Способ отбраковки герконов Советский патент 1987 года по МПК H01H11/04 G05B23/02 H01H1/66 

Нгшбретение относится к технологии изготовления (контроля) герметизированных магнчтоуправляемых контактов (герконов).

Очевидную трудность при изготовлении, герконов представляет отбраковка потенциально ненадежных герконов, имеющих загрязнения на контактных поверхностях в виде изолирующих слоев, окислов, полимеров, посторонних частичек. Все эти загрязнения увеличивают переходное сопротивление контакта герконов как сразу же после изготовления, так и в процессе их эксплу атации. При контроле переходного сопротив ления контакт-геркона может оказаться, что оно низкое из-за случайного контактирования по чистому участку поверхности, но, нетуверенности в том, что при любой последующей комму тации не будет отказа. Поэтому при контроле надо найти все возможные места контактирования с большим пере ходным сопротивлением контакта. Известны способы, заключающиеся в отбраковке сопротивления контактагерко ш при напряжении в милливольт, или единиц вольт, в выявлении отказов в течение заданного числа срабатываний, в измерении гистерезиса сопротивления и отбраковке герконов, имеющ1гх загрязнения, с помощью микро скопа и др. Однако эти,способы не позволяют проанализировать все наиболее вероят ные точки контактирования или отраба тывают значительную рабочего ресурса герконов. . Наиболее близким по технической сущности является способ отбраковки герконов, включающий в себя воздействие на геркон постоянного и переменного магнитных полей, обеспечиваю щих замыкание и взаимное перемещение контакт-деталей геркона, измерение падения напряжения на замкнутых контакт-деталях, обеспечение допустимог уровня величины переходного сопротив ления контактов геркона и отбор герконов по допустимому уровню величины переходного сопротивления контактов геркона. Данный способ заключается в том, что для поиска загрязнений в наиболее вероятных точках контактиро вания используются резонансные крутильные явления по эффекту Видемана,

а измерение производят обычным методом.

Сложность обеспечения способа, заключаетря в том, что для каждого конкретного геркона 1геобходимо : подбирать резонансную частоту (25-38 КГц) пропускаемого через геркон тока, определять МДС отпускания и выставлять МДС на определенное количество процентов больше, чем МДС отпускания, поддерживать постоянным и небольшим контактное нажатие при измерениях, учитывать влияние скин-эффекта, а учитакже пропускать через геркон. тывать влияние скин-эффекта, а также пропускать через геркон, находящийся при оде удержании достаточно большой ток, который может нарущать контактное покрытие, сложность устройства. Все это делает данный способ практически непригодным, для применения в массовом производстве. При этом, как важный фактор, следует отметить также то, что крутильные движения и естественные косинусоидальные процессы контактирования по характеру далеки друг от друга. Целью изобретения является повьшение надежности отбраковки герконов по величине переходного сопротивления контактов. Поставленная цель достигается тем, что в способе отбраковки герконов, включающем воздействие на геркон постоянного и-переменного магнитных полей, обеспечивающих замыкание и взаимное перемещение контакт-деталей геркона, измерение падения напряжения на замкнутых контакт-деталях, обеспечение допустимого уровня величины переходкого сопротивления контактов геркона и отбор герконов по допустимому уровню величины переходного сопротивления контактов геркона, воздействие переменного магнитного поля на геркон осуществляется в направлении его поперечной оси, проходящей через середину перекрытия контакт-деталей,причем в переменном магнитном поле обеспечивают различный градиент изменения напряженности вдоль указанной поперечной оси геркона относительно контакт-деталей, для размыканияконтакт-деталей геркона обеспечивают соотношение где |Н-| - модуль напряженности постоянного магнитного поля, - мо дуль напряженности переменного магнитного ПОЛЛ, устанавливают скважность наведениогЬ на концах контактдеталей сигнала в пределах 1,11,2, измерение падения напряжения на замкнутых контакт-деталях производят во всем диапазоне возможных контактных нажатий при условии IN |н-|, причем отбор геркона по допустимому уровню величины переходного сопротив ления контактов производят с учетом характера изменения величины переходного сопротивления контактов в процессе одновременного воздействия постоянного и переменного магнитных полей. Такое воздействие магнитных полей на контакт-детали геркона приводит к тому, что контактные поверхности контакт-деталей скользят (катятся) относительно друга друга, меняя точки контактирования. Соотношение максимальных значений напряженностей магнитных полей изменяют при измерениях в пределах 1:10 - 1:50. Это обеспечивает изменение контактного нажатия в герконе практически от нуля до максимума, который может быть обеспечен данной конструкцией геркона. Основное отличие данного способа отбраковки герконов, имеющих загрязнения на контактной поверхности, от Известных заключается в том, что отношение напряженности продольного поля к амплитуде переменного неоднородного поперечного поля по абсолютному значению подбирают так, что фиксация наиболее вероятных точек контактирования осуществляется не путем кручения, а путем взаимного качения контакт-деталей под действием Фарадеевой силы, что по физической природе наиболее близко к реальным процессам коммутации, в результате чего получают более оптимальные результаты от браковки. Другое отличие данного способа за ключается в том, что измерение падения напряжения на контактном переходе ведут в широком диапазоне контакт ных нажатий, что позволит определить большей вероятностью возможные отказы из-за загрязнений: от пленочных до изолирующих посторонних частиц. Кроме того, геркон коммутирует индуцированные в контакт-деталях в процессе их перемещения низкие уровни низкочастотного тока и напряжения со скважностью 1,1-2,0. На фиг.1 изображена схема, с помощью которой производилась отбраковка герконов; на фиг.2 схаматично показано распределение магнитных полей и физический принцип, поясняющий движение качения контакт-деталей в системе магнитных полей; на фиг.З приведены осциллограммы напряжения на нагрузке гецкона. Схема, с помощью которой проводилась отбраковка герконов, включает в себя электромагнит 1 переменного тока с полюсными наконечниками, имеющими форму радиуса и встречного клина, электромагнит постоянного тока в виде катушек 2, нагрузочное сопротивление 3, электронный осциллограф (Э.О) 4, ламповый милливольтметр 5, латр 6, геркон 7. Геркон помещают между полюсами электромагнита 1 в катушку 2. С помощью латра 6 в обмотку электромагнита 1 подают переменный ток. В катушку 2 подают постоянный ток. В результате в контакт-деталях наводится ЭДС индукции, которая распределяется на контактном переходе и нагрузке. Чем больше загрязнений на контактном переходе, чем больше переходное сопротивление контактов геркона, тем большее напряжение падает на него. Осциллографом или милливольтметром измеряют падение напряжения на нагрузке. Падение напряжения на контактном переходе равно разности между ЭДС, наведенной на вставке-свидетеле, и падением напряжения на на-v грузке. Величину наведенной ЭДС определяют перед отбраковкой герконов, помещая вставку-свидетель вместо геркона в систему магнитных полей в рабочем режиме напряженностей. I Вставка-свидетель представляет собой отрезок проволоки из сплава 52Н, впая1 ной в стеклянную колбу. Размеры отрезка проволоки и стеклянной колбы соответствуют контролируемым герконам. В данном способе принцип взаимного качения контакт-деталей происходит следующим образом. Контакт-детали намагничивают продольным постоянным полем Н- до их замыкания. Затем перпендикулярно плоскости контактирог аиия геркона включают переменное неоднородное магнитное поле, которое в зоне контакт-деталей достигает несколь ких тысяч эрстед. В зоне перекрытия контакт-деталей вдоль поперечной оси геркона сконцентрировано поперечное магнитное поле, которое перемагинчивает участок перекрытия в направлени попепечной о,си симметрии X. Магнитны силовые линии, пересекающие контактдетали под углом, частично захватыва ются контакт-деталями и их направление искажается. Если направление силовых линий постоянного И- и перемен ного Н полей совпадают, то происходит усиление магнитного потока в кон такт-детали, если направление силовых линий не совпадает, то происходи ослабление,потока. В результате изме няется контактное нажатие по длине перекрытия контакт-деталей. Одновременно с уменьшением контактного нажатия, в неоднородном поле, напряженность которого достаточно велика и достигает нескольких тысяч эрстед, на контакт-детали начина ет действовать сила, изгибая юс в на правлении максимального градиента напряженности магнитного поля. Этот динамический метод описан Секссимиттом и Фарадеем, Максимальный изгиб контакт-деталей будет при минимальном контактном сцеплении, которое ог раничивает прогиб. Когда МДС продольного поля становится меньше МДС отпускания, геркон размыкается под действием собственных упругих сил. В этот момент силы контактного нажатия равны нулю и отклоненне коитакт-деталеГ мак мально . Услогзием для этогО является м.чгнитное насьпдение контакт-деталей в поперечном поле. При уменьшении напряженности поперечного поля МДС в зоне перекрытия контакт-дяталей возрастает и геркон замыкается. Однако прогиб .контакт-деталей в этот момент больше, чем при том же соотношении полей перед размыканием, т.е. для системы полей в герконе существует гистерис контактных нажатий и гистерезис прогиба контакт-деталей. Осциллограммы падения напряжения на выгрузке наглядно показывают как меняются точки контактирования. Отклонения от наведенной формы электрического сигнала характеризуют наличие загрязнений в тех точках поверхности, по которым контактирует геркон. I В настоящее время в производстве геркона до 30% общей трудоемкости приходится на операции контроля,причем до 50% этого контроля сосредоточено на контроле посторонних частиц и -загрязнений. Процент 1-го предъявления продукции заказчику составляет в среднем 80%, основной брак при этом приходится на нестабильность переходного сопротивления контакта в связи с изменением точек контактирования от замера к замеру. Впедрение предложенного способа позволит резко снизить трудоемкость контроля, поднять процент 1-го предъявления в среднем на 10%.

0-LHЬ

СПОСОБ ОТБРАКОВКИ ГЕРКОНОВ, включающий в себя воздействие на геркон постоянного и переменного магнитных полей, обеспечивающих замыкание и взаимное перемещение контакт-деталей геркона, измерение падения напряжения на замкнутых контакт-деталях, обеспечение допустимого уровня величины переходного сопротивления контактов геркона и отбор гёрконов по допустимому уровню величины переходного сопротивления контактов геркона. Отличающийся тем, что, с целью повышения надежности отбраковки гёрконов по величине переходного сопротивления контактов, воздействие переменного магнитного поля на геркон осуществляют в направлении его поперечной оси, проходящей через се- редину перекрытия контакт-деталей, причем Н переменном магнитном поле обеспечивают различный градиент изменения напряженности вдоль указанной поперечно оси геркона относительно контакт-деталей, для размыкания контакт-деталей геркона обеспечивают соотношение - н-|, где (к-1 - модуль напряженности постоянного магнитного поля, | - модуль напряженности переменного магI нитного поля, устанавливают скважность наведенного на концах контакт(Л деталей сигнала в пределах 1,1-2,0, измерение падения напряжения на замкнутых контакт-деталях производят во всем диапазоне возможных контактных нажатий при условии I И- 1 , причем отбор гёрконов по допустимому уровню величины переходного сопротив00 ления контактов производят с учетом о характера изменения величины переход00 00 ного сопротивления контактов в процессе одновременного воздействия посо стоянного и переменного магнитных поГчЭ лей.

N