Tongaftastinrichting

Tongaftastinrichting - een apparaat dat verandert de contacttoestand afhankelijk van de aanwezigheid of afwezigheid van het magnetische veld.

verhaal

Wikipedia zegt dat het riet sensor in 1936 uitgevonden door Walter Ellwood, die bij Bell Labs gewerkt. Deze informatie is zorgvuldig gecontroleerd en bleek onjuist te zijn. De eerste van de patenten ingediend door Ellwood - niet getoond in de figuur in Wikipedia - is gedateerd 29 maart 1938. Er is een bug die het vertrouwen dat op Holmskoy Conference 2013 las een verslag over het riet relais, waarbij wordt verwezen naar de genoemde patent in 1938 inspireert.

Holmskaya Conference - evenement gehouden sinds 1953 in de vorm van een discussie over de voortgang van de prestaties op het gebied van elektriciteit. In 1968 werd hij benoemd tot een weinig bekende natuurkundige Ragnar Holm, 50 jaar van zijn leven aan de studie van de kwesties in verband met het thema. Sinds 1985 is het officieel wordt ondersteund door IEEE Association, een wetgever in de meeste gebieden van de technologie.

Dus, in 2013, blijkbaar, besproken vooruitgang in veerkontakten (zie. hieronder), en de auteurs (Stephen Day en Todd Christenson) voorzichtig gemerkt dat de eerste «reedschakelaar» verscheen "70 jaar geleden." Eenvoudige aftrekken verkrijgen 43ste jaar. Meer een 14 juli 1942 - de datum van publicatie van het octrooinummer US2289830 A - in plaats van een hypothetische en het is niet duidelijk uit die zich in 1936. Op basis van de beschikbare gegevens bij de hand, stellen we vast dat de geboortedatum van de sensoren is toegestaan ​​om te overwegen 1938 het jaar van de octrooiaanvraag. Daarnaast is het toegestaan ​​het bestaan ​​van de agenda's en verslagen, uit te leggen wat er gebeurde bij Bell Labs, maar hun echte locatie is niets om te laten zien.

De inhoud van het octrooi

Getoond in Wikipedia, genomen uit het Amerikaanse octrooi 2264746 en de auteur genaamd elektromagnetische schakelaar. Het besluit werd bekendgemaakt 2 december 1942, na de release van de hiervoor genoemde US2289830 A. De foto bekeken afgesloten doorzichtige glazen kolf die besmetting voorkomt van de sensorcontacten en hun oxidatie. Werken gerekend tot de ferromagnetische strook, die samenwerken met een extern veld (in de figuur - Pos. 3 en 6).

De diëlektrische tussenlaag is nog veilig differentiatie van groepen van contacten. Die zich uitstrekken buiten de ballon, in de regel uit koper of messing. Na contact met de sensor voor het magneetveld ijzeren platen tot elkaar door de positie van de contacten. Het blijkt dat bij afwezigheid van externe invloed stroom treedt de terminal 4 in aanwezigheid van - de vijfde. Hiermee kunt u het circuit goed te schakelen.

In feite, het Amerikaanse octrooischrift 2264746 ingediend in het relais. Het kan niet overschakelen de stroomkring voor de hand liggende redenen, maar dient als een intermediair. Staat zijn om andere, meer krachtige apparaten te bedienen. Met betrekking tot het octrooi US2289830 A, eerder ingediend, waar we hebben het over de sensor. Niet moeilijk te raden dat Ellwood schreef in een krant kantoor later kwam met een nieuw apparaat, en stuurde voor herziening gevolgd. Teksten en gepubliceerd voor elkaar: Ellwood zei verder indien aangenomen het eerste octrooi, is er geen reden om de tweede verwerpen. Waarin het werd door de Commissie in aanmerking genomen.

Uit het screenshot blijkt dat de auteur stelde een aantal ideeën om het contact actie tot stand te brengen. Enerzijds een sterk magnetisch veld opgewekt door de spoel gewikkeld rond de kolf. De tweede versie - backbone wordt gebruikt in de vorm van een spoel, die op de fles. De derde afbeelding stelt de buitenmantel in de vorm van een zekering inzetdeel de constructie van elke bestaande spoel zal toestaan. Tenslotte wordt in de vierde uitvoeringsvorm dient om de kopercontacten betrekking tot interactie gebied inductiestromen goud sputteren.

Hieruit is het duidelijk dat de auteur lang geëxperimenteerd met de voorgestelde inrichting, of denken over hen. Op basis van dit uitgangspunt, nemen we aan dat het riet sensor werkelijk is opgevat als vroeg in 1936. Biedt auteurs en andere opties, bijvoorbeeld platina vlekken op het contactoppervlak. We gaan over de tekst van het octrooi:

• Het doel van het werk is om een ​​goedkope en duurzame schakelt over naar de bestaande apparaten te vervangen terwijl het verhogen van de betrouwbaarheid te creëren.
• Het nieuwe apparaat ingeschakeld veel kleiner dan de precursor, met een minimum aan bewegende delen.
• In de afwezigheid van lucht (helium, argon, etc.) Kan uit te voeren binnen de contacten van goedkope ijzer, zonder angst voor het optreden van roest.

werkingsprincipe

Het werkingsprincipe van de sensor riet abstract omschreven, bijvoorbeeld de inrichting wordt gegeven in Pat. Bij het wikkelen van de spoel rond een afgesloten kolf en passeren stroom door de draad, een magnetisch veld waarvan lijnen gericht volgens een sensor as (in de kolf). de veldsterkte wordt versterkt in ferromagneten, te vermenigvuldigen in de tienduizenden keren. Oriëntatie van de lijnen gelijk. Bijgevolg zijn er op het einde van de eerste ijzeren contact plaatsvindt zuidpool, de tweede naar het noorden. Zij zullen worden aangetrokken en zullen elkaar te houden totdat er geen uitwendig veld.

Restmagnetisatie is niet genoeg om het systeem dicht te houden. Contacten zal verspreiden naar hun vroegere posities. Systemen met goud kunnen optreden als gevolg van inductiestromen, maar de magnetische veldsterkte verondersteld groot. Aanvaardbare opgeroepen riet sensoren metaalcontacten gevoeliger.

Voor- en nadelen van het gebruik van

Hoewel dit een eenvoudige, riet sensoren controle significant stromen bescheiden afmetingen bovendien zeer duurzaam en kan een hoge mechanische belastingen te weerstaan. De nadelen zijn de complexiteit en hoge fabricagekosten producten. Aan het begin van de eenentwintigste eeuw bleek dat de verdere ontwikkeling van de technologie problematisch na voortschrijdend lineaire maximumafmeting (5 mm lang). Sinds 1940 is de omvang van de tongaftastinrichting af met ongeveer 30 maal.

5 mm te groot zijn om het product te gebruiken in mobiele telefoons, endoscopen, oor-telefoons en andere mobiele apparaten. Individuele verkopers zijn de voordelen van riet sensoren onder nul energieverbruik. In zekere zin is dit waar de inrichting is volledig passief.

miljoenen riet sensoren worden jaarlijks geproduceerd voor geautomatiseerde testsystemen, motoren, geologische exploratie apparatuur, geneeskunde, toestellen, borden. Zij dienen om de oriëntatie van de inrichting vast in de ruimte, opname magnetische velden kunnen spelen de rol van een kompas.

Modern reed sensors

Ontwikkeling van chips leidde tot de oprichting van riet sensoren en vlakke microstrip technologie. De technologische proces gaat door de regeling:

1. Het vaste contact wordt afgezet op het siliciumsubstraat.
2. Het beweegbare contact een uitsparing voor het verminderen elastische eigenschappen, vervaardigd van ferromagnetisch materiaal en gefuseerd aan het substraatcontact.
3. De spleet is zo klein, dat de werking wordt gewaarborgd minimale magnetische veldsterkte.

productie functies

Is weergegeven in de figuur deel uit van de vlakke structuur MEMS - Micro-elektromechanische systemen (MicroElectroMechanical System). De nadelen zijn gevoeligheid van de sensor op de substraatdikte de parameter verandert tussen het silicium platen, waardoor instabiel resultaat. De elastische eigenschappen van de plaat afhankelijk van de derde macht van de dikte, de kleinste fout leidt tot soortgelijke resultaten. Tenslotte de thermische belasting van het materiaal tijdens de vervaardiging leidt tot een ongelijke verandering afmetingen, waardoor buiging van de plaat omhoog of omlaag, verder inbrengen willekeurigheid in het resulterende resultaat.

Werkwijze opgenomen HARM - microcomponenten produceren met een hoge dichtheid. Als gevolg hiervan, het toestel beschikbaar prachtige switching capaciteit - belasting honderden milliwatt. Bijvoorbeeld, het product vrij is van RedRock neiging om plakken contacten. Beheert aangebracht op een substraatoppervlak van slechts 2,4 vierkante element. mm op een hoogte van 0,95 mm constructie. Het probleem wordt opgelost door de toepassing plaatdikte elementen lithografische werkwijzen, de buigrichting evenwijdig aan het substraat varieert. Deze veronderstellingen laten een hoge productie herhaalbaarheid te bereiken.

Het product volgens de HARM bovenstaande beperkingen te overwinnen. Met name zal het in staat zijn volledige onderdelen van het mobiele apparaat worden. Een bijkomend voordeel van de technologie is het vermogen te verfijnen de drempelwaarde die opent een nieuwe richting in het gebruik van reed sensoren. HARM kunt u het apparaat met Natural Born marktleiders te vergelijken:

1. Hall-sensoren.
2. Anisotropische magneetweerstanden.
3. Planar schakelaars.
4. Giant magneetweerstanden.

SMT-technologie stelt ons in staat om te hopen dat het apparaat zal worden gebruikt. Een vlakke samenstel bereikt een hoge dichtheid opstelling van micro-elementen, automatiseren assemblageproces. En pas enige tijd reed sensoren passen niet in SMT-technologie met een hoge mate van automatisering, maar op het moment van het tweede decennium van de eenentwintigste eeuw waren er bouw, gebrek aan smoothing, waardoor het.

Tot op heden bleek dat fotolithografie grotere nauwkeurigheid kan bereiken in de productie van riet sensoren dan techniek. Het fabricageproces kort:

1. Speciaal polymeer (bijvoorbeeld polymethylmethacrylaat) via een masker wordt belicht met röntgenstralen of ultraviolet licht.
2. Uitwendige bestraling verandert de moleculaire polymeerrooster dat bestraalde gedeelten toestaat geschikt spoelen met oplosmiddel.
3. Ferro-nikkel-legering (permalloy-80) gelijk met de resulterende vorm gespoten. polymeerresten worden verwijderd.
4. De gewenste laagsgewijs aangebracht ontwerp.

Het is belangrijk huidige schaalverdelingsinrichting wanneer miniaturisatie om de gewenste eigenschappen te verkrijgen. Geldig beschouwd lage contactweerstand met hoge herhaalbaarheid parameters van de ene cyclus naar de volgende transporteur. Het is noodzakelijk om een ​​relatief grote aantrekkingskracht te creëren op het gebied van actie: de miniaturisatie gaat gepaard met een afname in shock attractie. Gelukkig kan vooral HARM technologie het probleem op te lossen op een elegante manier. Het vergroten van het contactoppervlak wordt verkregen door verhoogde dikte van de gesproeide metalen (zie. hierboven), beweging optreedt parallel aan het substraat. Een paar honderd micrometer is niet relevant voor het plaatsen van componenten op het bord (footprint wordt niet gewijzigd).

Andere technische oplossing is om een ​​radicaal nieuwe topologie voor HARM-technologie te creëren. Berekeningen tonen aan dat de gevoeligheid van de sensor erin slaagt om een ​​minimum van drie keer te verhogen. Tegelijkertijd elastisch genoeg om toevallige stoten en trillingen te weerstaan, aangezien het gewicht van de brug met het contact zeer klein. Aanbrengen van een flexibele contactaansluitingen van "aambeeld" dik, zijn gevormd magnetische domeinen van sterk aantrekken veld. De resulterende structuur wordt beschreven tamelijk eenvoudige wiskundige formules ontwikkeld dat de uitkomst te voorspellen. Vooral beschreven hierboven vermelde contactweerstand.

Technologie van de productie van reed sensor heeft bepaalde onontgonnen reserves voor de invoering van de producten van de moderne apparatuur.