H
istoria czujników wykorzystuj¹cych efekt
Halla rozpoczê³a siê w roku 1879 na
Uniwersytecie im. Johna Hopkinsa w Bal-
timore. Wtedy to doktorant Edwin Hall
opublikowa³ artyku³ O nowym dzia³aniu magnesu na
pr¹d elektryczny. Donosi³ o odkryciu niewyt³uma-
czalnego dla ówczesnej nauki zachowania siê prze-
wodnika umieszczonego w polu magnetycznym. Otó¿
gdy przez taki przewodnik przep³ywa pr¹d, to w kie-
runku prostopad³ym do niego (jak i do pola magnetycz-
nego) powstaje napiêcie. Zjawisko to wykorzystano
póniej w technice pomiarowej konstruuj¹c ró¿ne
przyrz¹dy do bezstykowego pomiaru pr¹du i napiêcia.
Przez wiele lat czujniki Halla zajmowa³y wyobraniê
konstruktorów, bêd¹c ze wzglêdu na niezawodnoæ
daleko doskonalsz¹ alternatyw¹ dla dotychczaso-
wych rozwi¹zañ elektromechanicznych. Jednak¿e
w latach 40. ubieg³ego wieku firma Western Electric
wyprodukowa³a pierwszy na wiecie kontaktron,
który w po³¹czeniu z magnesem umo¿liwia³ stworze-
nie nowej generacji przekaników. Po ponad 60 la-
tach usprawnieñ jakoæ, niezawodnoæ i relatywnie
ma³y koszt sprawi³y, i¿ przekaniki kontaktronowe
znalaz³y zastosowanie w dziedzinach o najwiêk-
szych wymaganiach. Najlepszym przyk³adem s¹
uk³ady testuj¹ce ATE (Automatic Test Equimpent),
w których nie stosuje siê ¿adnych innych elementów
prze³¹czaj¹cych. W urz¹dzeniach ATE, w zale¿no-
ci od testowanego uk³adu (uk³ady scalone, ASICs,
p³yty drukowane) u¿ywa siê do 20 tys. kontaktronów.
Przy takiej liczbie niew³aciwe dzia³anie jednego
styku powoduje ju¿ powstanie b³êdu ok. 50 ppm.
Oznacza to, ¿e pojedynczy element prze³¹czaj¹cy
musi mieæ niezawodnoæ du¿o, du¿o wiêksz¹, zw³a-
szcza gdy pracuje 24 godziny na dobê przez 7 dni
w tygodniu.
Inne urz¹dzenia wymagaj¹ce zastosowania kontak-
tronów to: uk³ady zapewnienia bezpieczeñstwa w sa-
mochodach oraz aparatura medyczna (np. defibry-
latory, stymulatory serca), s³owem wszêdzie tam,
gdzie o awaryjnoci urz¹dzeñ chcia³oby siê zapo-
mnieæ.
Poni¿sze zestawienie ukazuje wiele zalet czujników
kontaktronowych wzglêdem hallotronowych:
1.
Koszt choæ generalnie sam element hallotro-
nowy jest tañszy, jednak¿e wymaga dodatkowego
uk³adu zasilania, a sygna³ wyjciowy musi byæ
wzmacniany co poci¹ga za sob¹ oczywicie dodat-
kowe wydatki.
2.
Kontaktron charakteryzuje siê pr¹dem up³ywu
rzêdu femtoamperów (10 tys. razy mniej ni¿ hallo-
tron), a w stymulatorach serca (pacemakers) pr¹d
up³ywu o natê¿eniu 0,1
µ
A mo¿e zmieniæ akcjê tego
wa¿nego dla nas narz¹du.
CZY¯BY ZMIERZCH
CZUJNIKÓW
HALLOTRONOWYCH?
3.
Kontaktron, ze wzglêdu na hermetyczne wykona-
nie, mo¿e pracowaæ praktycznie w ka¿dym rodo-
wisku.
4.
Kontaktron prze³¹cza pr¹dy w zakresie od femto-
do kilku amperów, napiêcia od nano- do kilowoltów
i dzia³a bez zarzutu przy czêstotliwociach do
7 GHz.
5.
Kontaktrony nie s¹ wra¿liwe na uszkodzenia elek-
trostatyczne, a hallotrony czêsto padaj¹ ofiar¹ prze-
piêæ.
6.
Szklana bañka kontaktronu wydaje siê mieæ ma-
³¹ wytrzyma³oæ mechaniczn¹, jednak¿e przechodzi
z powodzeniem test polegaj¹cy na spadku z wyso-
koci ok.1 m (tzw. three-foot drop), co daje wynik po-
równywalny z czujnikami hallotronowymi.
7.
Bez specjalnych modyfikacji i dodatków kontak-
tron pracuje bezawaryjnie w zakresie temperatur
_ 55
÷
150
o
C.
Czujniki kontaktronowe s¹ produkowane z myl¹
o wielu ró¿nych zastosowaniach. Meder Electronic
niew¹tpliwie najwa¿niejszy producent na rynku
europejskim wypuci³ na rynek kilka nowych typów
przekaników. Przyjrzyjmy siê im bli¿ej:
Seria H
zosta³a zaprojektowana z myl¹ o uk³a-
dach wysokonapiêciowych, w których trzeba prze³¹czaæ
napiêcia rzêdu kilowoltów. Dopuszczalne napiêcie
pracy wynosi 10 kV, a maksymalny przenoszony
pr¹d do 3 A. Napiêcie przebicia wynosi 15 kV, a rezy-
stancja miêdzy uzwojeniem a stykami 1000 G
Ω
.
Seria CR
obecnie najmniejsze na wiecie przeka-
niki kontaktronowe zamkniête w obudowach cera-
micznych s¹ zdolne do pracy przy czêstotliwociach
nawet 7 GHz, z czasem narastania impulsu mniej-
szym od 40 ps. Temperatura otoczenia mo¿e siêgaæ
nawet 260
o
C i w takich warunkach ten element
o wymiarach zaledwie 8,6 x 4,4 x 3,4 mm gwarantu-
je miliard prawid³owych operacji.
Seria MK21
przeznaczona do pracy w warun-
kach przemys³owych. Specjalna obudowa i wypro-
wadzenia pokryte teflonem czyni¹ je niewra¿liwymi
na wp³yw wody, paliw, olei, farb i wiêkszoci kwasów.
Napiêcie robocze wynosi do 400 V, a pr¹d przeno-
szony do 1 A.
Seria LS02
alternatywa dla kosztownych hallotro-
nowych czujników poziomu. S¹ wykonane z poli-
propylenu (u¿ycie w rodowisku wodnym) lub z two-
rzywa poliamidowego (odporne na rodowisko paliw,
olei i rozcieñczonych kwasów).
Zainteresowanych szersz¹ ofert¹ Meder Electronic
zapraszamy na stronê www.eltron.pl, gdzie mo¿na
zamówiæ bezp³atny katalog, oraz oczywicie na wi-
trynê producenta: www.meder.com.
n
Damian Zazula
zd
@
eltron.pl
Radioelektronik Audio-HiFi-Video 12/2002
Seria H
Seria MK21
Seria LS02
Seria CR
