はじめに
センシング環境でリードスイッチを使う場合、一般的には磁石で動作させる。センサーが正しく機能するためには、この相互作用を明確に理解することが重要。センサーは、ノーマリーオープン、ノーマリークローズ、切り替え、またはラッチングモードで動作する場合がある。
ノーマリーオープンモードでは、磁石をリードスイッチに近づけるとリード片が閉じる。磁石を離すとリード片は開く。ノーマリークローズセンサーでは、磁石をリードスイッチに近づけるとリード片が開き、磁石を離すとリード片は再び閉じる。ラッチングモードでは、リード片は開状態または閉状態のいずれかにある。磁石をリードスイッチに近づけると接点の状態が変わる。最初に開いていた場合は接点が閉じる。磁石を離しても接点は閉じたままになる。次に、磁気極性を変えて磁石を再びリードスイッチに近づけると、接点は今度は開く。
磁石を離しても接点は開いたままになる。さらに磁気極性を反転させ、磁石をもう一度リードスイッチに近づけると、接点は再び閉じ、磁石を離しても閉じたままになる。このようにして、ラッチングセンサー、または双安定状態センサーとなる。以下の図では、磁石を使用する際に注意すべきガイドラインを示す。磁界は三次元であることを忘れないでほしい。
永久磁石は、リードスイッチを動作させる最も一般的な磁石源。使用する方法は実際の用途によって異なる。これらの方法には、次のようなものがある：前後方向の動き。図#19を参照。
前後方向の動き
回転運動
回転運動（下の図#20参照）；平行運動を伴うリング磁石（図#21参照）
通過運動
磁気シールド
磁束の流れをそらすために磁気シールドを使用する。図#22参照。
ピボット運動
軸を中心としたピボット運動。図#23参照。
平行運動
平行運動（図#24、図#25、図#26、図#27、図#28）および、上記の垂直運動の組み合わせ（図#29、図#30、図#31、図#32）。
これら各アプローチを検討する前に、さまざまなリードスイッチと磁石の位置関係に伴う磁界、およびそれらのオン／オフ領域の特性を理解することが重要。実際の閉成点および開放点は、リードスイッチの種類や、磁石のサイズ・強さによって大きく異なる。まず、磁石とリードスイッチが平行なケースを考える。図#24では、開放領域と閉成領域がx軸とy軸上に示されている。これらの領域は、x軸に沿ったリードスイッチに対する磁石の物理的位置を表す。閉成点および開放点は、y軸に対して磁石を固定したまま、x軸に沿って磁石を動かす動きに対して定義される。ここでは、リードスイッチの閉成が起こり得る領域が3つ存在する。中央の領域がはるかに強いことに注意してほしい。また、グラフはy軸方向の距離に対する閉成点の相対的なイメージを示している。示されている保持領域はリードスイッチのヒステリシスを示しており、これはリードスイッチによって大きく異なる。液面制御では、保持領域が広い方が有利な場合があり、特に走行中の車両のように液面が常に乱れる状況では有効。図#24に示す構成を使うことで、リードスイッチから最も離れた距離でも閉成が可能になる。このアプローチは磁気効率が最も高い。
また平行運動では、磁石とスイッチが十分に近い場合、図#25に示すように、平行運動によって3回の閉成と開放が発生することがある。
磁石をリードスイッチからより離れた位置で通過させると、1回の閉成と1回の開放が発生する。平行運動を伴う平行用途で使用する磁石の別アプローチを図#26に示す。ここでは、閉成点が外側の小さい磁界領域を利用している。
平行用途で使う磁石の別アプローチとして、垂直方向の動きを伴うものを図#27に示す。ここでは、閉成点が内側のより大きい磁界領域を利用している。図#28では、垂直方向の動きが外側の磁界領域を利用している。
平行用途で使用する磁石の別アプローチとして、垂直方向の動きを伴うものを図#29に示す。この図はy-z軸を示している点に注意してほしい。磁石のいくつかの位置に対する閉成状態と開放状態が明確に示されている。
図#30では、磁石はリードスイッチに対して垂直。ここではx-y軸が示され、相対的な閉成点、保持点、開放点が示されている。磁石の平行移動はx軸に沿って行われるが、x軸からyの距離だけオフセットされている。ここでは2回の閉成と2回の開放が起こり得る。
図#31でも、磁石はリードスイッチに対して垂直。磁石の動きは引き続き平行だが、x軸上およびx軸に沿っている。リードスイッチの閉成は起こらない。
垂直運動
図#32では、磁石はリードスイッチに対して垂直。ここではx-y軸が示され、相対的な閉成点、保持点、開放点が示されている。磁石はy軸に沿って移動するが、y軸からxの距離だけオフセットされている。示すように、ここでは2回の閉成と2回の開放が起こり得る。
上記の磁石の配置に対する閉成／開放の境界を踏まえると、回転運動など、複数の運動軸で磁石を動かす場合に、さまざまな閉成／開放の構成を設定できる。また、上記のケースでは、リードスイッチの動きは位置を固定した状態としている。
磁石を固定してリードスイッチを動かす場合でも、用途がそれを必要とするなら、同じように想定される閉成および開放距離が得られるはず。1つの磁石に複数の極が存在することもあり、その条件では閉成点と開放点が変化する。閉成点と開放点を決定するには、実験が必要になる場合がある。
図#33では、磁石はリードスイッチに対して垂直。ここではx-y軸が示され、磁石の相対的な動きは実際のy軸に沿っており、磁石の動きはx軸に対して固定されている。ここでは閉成は起こらない。
バイアス磁石の使用
別の磁石でリードスイッチにバイアスをかけると、ノーマリークローズ動作が可能になる。反対の極性を持つ別の磁石を、磁石／リードスイッチのアセンブリに近づけると、接点が開く。図#34参照。
また、バイアス磁石を使用すると、リードスイッチを保持領域（ヒステリシス領域）で動作させられ、ラッチングセンサーを作れる。（図#35参照）この場合、バイアス磁石の正確な配置には細心の注意が必要で、動作磁石は特定の領域に制限する必要がある。双安定状態から双安定状態へ切り替えるには、動作磁石の極性または方向を反転させる必要がある。
Standex Detectは、ノーマリーオープンまたはノーマリークローズのいずれの状態でも動作できるブリッジングセンサーを開発した。強磁性材料のシート（金属ドアなど）をセンサーに近づけるとリードスイッチが閉じ、離すと接点が開く（図#36）。ブリッジセンサーの動作に外部磁石は不要（当社のMK02 Seriesを参照）。
