Mikroschalter spielen als präzise elektromechanische Komponente eine unverzichtbare Rolle in vielen Bereichen. Von der automatischen Kontrolle in Haushaltsgeräten wie der Erkennung von Kühlschranktüröffnungs- und Schließ- und Wasserstandskontrolle in Waschmaschinen, bis hin zu präzisen Betrieb in industriellen Geräten, wie Grenzschutz in Werkzeugmaschinen und Prozessregelung in automatisierten Produktionslinien, und sogar bis zur Sicherheitsüberwachung in den elektronischen Systemen, wie bei der Sicherheitsüberwachung, in der Kfz -Systeme, wie bei der Auslöser des Airbags und der Rückmeldung, in der Keuchnote, bei der Micros -Schüsse, der Micros -. Gewährleistung des normalen Betriebs von Geräten. Bei der Verwendung von Mikroschaltern hören wir jedoch häufig die Konzepte des mechanischen Lebens und des elektrischen Lebens. Was genau sind die Unterschiede zwischen ihnen? Dies ist das Kernproblem, mit dem sich dieser Artikel befassen soll.
Die Definitionen des mechanischen Lebens und des elektrischen Lebens von Mikroschaltern
Definition des mechanischen Lebens
Die mechanische Lebensdauer eines Mikroschalters bezieht sich in einfachen Worten auf die vollständige Anzahl der Betriebszyklen, die der Schalter in einem rein mechanischen Aktionszustand standhalten kann, ohne die elektrische Belastung zu berücksichtigen. Ein vollständiger Betriebszyklus enthält den Vorgang, bei dem ein Switch nach einer Triggeraktion in seinen Anfangszustand zurückkehrt (z. B. normalerweise geöffnet oder normalerweise geschlossen). Die mechanische Lebensdauer spiegelt hauptsächlich die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der mechanischen Struktur eines Schalters wider, und es ist ein wichtiger Indikator, um zu messen, ob ein Schalter bei häufigen mechanischen Operationen die normale Wirkungsleistung beibehalten kann.
Definition des elektrischen Lebens
Die elektrische Lebensdauer bezieht sich auf die Anzahl der Betriebszyklen, die ein Mikroschalter normalerweise abschließen kann, um Schaltkreise unter bestimmten elektrischen Lastbedingungen zu verbinden und zu trennen. Im Gegensatz zur mechanischen Lebensdauer beinhaltet die elektrische Lebensdauer nicht nur die mechanische Wirkung des Schalters, sondern konzentriert sich auch auf den Einfluss elektrischer Faktoren auf die Leistung des Schalters, wie z. Diese Faktoren beschleunigen den Verschleiß und Alterung der Kontakte und beeinflussen dadurch die elektrische Leistung und die Lebensdauer des Switchs.
Welche Faktoren beeinflussen das mechanische Leben und die elektrische Lebensdauer von Mikroschaltern in Bezug auf
(I) Faktoren, die das mechanische Leben beeinflussen
Kontaktmaterial
Die Härte und Verschleißfestigkeit von Kontaktmaterialien haben einen erheblichen Einfluss auf die mechanische Lebensdauer. Kontaktmaterialien mit höherer Härte wie bestimmte hohe - Härtekomponenten in Silberlegierungen können während häufiger mechanischer Kontakt und Reibung besser widerstehen, die Verformung und den Verlust von Kontakten verringern und dadurch die mechanische Lebensdauer verlängern. Zum Beispiel funktioniert das Silber -Cadmiumoxid -Kontaktmaterial aufgrund seiner hervorragenden Verschleißfestigkeit und der Bogenerosionsbeständigkeit gut.
Frühlingsleistung
Die Feder ist eine Schlüsselkomponente in Mikroschalten, die Betriebskraft liefert. Seine Leistungsindikatoren wie elastischer Koeffizienten und Ermüdungsstärke beeinflussen direkt die mechanische Lebensdauer des Schalters. Eine Feder mit einem geeigneten elastischen Koeffizienten kann sicherstellen, dass der Schalter während des Betriebs über eine stabile Betriebskraft verfügt, sodass die Kontakte zuverlässig verbunden und getrennt werden können. Federn mit hoher Ermüdungsfestigkeit erleiden weniger wahrscheinlich einen elastischen Versagen unter langem - Term und häufiger Betrieb, wodurch der normale Betrieb des Schalters sichergestellt wird. Wenn der Elastizitätskoeffizient der Feder zu groß oder zu klein ist oder seine Ermüdungsfestigkeit nicht ausreicht, kann er zu Problemen wie unflexibler Schaltbetrieb und schlechter Kontakt der Kontakte führen, wodurch die mechanische Lebensdauer verkürzt wird.
Betriebsfrequenz
Die Betriebsfrequenz bezieht sich auf die Anzahl der vom Schalter abgeschlossenen Betriebszyklen innerhalb einer Zeiteinheit. Übermäßig hohe Betriebsfrequenz verhindert, dass die mechanischen Komponenten des Schalters ausreichend Ruhe und Genesung erhalten, wodurch die Ermüdung der Feder und den Verschleiß der Kontakte beschleunigt wird. Zum Beispiel müssen bei einigen hohen - -Reence -automatisierten Produktionslinien Mikroschalter möglicherweise häufig arbeiten. Wenn die Betriebsfrequenz ihren entworfenen Bereich überschreitet, wird die mechanische Lebensdauer erheblich verkürzt.
Umweltbedingungen
Umweltfaktoren wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Staub können auch die Lebensdauer von Maschinen beeinflussen. Hoch - Temperaturumgebungen beschleunigen die Alterung von Federn und die Oxidation von Kontaktmaterialien und verringern ihre Leistung. Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit können dazu führen, dass sich Wasserfilme auf der Oberfläche von Kontakten bilden, den Widerstand zwischen den Kontakten erhöhen und sogar elektrochemische Korrosion auslösen. Wenn Staub und andere Verunreinigungen in das Innere des Schalters eindringen, tragen sie die Oberfläche der Kontakte ab und beeinflussen den normalen Betrieb des Schalters. Zum Beispiel haben Mikroschalter im Freien häufig eine kürzere mechanische Lebensdauer als die in trockenen Innenumgebungen, die für lange Zeit harte Bedingungen ausgesetzt sind.
(Ii) Faktoren, die die elektrische Lebensdauer beeinflussen
Kontaktmaterial (Überschneidung mit mechanischer Lebens, aber unterstreicht unterschiedliche Merkmale)
In Bezug auf die elektrische Lebensdauer sollten Kontaktmaterial nicht nur den Verschleißfestigkeit berücksichtigen, sondern auch mehr Aufmerksamkeit auf ihren Widerstand gegen Lichtbogenerosion und elektrische Leitfähigkeit achten. Wenn die Kontakte die Schaltung anschließen und trennen, wird ein elektrischer Bogen erzeugt. Die hohe Temperatur des Bogens führt dazu, dass das Kontaktmaterial schmilzt und verdampft, was zur Bildung von Gruben und Vorsprüngen auf der Kontaktoberfläche führt, wodurch der Kontaktwiderstand erhöht und die elektrische Leistung beeinflusst wird. Daher können Kontaktmaterialien mit gutem Widerstand gegen die Bogenerosion wie Silber - -Nickellegierungen unter der Wirkung von ARC eine relativ stabile Leistung aufrechterhalten, den Kontaktverlust reduzieren und die elektrische Lebensdauer verlängern. In der Zwischenzeit kann eine gute elektrische Leitfähigkeit den Kontaktwiderstand zwischen den Kontakten verringern, den Energieverlust und die Wärmeerzeugung verringern und auch die elektrische Lebensdauer verlängern.
Lasttyp
Verschiedene Arten von Lasten haben einen signifikanten Einfluss auf die elektrische Lebensdauer von Mikroschaltern. Der Lichtbogen, der durch Widerstandslasten während der Verbindung und Trennung erzeugt wird, ist relativ gering, und die Erosion an die Kontakte ist relativ leicht. Wenn induktive Belastungen (wie Motoren, Relaisspulen usw.) gebrochen sind, erzeugen sie eine relativ hohe Elektromotivkraft mit hoher Zähler und bilden einen starken Bogen, der die Kontakte stärker untergräbt. Kapazitive Belastungen erzeugen bei der Verbindung erhebliche Inschussesströme und können auch Schäden an den Kontakten verursachen. Bei der Auswahl eines Mikroschalters muss daher seinen elektrischen Lebensindex anhand des tatsächlichen Lasttyps vernünftigerweise bestimmen.
Kontaktdruck
Der Kontaktdruck bezieht sich auf den Druck, den ein Kontakt in einem geschlossenen Zustand stand. Der geeignete Kontaktdruck kann einen guten Kontakt zwischen den Kontakten sicherstellen, den Kontaktwiderstand reduzieren und die Erzeugung von Bögen verringern. Wenn der Kontaktdruck zu klein ist, steigt der Kontaktwiderstand, die Wärmeerzeugung steigt, es ist leicht, einen Bogen zu verursachen und den Verschleiß des Kontakts zu beschleunigen. Wenn der Kontaktdruck zu hoch ist, erhöht er die Last der Feder, beschleunigt seine Müdigkeit und kann auch den Kontakt zur Verformung verursachen, was die elektrische Leistung beeinflusst.
Elektrische Umgebung
Elektrische Umgebungsfaktoren wie Spannungsschwankungen und elektromagnetische Interferenzen können auch die elektrische Lebensdauer von Mikroschalten beeinflussen. Übermäßige Spannungsschwankungen können während des Zusammenhangs und des Trennens des Schalters abnormale Bögen verursachen, wodurch der Verlust der Kontakte erhöht wird. Elektromagnetische Störungen können zu Störfunktionen von Schalter führen, ihren normalen Betrieb beeinflussen und sogar die elektronischen Komponenten in den Schalter beschädigen. Zum Beispiel müssen in einigen elektronischen Geräten aufgrund der komplexen elektromagnetischen Umgebung Mikroschalter gute Anti -- elektromagnetische Interferenzfunktionen haben, um ihre elektrische Lebensdauer zu gewährleisten.
Wie man das mechanische Leben von der elektrischen Lebensdauer eines Mikroschalters durch Tests unterscheidet
(I) Methoden für mechanische Lebenstests
Testgeräte und Prinzipien
In der Regel werden spezielle mechanische Lebenstester verwendet. Das Prinzip besteht darin, den Schalter wiederholt mit einer bestimmten Frequenz und Kraft zu betreiben, indem die tatsächlichen Betriebsaktionen des Schalters simulieren. Ein Tester besteht im Allgemeinen aus einem Antriebsmechanismus, einem Zähler und einem Steuerkreis usw. Der Antriebsmechanismus kann Operationen wie Drücken, Ziehen und Drücken des Schalters gemäß den festgelegten Parametern durchführen. Der Zähler wird verwendet, um die Anzahl der Betriebszyklen des Schalters aufzuzeichnen. Die Steuerschaltung ist für die Steuerung der Aktionsfrequenz und des Betriebsmodus des Antriebsmechanismus verantwortlich.
Testschritte
Installieren Sie zunächst den Mikroschalter, der am Tester getestet werden soll, und passen Sie die Testparameter ordnungsgemäß an, z. B. die Betriebsfrequenz und die Betriebskraft. Im Allgemeinen kann die Betriebsfrequenz gemäß der Nennbetriebsfrequenz des Schalters festgelegt werden, während die Betriebskraft den Entwurfsanforderungen des Schalters entsprechen sollte. Beginnen Sie dann den Tester und beginnen Sie den mechanischen Lebenstest des Schalters. Überprüfen Sie während des Testprozesses regelmäßig, ob der Betrieb des Schalters flexibel ist, ob die Kontakte in gutem Kontakt sind und ob abnormale Phänomene wie Jamming oder Lockerung vorhanden sind. Wenn der Schalter die angegebene Anzahl von Betriebszyklen oder Fehlfunktionen erreicht und nicht ordnungsgemäß funktioniert, stoppen Sie den Test und zeichnen Sie die tatsächliche Anzahl der Betriebszyklen auf.
(Ii) Methode für elektrische Lebenstests
Testgeräte und Prinzipien
Bei elektrischen Lebensuntersuchungen müssen Testgeräte verwendet werden, die die angegebene elektrische Belastung wie einen Elektro -Lebenstester bereitstellen können. Dieser Tester kann den Arbeitszustand eines Schalters in einer tatsächlichen Schaltung simulieren und die erforderliche Spannung, Strom und Lasttyp für den Schalter bereitstellen. Das Prinzip besteht darin, die auf {- aus der Schaltung zu steuern, damit der Schalter unter den angegebenen elektrischen Lastbedingungen ein- und ausgeschaltet wird und gleichzeitig die elektrischen Parameter des Schalters wie Kontaktwiderstand und Isolationswiderstand überwachen.
Testschritte
Schließen Sie den Mikroschalter an den Elektro -Lebens -Tester an und setzen Sie die vom Test erforderlichen elektrischen Parameter wie Spannung, Strom, Lasttyp usw. vor dem Test, führen Sie eine anfängliche elektrische Leistungsprüfung für die Switch- und Aufzeichnungsparameter wie den Kontaktwiderstand und den Isolationswiderstand durch. Beginnen Sie dann den Tester und beginnen Sie den Elektro -Lebenstest des Schalters. Während des Testprozesses werden die elektrischen Parameteränderungen des Schalters in Echtzeit überwacht. Wenn der Kontaktwiderstand den angegebenen Wert überschreitet, fällt der Isolationswiderstand in gewissem Maße ab oder andere elektrische Fehler treten im Schalter auf, der Test wird gestoppt und die tatsächliche Anzahl der elektrischen Betriebszyklen wird aufgezeichnet.
(Iii) Analyse und Vergleich der Testergebnisse
Die Leistung des mechanischen Lebenstests Ergebnisse
Nach Abschluss des mechanischen Lebenstests ist die Hauptbeobachtung, ob offensichtliche Verschleiß, Verformung oder Beschädigung der mechanischen Komponenten des Schalters vorhanden sind. Ob beispielsweise schwere Verschleißmarkierungen auf der Kontaktoberfläche, unabhängig davon, ob die Feder Müdigkeitsfraktur oder elastisches Versagen erlebt hat, und ob der Betriebsmechanismus festhält, usw. Wenn die mechanischen Komponenten des Schalters nach Erreichen der angegebenen Anzahl der Betriebszyklen immer noch eine gute Leistung aufrechterhalten können, kann die mechanische Lebensdauer der Anforderungen entspricht.
Leistung von Elektro -Lebenstestergebnissen
Die Ergebnisse des elektrischen Lebenstests spiegeln sich hauptsächlich in den Änderungen der elektrischen Leistung des Schalters wider. Mit zunehmender Anzahl der Betriebszyklen nimmt der Kontaktwiderstand allmählich zu und der Isolationsbeständigkeit nimmt allmählich ab. Wenn der Kontaktwiderstand bis zu einem gewissen Grad zunimmt, wird der Spannungsabfall in der Schaltung zunimmt, was den normalen Betrieb der Geräte beeinflusst. Wenn der Isolationswiderstand bis zu einem gewissen Grad fällt, kann sie elektrische Fehler wie Leckagen und Kurzschluss verursachen. Durch die Überwachung der Änderungen dieser elektrischen Parameter ist daher möglich zu bestimmen, ob die elektrische Lebensdauer des Schalters den Anforderungen entspricht.
Was sind die Unterschiede in den Fehlermodi zwischen der mechanischen Lebensdauer und dem elektrischen Lebensleben von Mikroschalten
(I) Mechanische Lebensversagensmodus
Kontaktkleidung
Während häufiger mechanischer Operationen treten Reibung und Kollision ständig zwischen den Kontakten auf, wodurch sich die Oberfläche der Kontakte allmählich abnutzt. Mit zunehmender Verschleiß ändert sich die Größe der Kontakte, die Kontaktfläche nimmt ab und die Kontaktwiderstand steigt. Dies kann schließlich dazu führen, dass die Kontakte den Schaltkreis normalerweise nicht anschließen oder trennen können.
Frühlingsfraktur
Nach langer Zeit wiederholten Stress ausgesetzt, erleiden Federn Müdigkeit, was zu einer allmählichen Abnahme ihrer Elastizität führt. Wenn sich die Müdigkeit in gewissem Maße ansammelt, kann die Feder brechen, wodurch der Schalter seine Betriebskraft verliert und nicht normal handeln kann.
Der Betriebsmechanismus steckt fest
Aufgrund des Eintritts von Staub, Verunreinigungen und anderen Substanzen in den Innenraum des Schalters oder des Verschleißes und der Verformung mechanischer Komponenten kann der Betriebsmechanismus hängen bleiben und verhindern, dass der Schalter normale Betriebsaktionen ausführt. Wenn beispielsweise die Lücke zwischen der Push -Stange und dem Gehäuse zu klein ist, neigt sie dazu, durch Staub verstopft zu werden, was verhindert, dass sich die Push -Stange frei bewegen.
(Ii) Ausfallmodus für elektrische Lebensdauer
Kontaktfusionsschweißen
Beim Anschließen und Trennen der Stromkreise wird ein starker Bogen zwischen den Kontakten erzeugt. Die hohe Temperatur des Bogens führt dazu, dass die Oberfläche der Kontakte zusammen schmilzt und schweißt, was dazu führt, dass der Schalter den Schaltkreis normalerweise nicht trennen kann. Das Kontaktfusionsschweißen ist ein relativ schwerwiegender elektrischer Fehlermodus, der ein Versagen von Geräten oder sogar Sicherheitsunfällen verursachen kann.
Oxidation und Korrosion der Kontakte führen zu schlechtem Kontakt
In einer feuchten Umgebung mit korrosiven Gasen ist die Oberfläche der Kontakte anfällig für Oxidation und Korrosion und bildet einen Oxidfilm oder Korrosionsprodukte. Diese Oxidfilme und Korrosionsprodukte erhöhen den Widerstand zwischen den Kontakten, was zu einem schlechten Kontakt führt und den Schalter beim Anschließen der Schaltung Wärme und Funken erzeugt, wodurch die Schädigung der Kontakte weiter beschleunigt wird.
Isolationsaufschlüsselung
Unter hohem - Spannung oder hoher - Feuchtigkeitsbedingungen kann das Isoliermaterial des Schalters einen Isolationsaufbruch erleben, was zu Kurzschaltungen zwischen den Kontakten oder zwischen den Kontakten und dem Gehäuse führt. Durch den Durchbruch der Isolierung kann der Schalter seine Isolationsleistung verlieren, verhindern, dass er ordnungsgemäß funktioniert, und kann sogar zu schwerwiegenden Folgen wie elektrischen Bränden führen.
Abschluss
Zusammenfassend gibt es signifikante Unterschiede zwischen der mechanischen Lebensdauer und dem elektrischen Lebensleben von Mikroschaltern in Bezug auf Definition, Einflussfaktoren, Testmethoden und Versagensmodi. Die mechanische Lebensdauer konzentriert sich hauptsächlich auf die Haltbarkeit des Schalters unter reinem mechanischer Wirkung, der von Faktoren wie Kontaktmaterial, Federleistung, Betriebsfrequenz und Umgebungsbedingungen beeinflusst wird. Auf der anderen Seite konzentriert sich die elektrische Lebensdauer auf die Zuverlässigkeit des Schalters unter bestimmten elektrischen Lastbedingungen und steht in engem Zusammenhang mit Faktoren wie Kontaktmaterial, Lasttyp, Kontaktdruck und elektrischer Umgebung. Durch spezielle Testmethoden können die beiden unterschieden und bewertet werden und haben auch unterschiedliche Fehlermodi. Das Verständnis dieser Unterschiede ist für die Auswahl, Verwendung und Aufrechterhaltung von Mikroschalten von großer Bedeutung. In praktischen Anwendungen sollten wir basierend auf den Arbeitsbedingungen und Anforderungen der Geräte rational Mikroschalter mit geeigneter mechanischer und elektrischer Lebensdauer auswählen und regelmäßige Inspektionen und Wartung durchführen, um den normalen Betrieb und die Sicherheit der Geräte sicherzustellen.
