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选择微动开关的五个关键步骤

微动开关这种小型的机电开关自二十世纪三十年代问世以来,便不断地发展以满足各种不同的应用要求,包括航空航天、家用电器、锅炉控制、医疗设备、喷淋系统、测试设备、计时器及自动售货机等。微动开关通常用于检测温度、位置及液位。


精密的微动开关通常有三种规格:基本型、带操作手柄型、带操作手柄和外壳型。微动开关采用的是按挚和弹簧设计。

工程师们无论是要寻找应用于住宅供热或工业锅炉控制中的温控器,还是应用于大型油箱中的液位开关,都需要考虑以下5个关键特征:外形尺寸、电气要求(电压/电流)、可靠性(机械/电气寿命)、环境因素(危险环境、温度范围)及机构认证。下面5个关键步骤可帮您选择适合您具体应用的微动开关。

步骤1:了解开关的外形尺寸是如何影响其他特性的

选择微动开关时尺寸很重要。开关尺寸与其特性直接相关,包括电流范围、行程和操作力。例如,目前市场上最小的一种微动开关尺寸为0.50英寸 x 0.236英寸 x 0.197英寸 (LxWxH)。虽然这种微小的开关适合在紧凑型断路器中用于检测电路状态,但它通常仅能分断0.13安培 (A) 的电流,行程也较短。

需要更大电流的应用场合通常需要较大的开关。比如油箱应用中,用于检测液位的微动开关就需要能够提供大行程并承受大电流。通常在液位开关应用中,开关要直接驱动水泵并承载较大电流。这就需要一个额定电流在125VAC250VAC电压时为20A25A的大型微动开关。

提示:开关尺寸越小,其行程和能够分断的电流也就越小。

另外,开关的外形尺寸也影响到操作力。在理想情况下,工程师们需要的是一个具有低操作力和高电流容量的开关。但事实上在这两个参数之间需要一个折衷。在提供大电流承受范围的同时要保持良好的接触,微动开关就需要更强的弹簧,而这会使得开关的操作力及外形尺寸变大。操作力范围可从增压气动型应用中的2克,到电磁阀应用(需要较大操作力)中的8盎司。市场上最大的一种开关尺寸为1.94英寸 x 0.69英寸 x 1.3英寸 (LxWxH)

工程师们还应当注意到开关的差动行程开关跳闸位置与复位位置间的距离。其阈值根据不同的应用会有所不同。比如在温度开关应用中,开/关操作点应尽可能接近,差动行程应低至0.0001英寸。但是在液位泵应用中,差动行程过近则可能会导致补水泵过于频繁的启停,缩短水泵的使用寿命。

图片说明:霍尼韦尔的MICRO SWITCH™微动开关有多种配置可供选择,
能够满足工程师们的特定需求。

步骤2:了解您的电气要求

微动开关通常能够分断从5mA/5VDC25A/250VAC的电流。微动开关产品线提供了从低能耗型到功率负载电气型一系列产品,适用于各种应用。

工程师们必须知道具体应用所需的额定电流和电压(ACDC),以选择合适的开关。由于所有行业的各种设备都致力于低能耗,所以微动开关必须能够在低电流(逻辑电平负载)及直流电压下工作。

然而,也有一些应用需要能够分断大电流和高电压的开关,比如工业级泵应用。

除负载要求外,工程师们还必须选择合适的电路。开关触点必定是常开型 (NO) 和常闭型 (NC) 中的一种。对于NO型触点,通常情况下触点间并无电流通过。当开关动作后,触点关闭,电路连通。对于NC型触点,通常情况下触点间有电流通过。当开关动作后,触点打开,电路断开。

步骤3:考虑环境条件

环境要求对微动开关的选择影响很大,尤其是在如工业控制、医疗设备等要求高可靠和关键性应用中。了解应用的环境条件包括空气中可能进入开关的污染物、开关所处的液体以及工作温度要求等。

对于恶劣环境条件下的应用,您需要选择有着宽工作温度范围的密封型开关。高可靠的微动开关可在-65华氏度(-54摄氏度)350华氏度(177摄氏度)温度范围内工作,可轻松应对各种应用。同时,还要注意开关的防护等级应至少为IP67级,以防止液体侵入。这样便无需花费大量时间来设计一个可达到同样防护等级的外壳。

步骤4:明确工作使用寿命要求

开关的可靠性很关键。您需要明确一个应用到底需要多少次的电气和机械操作寿命?不同的开关有着不同的触点材料、外壳及端子,可以满足不同应用中的电气和机械寿命需求。

一个高可靠的微动开关在机械失效前可以操作1000万至2000万次,在电气失效前可在最大负载下操作5万至10万次。

至于不同质量开关间的细微价格差异,您需要考虑到使用的总成本。因为您不单单要为开关买单,还要为确保开关长时间无故障运行买单。在许多情况下,使用更可靠的开关所需的额外成本会被其在使用过程中较低的质保成本所抵消。

步骤5:检查机构认证要求

选择符合各种国际电气要求的开关可以帮助您简化针对不同区域的产品设计。一些主要的标准认证包括美国的UL认证、加拿大的cUL认证或CSA认证、欧洲的ENEC认证及中国的CQC认证。

在选择微动开关时,您需要考虑多个因素,如外形尺寸、负载要求、工作环境及可靠性,因此必须要了解实际的应用需求:需要多大尺寸的开关?需要的额定功率是多少?是否为低压应用?开关是否需要密封?开关是否需要承受极端温度?是否需要国际组织的认证?是否为关键性应用?一旦弄清楚了这些问题,选择适合该应用的开关就更加容易了。


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