Сегодня я хочу рассказать вам о таком явлении как дребезг контактов, а так же о том, с помощью каких действий стараются минимизировать и полностью нивелировать эффект от этого крайне нежелательного явления.
Оглавление
Что такое дребезг контактов
Причины возникновения дребезга
Чем так вредно "дребезжание"
Как устраняют и подавляют дребезг
Заключение
Что такое дребезг контактов
Итак, для начала давайте узнаем, что же это за явление дребезг контактов. Во всех электромеханических устройствах, которые предназначены для коммутации, присутствует как минимум одна контактная пара, с помощью которой как раз и происходит смыкание и размыкание электрических компонентов.
Главным недостатком электромеханических контактов является произвольные повторные коммутации после срабатывания контактной пары, по причине упругости контактной системы в целом.
Именно это явление и стали называть – дребезгом контактов и борются с ним почти с самого начала, как только появились элементы автоматизированных систем.
Причины возникновения дребезга
Когда взаимодействуют два упругих тела (под действием прижимной силы), происходит их незначительная деформация. При этом сила упругости стремится компенсировать деформирующее воздействие, в результате чего упругие тела получают обратный импульс и отталкиваются друг от друга (но прижимная сила вновь сталкивает пластины). Последующие отталкивания происходят с затухающей амплитудой, пока полностью не прекратятся.
Для демонстрации этого эффекта давайте проведем эксперимент: возьмем небольшой металлический шарик и бросим его с малой высоты на металлическую пластину. Так вот данный шарик, ударившись о пластину, подскочит обратно вверх, затем вновь ударится о пластину и вновь отскочит. Так будет продолжаться пока шарик полностью не замрет на пластине.
Этот простой эксперимент очень наглядно показывает, что такое дребезг контактов.
При соприкосновении жестких контактов так же возникает серия колебаний, которые провоцируют целую цепочку размыканий цепи. Итогом этих размыканий является целая серия импульсов, которую можно проиллюстрировать так:
Из рисунка выше видно, что идеальное срабатывание выражается одним прямоугольным импульсом. Реальное срабатывание, изображенное на рисунке, так же далеко от реальности, так как дополнительные помехи вносит искрение контактов.
При этом число касаний контактов зависит от:
1. Свойств компонентов коммутирующего узла.
2. Напряжения на обмотках коммутационного реле.
3. От упругости контактов и некоторых прочих факторов.
При этом проблема дребезга наблюдается и при размыкании коммутационной группы, но в гораздо меньшей степени.
Чем так вредно "дребезжание"
Для того, чтобы понять чем же вредно дребезжание, нужно рассмотреть процессы, проходящие во время этого действия.
Так вот, как только контакты находятся друг от друга на расстоянии достаточном для зажигания дуги, между ними начинает гореть дуга и чем мощнее коммутируемая мощность, тем больший разрушительный эффект она оказывает.
Например, в обычных выключателях света дребезг контактов просто игнорируется. А вот схемы разнообразных электронных устройств крайне болезненно переносят частые переключения токов.
Практически вся цифровая электроника воспринимает дребезг как целую череду сигналов. Эти ложные коды вполне могут привести к неправильной работе и даже выходу из строя чувствительной электроники.
Как устраняют и подавляют дребезг
Не внося конструктивные изменения в контактную группу нивелировать дребезг просто нереально. Примером успешной модернизации, после которой практически полностью устранена проблема дребезга, являются кнопки П2К или же в переключателях ползункового типа.
Но существуют и другие способы устранения дребезга, а именно:
Аппаратный способ
Для уменьшения коммутационного износа во всевозможных реле зачастую используют:
1. Шунтирующие RC – цепочки.
2. Варисторы.
3. Обратные диоды.
4. Стабилитроны.
5. Схемы, в которых использована комбинация нескольких устройств.
Данные цепочки позволяют снизить дребезг за счет сглаживания скачкообразных характеристик силы тока. Данные цепи монтируют параллельно нагрузке или же к контактной группе.
У каждой схемы есть как свои недостатки, так и явные преимущества.
Использование триггеров
Так же отлично справляются с подавлением дребезга контактов так называемые триггеры – специализированная электронная схема.
Данные схемы трансформируют аналоговый сигнал в цифру, а так же выполняют инверсию логических уровней.
В таких изделиях учитывается лишь часть сигнала, время которого превышает уставку. Переключение тригера осуществляется тогда, когда восходящий или нисходящий сигнал превышает верхний или нижний порог срабатывания.
Применение герконов
Герконы особенно в тех, где контактная группа смачивается ртутью, отлично подходят для коммутации маломощных цепей. За счет своей конструктивной особенности в герконах с ртутью практически отсутствует эффект дребезга.
Программный метод устранения
Для того чтобы нивелировать эффект дребезга в различных электронных устройствах применяют специальную программную обработку входящего сигнала. Данный метод довольно надежный и имеет всего лишь один несущественный недостаток – время задержки сигнала, может достигать (в зависимости от алгоритма обработки) до 0,1 секунды.
Программная обработка позволяет получать идеальный импульс, что гарантирует стабильную и надежную работу большинства цифровых устройств.
Заключение
Конечно, проблема дребезга контактов присутствует, и используемые методы подавления данного эффекта достаточно надежны и подходят для большинства современных схем.
Если понравилась статья, тогда оцените ее лайком и спасибо, что уделили ваше драгоценное время!
