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Verwendung von Reedschaltern mit einem Permanentmagneten

Einführung

Bei der Verwendung von Reed-Schaltern in einer Sensorumgebung wird im Allgemeinen ein Magnet zur Betätigung verwendet. Es ist wichtig, diese Wechselwirkung genau zu verstehen, damit der Sensor richtig funktioniert.
Funktion zu verstehen. Sensoren können in einem Schließer-, Öffner-, Umschalt- oder Verriegelungsmodus arbeiten.

Im normalerweise offenen Modus werden die Reed-Zungen geschlossen, wenn ein Magnet an den Reed-Schalter herangeführt wird. Wenn der Magnet zurückgezogen wird, öffnen sich die Reed-Kontakte. Beim normalerweise geschlossenen Sensor öffnen sich die Reed-Klappen, wenn ein Magnet an den Reed-Schalter gebracht wird, und wenn der Magnet zurückgezogen wird, schließen sich die Reed-Klappen wieder. Im selbsthaltenden Modus befinden sich die Reed-Zungen entweder in einem offenen oder geschlossenen Zustand. Wenn ein Magnet in die Nähe des Reedschalters gebracht wird
Reed-Schalter gebracht wird, ändern die Kontakte ihren Zustand. Wenn sie ursprünglich offen waren, werden die Kontakte geschlossen. Wenn Sie den Magneten zurückziehen, bleiben die Kontakte geschlossen. Wenn der Magnet erneut in die Nähe des Reedschalters gebracht wird, öffnen sich die Kontakte bei geänderter magnetischer Polarität.

Zieht man den Magneten zurück, bleiben die Kontakte geöffnet. Kehrt man die magnetische Polarität um und bringt den Magneten erneut in die Nähe des Reed-Schalters, schließen sich die Kontakte erneut und bleiben geschlossen, wenn der Magnet zurückgezogen wird. Auf diese Weise erhält man einen selbsthaltenden Sensor oder einen Sensor mit zwei stabilen Zuständen. In den folgenden Diagrammen werden die Richtlinien skizziert, die bei der Verwendung eines Magneten beachtet werden müssen. Bitte beachten Sie, dass das Magnetfeld dreidimensional ist.

Ein Dauermagnet ist die gebräuchlichste Quelle für den Betrieb eines Reed-Schalters. Die verwendeten Methoden hängen von der jeweiligen Anwendung ab. Einige dieser Methoden sind die folgenden
folgende: Bewegung von vorne nach hinten. Siehe Abbildung #19.

Vorwärts-Rückwärts-Bewegung

Abbildung 19. Darstellung eines Reed-Schalters mit einem Magneten, der von vorne nach hinten bewegt wird.

Drehbewegung

Drehbewegung (siehe Abbildung 20 unten); Ringmagnet mit Parallelbewegung (siehe Abbildung 21)

Durchlaufende Bewegung

Abbildung #21. Ein Ringmagnet mit einem Reed-Schalter, der in der Mitte durchläuft und die Öffnungs- und Schließpunkte anzeigt.

Magnetische Abschirmung

Die Verwendung einer magnetischen Abschirmung zur Ablenkung des magnetischen Flusses. Siehe Abbildung #22.

Abbildung 22. Die Auswirkungen einer magnetischen Abschirmung zwischen einem Reed-Schalter und einem Permanentmagneten, die die magnetischen Flusslinien ablenkt, die das Öffnen und Schließen des Reed-Schalters beeinflussen.

Pivot-Bewegung

Schwenkbare Bewegung um eine Achse. Siehe Abbildung #23.

Abbildung #23. Ein schwenkbarer Magnet beeinflusst den Öffnungs- und Schließpunkt eines Reed-Schalters.

Parallele Bewegung

Parallele Bewegung (Abbildung #24, Abbildung #25, Abbildung #26, Abbildung #27, Abbildung #28) und Kombinationen der oben genannten senkrechten Bewegung (Abbildung #29, Abbildung #30, Abbildung
31 und Abbildung #32).

Bevor wir jeden dieser Ansätze untersuchen, ist es wichtig, die Felder zu verstehen, die mit den verschiedenen Positionen des Reed-Schalters im Vergleich zum Magneten und ihren Ein/Aus
Bereichseigenschaften. Die tatsächlichen Schließ- und Öffnungspunkte variieren bei verschiedenen Reed-Schaltern und verschiedenen Magnetgrößen und -stärken erheblich. Betrachten wir zunächst den Fall, dass der Magnet und der Reedschalter parallel sind. In Abbildung 24 sind die Öffnungs- und Schließbereiche auf der x- und y-Achse dargestellt. Diese Bereiche stellen die physische Positionierung des Magneten relativ zum Reed-Schalter entlang der x-Achse dar. Die Schließ- und
Die Schließ- und Öffnungspunkte beziehen sich auf die Bewegung des Magneten entlang dieser x-Achse, wobei der Magnet relativ zur y-Achse fixiert ist. Hier gibt es drei Bereiche, in denen der Reed
Schalter geschlossen werden kann. Beachten Sie, dass der mittlere Bereich viel stärker ist und das Diagramm eine relative Vorstellung von den Schließpunkten auf einer Abstandsbasis entlang der
y-Achse. Die dargestellten Haltebereiche zeigen die Hysterese des Reed-Schalters und variieren bei verschiedenen Reed-Schaltern erheblich. Bei Flüssigkeitsstandskontrollen kann ein
Bei Flüssigkeitsstandskontrollen kann ein größerer Haltebereich von Vorteil sein, insbesondere wenn der Flüssigkeitsstand ständig gestört wird, wie z. B. in einem fahrenden Fahrzeug. Bei der in Abbildung 24 dargestellten Konfiguration
ist der maximale Abstand vom Reed-Schalter zum Schließen möglich. Dieser Ansatz hat den besten magnetischen Wirkungsgrad.

Abbildung #24. Die Öffnungs-, Schließ- und Haltepunkte sind für einen Magneten dargestellt, der parallel zum Reed-Schalter verläuft und von der mittleren Magnetspule beeinflusst wird.

Abbildung #25. Die Öffnungs- und Schließpunkte sind für einen Magneten dargestellt, der sich parallel zu einem Reed-Schalter annähert. Hier schließt und öffnet der Reedschalter dreimal.

Wenn der Magnet und der Schalter nahe genug beieinander liegen, kann die parallele Bewegung auch drei Schließungen und Öffnungen bewirken, wie in Abbildung 25 gezeigt.

Abbildung 26. Das Schließen und Öffnen wird für einen Magneten dargestellt, der sich
einem Reed-Schalter parallel von einem Endpunkt aus nähert.

Wenn der Magnet den Reed-Schalter in größerer Entfernung passiert, kommt es zu einem Schließen und Öffnen. Ein anderer Ansatz für Magnete, die in einer parallelen Anwendung mit paralleler Bewegung verwendet werden, ist in Abbildung 26 dargestellt, wobei der Schließpunkt den kleineren äußeren magnetischen Bereich verwendet.

Ein anderer Ansatz für Magnete, die in einer parallelen Anwendung, aber mit vertikaler Bewegung verwendet werden, ist in Abbildung 27 dargestellt, wo der Schließpunkt den inneren größeren magnetischen Bereich verwendet. In Abbildung #28 wird für die vertikale Bewegung der äußere magnetische Bereich verwendet.

Abbildung 27. Das Schließen, Halten und Öffnen wird für einen Magneten dargestellt, der parallel zum Reed-Schalter angeordnet ist, sich aber senkrecht zur Ebene des Reed-Schalters bewegt und vom mittleren Magnetbereich beeinflusst wird.

Abbildung #28. Schließen, Halten und Öffnen sind für einen Magneten dargestellt, der parallel zum Reed-Schalter steht, sich aber senkrecht zur Ebene des Reed-Schalters bewegt und vom äußeren Magnetkeil beeinflusst wird.

Ein anderer Ansatz für Magnete, die in einer parallelen Anwendung, aber mit vertikaler Bewegung verwendet werden, ist in Abbildung 29 dargestellt. Bitte beachten Sie, dass diese Ansicht die y-z-Achse zeigt. Die Schließung
und Öffnungszustände sind für verschiedene Positionen des Magneten deutlich zu erkennen.

Abbildung #29. Die Bewegung des Magneten ist in der y-z-Achse dargestellt, wobei sich der Magnet parallel zum Reed-Schalter, aber senkrecht zu dessen Ebene bewegt. Dargestellt sind die Schließ-, Halte- und Öffnungspunkte.

In Abbildung 30 befindet sich der Magnet senkrecht zum Reed-Schalter. Hier ist die x-y-Achse mit den entsprechenden Schließ-, Halte- und Öffnungspunkten dargestellt. Die parallele Bewegung des Magneten verläuft entlang der x-Achse, ist aber in einem Abstand y von der x-Achse verschoben. Hier können zwei Schließungen und Öffnungen stattfinden.

Abbildung #30. Die Öffnungs- und Schließpunkte sind für einen senkrecht montierten Magneten dargestellt, der sich parallel zum Reedschalter bewegt. In diesem Fall wird der Reed-Schalter zweimal geschlossen und geöffnet.

In Abbildung 31 steht der Magnet wieder senkrecht zum Reed-Schalter. Der Magnet bewegt sich immer noch parallel, aber auf und entlang der x-Achse. Es findet kein Schließen des Reed-Schalters statt.

Abbildung 31. Die Öffnungs- und Schließpunkte sind für einen senkrecht montierten Magneten dargestellt, der sich parallel zur Achse des Reedschalters bewegt. In diesem Fall wird der Reedschalter zweimal geschlossen und geöffnet.

Senkrechte Bewegung

In Abbildung 32 befindet sich der Magnet senkrecht zum Reed-Schalter. Hier ist die x-y-Achse mit den entsprechenden Schließ-, Halte- und Öffnungspunkten dargestellt. Der Magnet bewegt sich entlang der y-Achse, ist aber um eine Strecke x von der y-Achse versetzt. Hier können zwei Schließungen und Öffnungen wie gezeigt stattfinden.

Abbildung #32. Die Öffnungs- und Schließpunkte sind für einen senkrecht montierten Magneten dargestellt, der sich senkrecht zur Achse des Reedschalters durch seinen Endpunkt bewegt. In diesem Fall wird der Reed-Schalter zweimal geschlossen und geöffnet.

Mit den oben genannten Schließ- und Öffnungsgrenzen in Bezug auf die Magnetanordnung kann eine Reihe von Schließ- und Öffnungskonfigurationen eingerichtet werden, wenn der Magnet
in mehr als einer Bewegungsachse bewegt wird, d. h. in einer Drehbewegung usw. In den oben genannten Fällen haben wir die Bewegung des Reed-Schalters in einer festen Position gehalten.

Durch Festhalten des Magneten und Bewegen des Reed-Schalters, wenn die Anwendung dies erfordert, wären die gleichen Schließ- und Öffnungsabstände zu erwarten. In einem Magneten können mehrere Pole vorhanden sein, und unter diesen Bedingungen werden sich die Schließ- und Öffnungspunkte ändern. Um die Schließ- und Öffnungspunkte zu bestimmen, sind unter Umständen Experimente erforderlich.

In Abbildung 33 steht der Magnet senkrecht zum Reed-Schalter. Hier ist die x-y-Achse mit der relativen Magnetbewegung entlang der tatsächlichen y-Achse dargestellt, und die Magnetbewegung ist relativ zur x-Achse festgelegt. Hier finden keine Schließungen statt.

Abbildung #33. Für einen vertikal montierten Magneten, der sich senkrecht zur Achse des Reedschalters und durch dessen Mittelpunkt bewegt, werden keine Schließpunkte gezeigt. In diesem Fall wird der Reedschalter überhaupt nicht geschlossen.

Verwendung eines Vormagnetisierungsmagneten

Das Vorspannen eines Reed-Schalters mit einem anderen Magneten ermöglicht einen normal geschlossenen Betrieb. Bringt man einen anderen Magneten mit entgegengesetzter Polarität in die Nähe der Magnet/Reed-Schalter
Schalter-Baugruppe bringt, werden die Kontakte geöffnet. Siehe Abbildung #34.

Abbildung 34. Ein Reed-Schalter kann mit einem Magneten vorgespannt geschlossen werden. Wenn ein zweiter Magnet mit entgegengesetztem Magnetfeld in die Nähe gebracht wird, öffnet sich der Reed-Schalter, so dass ein normalerweise geschlossener Sensor entsteht.

Die Verwendung eines Vormagnetisierungsmagneten ermöglicht auch den Betrieb des Reed-Schalters im Haltebereich oder Hysteresebereich, wodurch ein selbsthaltender Sensor entsteht. (siehe Abbildung #35) In dieser Situation,
muss der Vormagnet genau platziert werden, und der Betriebsmagnet muss auf bestimmte Bereiche beschränkt werden. Um vom bi-stabilen Zustand in den bi-stabilen Zustand zu wechseln, muss die Polarität oder Richtung des Betriebsmagneten umgekehrt werden.

Abbildung #35. Ein Reed-Schalter kann mit einem Magneten so vorgespannt werden, dass ein selbsthaltender Sensor entsteht. Wenn ein zweiter Magnet mit einer bestimmten Polarität in die Nähe gebracht wird, schließen sich die Kontakte. Zieht man den Magneten zurück, bleiben die Kontakte geschlossen. Bringt man einen
Magneten mit entgegengesetzter Polarität in die Nähe des Reed-Schalters, öffnen sich die Kontakte und bleiben geöffnet, wenn der Magnet zurückgezogen wird.

Standex Detect hat einen Überbrückungssensor entwickelt, der entweder als Schließer oder als Öffner arbeiten kann. Wenn eine Platte aus ferromagnetischem Material
(Metalltür usw.) an den Sensor herangeführt wird, schließt sich der Reed-Schalter; wenn er zurückgezogen wird, öffnen sich die Kontakte(Abbildung 36).
zum Betrieb des Brückensensors (siehe unsere MK02-Serie).

Abbildung #36. Standex Detect hat einen patentierten Brückensensor entwickelt, der keine externen Magnete benötigt. Wenn der Sensor in die Nähe eines ferromagnetischen Blechs oder einer Platte gebracht wird, schließen sich die Kontakte des Sensors
. Wenn das Blech zurückgezogen wird, öffnen sich die Kontakte.

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