Знакомство с герконом

Геркон - мудреное на первый взгляд слово геркон составлено из первых букв двух слов — герметизированные контакты. Но это не просто контакты, упрятанные в герметичную стеклянную колбу. Каждый контакт представляет собой плоский лепесток из магнитомягкого сплава. Свободные концы контактов внутри колбы отстоят друг от друга на небольшом расстоянии — 30—150 мкм.

Если к геркону приблизить постоянный магнит, то контакты намагнитятся и притянутся друг к другу. Электрическая цепь, в которую включен геркон, будет замкнута. Когда управляющее поле уменьшится, контакты под действием сил упругости разомкнутся. Чтобы снизить переходное сопротивление контактов и предотвратить их залипание, соприкасающиеся поверхности контактов покрывают серебром, золотом, родием и другими благородными металлами или их сплавами. А чтобы при размыкании контактов уменьшить образующуюся между ними искру, стеклянную колбу заполняют инертным газом или в ней создают разрежение.

Каковы преимущества герконов по сравнению с обычными механическими контактами, например контактами электромагнитных реле? Это, прежде всего, высокое сопротивление изоляции (не менее 10 в 9 степени Ом), большой срок службы (до 10 в 8 степени срабатываний), малое электрическое сопротивление (0,05—0,2 Ом), большой диапазон рабочих температур (от —60 до + 150°С), возможность коммутации цепей с малыми (единицы микроампер) токами и частотой до 100 МГц.

Герконы обладают интересной особенностью — срабатывают только при расположении и перемещении магнита во вполне определенной зоне относительно геркона. Если, к примеру, магнит расположен параллельно оси геркона и движется перпендикулярно ей, то зона срабатывания (то есть область положений магнита, соответствующая замкнутым или, наоборот, разомкнутым контактам) геркона одна и достаточно широкая (см на рис. выше, слева). Установив вблизи геркона вспомогательный магнит, можно добиться сужения зоны срабатывания (в данном случае — размыкания контактов) и расположения ее с одной стороны от геркона.

Чтобы получить две и даже три зоны срабатывания, магнит нужно расположить и перемещать относительно оси геркона так, как показано на рис. выше справа. Эти особенности управления герконами позволяют использовать их в самых различных устройствах: промышленных автоматах, индикаторах уровня жидкости, тахометрах, антенных переключателях, регуляторах напряжения или температуры, вычислительных машинах.

Герконами можно управлять не только с помощью постоянного магнита, а и с помощью электромагнита. Если геркон поместить внутрь катушки и пропустить через ее обмотку ток, геркон сработает и замкнет электрическую цепь. Таково в простейшем виде реле с применением одного геркона. В тех случаях, когда реле должно быть многоконтактным, внутри катушки помещают стальной сердечник, а герконы располагают поверх обмотки.

Промышленность выпускает герконы с нормально разомкнутыми, нормально замкнутыми и переключающими контактами. Кроме того, различные герконы рассчитаны на ту или иную предельную частоту коммутации (от 10 до 200 в секунду), что позволяет использовать их в триггерах, генераторах импульсов, преобразователях постоянного напряжения в переменное и других устройствах.

Один из параметров, характеризующих геркон, — магнитодвижущая сила срабатывания, выражаемая в справочных таблицах в ампервитках, при которых происходит срабатывание геркона. Чем меньше значение этого параметра, тем более чувствительным к магнитному полю можно считать геркон.

Для того чтобы узнать величину магнитодвижущей силы срабатывания геркона можно воспользоваться простым способом. Намотайте на катушку из-под ниток 2000 - 3000 витков провода ПЭВ-1 0,15—0,2, а внутрь катушки вставьте испытываемый геркон. К выводам геркона подключите щупы омметра, который будет выполнять роль индикатора замыкания контактов геркона. Выводы обмотки катушки соедините последовательно с переменным резистором (его сопротивление подбирают экспериментально), миллиамперметром и батареей питания 4.5 Вольта. Изменяя сопротивление резистора, добиваются срабатывания геркона (об этом известит показания омметра). Остается перемножить значение протекающего при этом тока на число витков обмотки — получится величина магнитодвижущей силы срабатывания данного геркона. Проверив таким способом все герконы, можно отобрать наиболее чувствительные из них.