干簧管的工作原理

干簧管又称簧片开关或磁簧开关，它是由WesternElectric 公司在1940 年发明的一种气密式密封的磁控机械开关，可以作为磁接近开关或者继电器使用，比一般机械开关体积小、速度高、工作寿命长，与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点，工作可靠性很高。干簧管的结构一般有两种，具体如图1 所示。干簧管内部由一对由磁性材料制造的弹性磁簧组成，磁簧密封于充有惰性气体的玻璃管中，磁簧端面互迭，但留有一条细间隙。磁簧端面触点镀有一层贵金属铑或钌，使开关性能稳定并延长使用寿命。　　

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干簧管的工作原理如图2 所示。在无磁场作用时，玻璃管中的两个簧片是分开的。当有磁性物质靠近玻璃管时，在磁场磁力线的作用下，管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触，使两个引脚所接的电路连通。外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，线路也就断开了。在实际运应用中，通常使用永久磁铁控制这两根金属片的接通与否，所以又被称为“磁控管”。

干簧管的性能特点

1）高可靠性：一般继电器的故障率制定为50ppm，因此为满足这个要求，干簧开关的质量水平要比50ppm 的要求高得多。可到目前为止，尚未有任何一个机电器件能够达到这样的质量水平。

2）高安全性：干簧管开关具有优良的绝缘性能。这种开关的绝缘电阻最高可达1015Ω，也就是其漏电流可以达到10-15A 的水平。这样特低的漏电水平在医疗电子设备中有着广泛的应用，比如插入人体的探针或心脏起博器，因为这些设备要求不能有任何漏电流接近心脏，即使微安或亚微安的电流就能改变心脏关键部位的电学性能。

3）高适应性：干簧传感器是密封的，由于干簧管的开关组件被气密式密封于一惰性气体中，因此它不会与外界环境接触，所以几乎能工作于任何环境而对湿度不敏感、不受外界空气干扰等；同时干簧管对环境温度没有特殊的要求，具有很广的温度适应能力：典型的工作温度范围可以从-50℃到+150℃，且无需特别的附加条件、限制或费用。

4）超长寿命：因为干簧管是无磨损组件，没有采用滑动组件，所以不会出现金属疲劳现象，确保实际上无极限的机械使用寿命。同时，由于其用惰性贵金属铑做成的触点，熔点高，能够减少电弧发电对触点表面的损耗，因此更能耐磨损，能维持更长的工作寿命。一般的干簧管在低级负载（在10mA 时低于5V 及更低）下工作次数可达百万次(OKI 系列干簧管的寿命一般保证在1 亿次以上)。这相当于半导体微细加工器件的数字。

5）结构紧凑、体积微小：干簧管能够安装在有限的空间，很适用于微型化设备。目前干簧管的最小尺寸已经达到Ф2.0×11.0mm。

6）优越的电性能：干簧开关具有一系列优异的电性能，比如其触头在导通时有极低的导通电阻，典型值低到50mΩ；其直接开关信号范围可以从几纳伏到上千伏，电流从飞安到安，频率从直流到6GHz 等。

7）高速度操作：由于每一可动组件只具有非常小的重量，因此操作速度很高，使干簧管成为能用于晶体管电路或集成电路的一种组件。

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