需要。

干簧管继电器性能特点

1、高可靠性

一般继电器的故障率制定为50ppm，因此为满足这个要求，干簧开关的质量水平要比50ppm 的要求高得多。可到目前为止，尚未有任何一个机电器件能够达到这样的质量水平。

2、高安全性

干簧管开关具有优良的绝缘性能。这种开关的绝缘电阻最高可达1015Ω，也就是其漏电流可以达到10-15A 的水平。这样特低的漏电水平在医疗电子设备中有着广泛的应用，比如插入人体的探针或心脏起博器，因为这些设备要求不能有任何漏电流接近心脏，即使微安或亚微安的电流就能改变心脏关键部位的电学性能。

3、高适应性

干簧传感器是密封的，由于干簧管的开关组件被气密式密封于一惰性气体中，因此它不会与外界环境接触，所以几乎能工作于任何环境而对湿度不敏感、不受外界空气干扰等；同时干簧管对环境温度没有特殊的要求，具有很广的温度适应能力：典型的工作温度范围可以从-50℃到+150℃，且无需特别的附加条件、限制或费用。

4、超长寿命

因为干簧管是无磨损组件，没有采用滑动组件，所以不会出现金属疲劳现象，确保实际上无极限的机械使用寿命。同时，由于其用惰性贵金属铑做成的触点，熔点高，能够减少电弧发电对触点表面的损耗，因此更能耐磨损，能维持更长的工作寿命。一般的干簧管在低级负载（在10mA 时低于5V 及更低）下工作次数可达百万次（OKI 系列干簧管的寿命一般保证在1 亿次以上）。这相当于半导体微细加工器件的数字。

5、结构紧凑、体积微小

干簧管能够安装在有限的空间，很适用于微型化设备。目前干簧管的最小尺寸已经达到Ф2.0&TImes;11.0mm。

6、优越的电性能

干簧开关具有一系列优异的电性能，比如其触头在导通时有极低的导通电阻，典型值低到50mΩ；其直接开关信号范围可以从几纳伏到上千伏，电流从飞安到安，频率从直流到6GHz 等。

7、高速度操作

由于每一可动组件只具有非常小的重量，因此操作速度很高，使干簧管成为能用于晶体管电路或集成电路的一种组件。

干簧管继电器工作原理

干簧管又称簧片开关或磁簧开关，它是由WesternElectric 公司在1940 年发明的一种气密式密封的磁控机械开关，可以作为磁接近开关或者继电器使用，比一般机械开关体积小、速度高、工作寿命长，与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点，工作可靠性很高。干簧管的结构一般有两种，具体如图1 所示。干簧管内部由一对由磁性材料制造的弹性磁簧组成，磁簧密封于充有惰性气体的玻璃管中，磁簧端面互迭，但留有一条细间隙。

磁簧端面触点镀有一层贵金属铑或钌，使开关性能稳定并延长使用寿命。干簧管结构图在无磁场作用时，玻璃管中的两个簧片是分开的。当有磁性物质靠近玻璃管时，在磁场磁力线的作用下，管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触，使两个引脚所接的电路连通。外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，线路也就断开了。在实际运应用中，通常使用永久磁铁控制这两根金属片的接通与否，所以又被称为“磁控管”。

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