動的接触抵抗（DCR）試験は、リードスイッチの性能を測定し、早期故障を防いで信頼性を向上させ、重要な用途での無故障動作を確実にする。
「動的接触抵抗は“真の”テストであり、リードスイッチの接触抵抗を測定して、故障のない動作と最大のスイッチング効率を確保するための方法です。」
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はじめに
リードスイッチは、製品やシステム内でのエネルギー伝達のプロセスをシンプルにしてくれるけど、リードスイッチには、初めて見る人が想像する以上のものがある。「スイッチング」という行為そのものの複雑さや、リードスイッチの機能に影響を与えうる要因の多さは、理解しておくべき重要なポイント。リードスイッチの健全性と機能は非常に重要で、さまざまな脅威にさらされるため、Standex Detectは動的接触抵抗テストを推奨している
動的接触抵抗テストとは？
動的接触抵抗は、“真の”テストであり、リードスイッチのリード片（ブレード）の接触抵抗を測定する方法。このテストにより、使用しているすべてのツールがリードスイッチに悪影響を与えていないことを確認できる。さらに、このテストは早期故障を排除し、装置や技術システムの長期的な信頼性を向上させる。
一般的な動的接触抵抗テストでは、リード接点を1秒あたり約100回動作させる。その速度で、接点が閉じてから約1ミリ秒後の接触抵抗を測定する。接点が清浄（接点に汚染物がない状態）で、リードスイッチが健全であれば、通常は良好な結果が得られる。ただし、わずかな問題でもあると、接触抵抗は1ミリ秒の時間枠内で落ち着かない。その結果、リードスイッチは却下、または不合格になる。DCRテストは、リードスイッチの状態と性能を調べる最も正確で効率的な方法。加えて、DCRテストはリードスイッチの製造中に修正すべき点があるかどうかの判断にも役立つ。
リードスイッチの機能に関しては、さまざまなものが障害になりうる。以下に挙げるような障害は、DCR不合格の原因になり得る：
- 通常は組み立てによる、過度なストレスがかかったリードスイッチ
- リードシールの小さな亀裂
- 破損したリードスイッチ
- 接点領域のメッキまたはスパッタリングが剥がれている
- ガラスカプセル内の空気汚染
- リード接点上の粒子
DCRテストの不合格がどんなふうに見えるか
以下は、さまざまなDCR不合格を示す電気的パターンの例。
DCR不合格「過度な接点バウンス」：接点の閉成力が弱いことを示し、スイッチ寿命を確実に短くする
DCR不合格「過度な動的ノイズ」と「過度な接点の揺れ」：どちらもガラススイッチシールのストレスまたは亀裂の可能性が原因
DCR不合格「接触抵抗の変動」：接点の汚染、シール漏れ、粒子、またはメッキ剥離が原因
動的接触抵抗テストの要因
DCRテストを行う際、採用するテスト手法を決める要因はいくつかある。たとえば、実施するテストや得られる結果は、以下の5つの要因に基づく。
- リードスイッチのサイズ
- コイルのインダクタンス
- 調和運動
- 電圧
- オーバードライブレベル
大きいリードスイッチは慣性が大きく、リード片がより剛性になる。これにより、初期のリード閉成時間が増加し、磁力がより強く、より高いインダクタンスを持つコイルが必要になり、臨界減衰した調和運動の影響も増大する。逆に、小さいリードスイッチは慣性が小さく、より柔軟で、その結果、大きいリードスイッチとは逆の挙動を示す。リードスイッチのサイズと、それに伴うコイルのインダクタンスは、動的なスイッチング特性に大きな影響を与えうる。リード接点が合わさるとき、一定の運動量を持って合わさるため、リードが振動する。この振動は臨界減衰調和運動と呼ばれ、DCRテストにおける重要な概念。
リードが臨界減衰調和運動を起こしている間、ガラスカプセル内で微視的に動いている。その動きはコイルが生成する磁界の中で発生し、金属が磁界中で動くと金属内に電流が誘起される。この電流が、DCRテストの測定における重要な要素になる。コイルのオーバードライブも、DCR測定を行ううえで重要なパラメータ。要するに、DCR測定が行われる実際の吸引（または閉成点）を超える電圧（または電流）のこと。
まとめ
リードスイッチは、シンプルな磁石があれば、ほぼあらゆる環境で開閉接点を利用できるという独自の能力を提供し、スイッチングの革新に大きな余地をもたらす。動的接触抵抗テストは、故障のない動作、最大効率、そしてリードスイッチングの継続的な革新を確保するために必須。この理由から、Standex Detectは、顧客に最高の品質と信頼性を届けるため、リードスイッチベースのコンポーネントを100% DCRテストしている。
慎重に設計されたソリューションについて詳しく知りたい場合は、チームまで連絡してね。
追加リソース
リードスイッチが永久磁石とどのように使われるかについて詳しくは、 Reed Technology Databookをダウンロードしてね。
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