Littelfuse zu den Vorteilen von Reed-Kontakten in Messanwendungen

Auf Reed-Kontakte als altbewährte Technik zurückgreifen

25. September 2015, 9:08 Uhr | Von Tim Patel, Technical Marketing Manager bei Littelfuse

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Anpassung

Äußerst geringe Leistungsaufnahme durch Abfrage

Einfache Anpassung

Halbleiter-Magnetschalter werden im Allgemeinen als Standardlösung konzipiert und in bis zu drei größeren (ungenauen) Empfindlichkeitsbereichen angeboten. Wenn die Empfindlichkeit oder Aktualisierungsrate nicht den Anforderungen einer Anwendung entspricht, ist es schwierig, eine maßgeschneiderte Lösung zu finden, die engere Toleranzen bietet.

Die Empfindlichkeitsbereiche von Reed-Schaltern hingegen lassen sich meist leicht an die Anforderungen einer bestimmten Anwendung anpassen. Zum Beispiel kann eine Anwendung 8 bis 11 AW benötigen, während eine andere Anwendung 25 bis 30 AW erfordert. Diese Vielseitigkeit können Halbleiter-Sensor-Bauteile nicht bieten. Zusätzlich stehen Reed-Schalter in verschiedenen Ausführungen bei den Gehäusen und Kontaktmöglichkeiten – Öffner, Schließer sowie als einpoliger Umschalter oder Wechselkontakt – zur Verfügung, so dass sie sich leicht in viele Anwendungen integrieren lassen.

Micropower- und Nanopower-Halbleiter-Schalter arbeiten nicht kontinuierlich. Im Schlafmodus wird das Magnetfeld nicht erfasst und der Ausgang nicht aktualisiert. Bei einer Ruhezeit von 100 ms wird der Ausgang zehnmal pro Sekunde aktualisiert. Wenn der Magnet, der erfasst werden soll, sich zu schnell bewegt, kann der Sensor somit nicht mithalten, wodurch Messfehler entstehen können. Reed-Schalter haben keine Ruhezeit, können also mehrere hundertmal pro Sekunde arbeiten.

Inhärente Schaltpunkt-Hysterese

In der Sensortechnik bezeichnet die Hysterese die Differenz der Magnetfeldstärke zwischen Einschaltpunkt und Abschaltpunkt des Bauteils. Ein gewisses Maß an Hysterese ist wichtig in Mess-Anwendungen, in denen die erfasste Bewegung an jedem Punkt in einem Rotationszyklus stoppen kann. Ohne Hysterese könnte eine sehr kleine Veränderung des Magnetfelds den Ausgang unbeabsichtigt beeinflussen und damit zu einem Messfehler führen.

Eine solche Abweichung kann durch externe Magnetfelder, beispielsweise durch Stromleitungen oder Motoren, entstehen oder auch durch das Magnetfeld der Erde, das 0,25 bis 0,65 Gauss (0,025-0,065 mT) beträgt. Diese unkontrollierten magnetischen Felder begrenzen sowohl die minimal erforderliche Hysterese für ein robustes Design als auch die nutzbare Empfindlichkeit der Sensoren.

Eine möglichst kleine Hysterese ist wichtig für die Konstruktion einer robusten Mess-Anwendung. Bei Halbleiter-Magnetsensoren muss die Hysterese zum verschalteten Erfassungselement zugerechnet werden. Das heißt, sie ist festgelegt und nur schwer kontrollierbar. Im Gegensatz dazu haben Reed-Schalter wegen ihrer magneto-mechanischen Konstruktion eine inhärente Hysterese und bieten damit eine höhere Zuverlässigkeit für die Mess-Anwendung.

Reed-Schalter im Markt für Mess- und Regeltechnik

Reed-Schalter sind eine bewährte Technik mit einer langen Erfolgsgeschichte. Ihre hermetisch abgeschlossenen Kontakte empfehlen sie für viele elektronische Anwendungen. Sie liefern zuverlässige Schaltinformationen ohne einen physischen Kontakt – auch unter extremen Umwelteinflüssen wie Schmutz, Staub, Feuchtigkeit, Gasen oder Ölen. Wegen ihrer Haltbarkeit und Zuverlässigkeit kommen sie bevorzugt in anspruchsvollen Anwendungen zum Einsatz, etwa in der Automobilelektronik, Medizintechnik, Sicherheitstechnik, Messdatenerfassung, Unterhaltungselektronik und in Haushaltsgeräten. Darüber hinaus ermöglichen sie eine längere Produktlebensdauer. Weil sich alle beweglichen Teile in einem hermetisch abgeschlossenen, mit Inertgas gefüllten Glasrohr befinden, unterliegen sie kaum mechanischem Verschleiß. Je nach elektrischer Last erreicht die Betriebsdauer 50 Jahre und eine Milliarde Schaltzyklen.

Die weltweite Nachfrage nach Reed-Schalter-Technik hat sich kontinuierlich auf über 1 Milliarde Stück pro Jahr erhöht. Die Hersteller sind entsprechend ständig um Produktverbesserungen bemüht, damit Reed-Schalter auch weiterhin die sich wandelnden Bedürfnisse des Marktes erfüllen.

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