微动开关-欧姆龙学堂-技术指南.docx

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1、微动开关的定义 微动开关具有微小接点间隔和速动机构，用规定的行程和力进行开关动作的接点机构，被外 壳覆盖，其外部有传动器，且外形较小。下图为典型的微动开关构造的一个示例。微动开 关由5个大类的构成要素组成。微动开关用语说明般用语（1）一般用语微动开关：具有微小接点间隔和快动机构，用规定的行程和规定的力进行开关动作的接点 结构，用外壳覆盖，其外部有驱动杆的一种开关。（以下称开关）有接点：在开关类型 中，和具有开关特性的半导体开关相比，通过接点的机械开关来实现开关的功能。接触形 式：根据各种用途构成接点的电气输入输出电路（16）中显示。额定值：一般指作为开关特性和性能的保证基准的值，例如额定电流、

2、额定电压等，其前 提是特定的条件（负载的种类、电流、电压、频率等）。树脂固定（塑封端子）：在端子部位用导线配线后，通过填充树脂来固定该部分，消除露 出的带电部位来提高防滴性的方法。绝缘电阻：指非连接端子间、各端子和不带电金属部位间、各端子和地间的电阻值。耐压：在规定的测定部位加1分钟高电压后，不会引起绝缘损坏的临界值。接触电阻：表示接点的接触部位的电阻，但一般表示包含弹簧和端子部位导体电阻的电阻值。抗振性：误动作振动微动开关在使用时，由于振动闭合的接点在超过规定的时间内不分离 的振动范围。抗冲击性：耐久冲击指微动开关在运输中或者安装时不会受到由该机械冲击带来的各部位 的损伤，并满足动作特性的范

3、围内的冲击。误动作冲击?指微动开关使用时由于冲击闭合的接点在超过规定的时间内不分离的冲击范 围。（2）关于结构、构造的用语微动开关的结构、构造厂撞作体无示操作开美驱动杵的机械、 黄置的部分，凸轮和挡块等 机械设备的一部分.开美郎壳 保护开美机构 部位的盒怀， 也叫璧壳，接点间隔是固定接点和可动接点的间圈，开美的有败距岛,骐动肝为折关的一部分, 将来自汁部的力 量供导到内部的 弹黄姑构，推动 可劫十妾点进行开 关动作的结构， 接扭和操作摆 歼的总称，可附片指切换升美接点的 机构部分,有时也 叫可动弹司.-端子作为进行电气性衍入 翰出的电路的导电部 位的配住作业部分.（3）有关寿命的用语机械寿命：

4、指接点不通电，以规定的操作频率将过行程（OT）设定为规格值使其运行时的 开关寿命。电气寿命：在接点上连接额定负载，以规定的操作频率将过行程（OT）设定为规格值进 行开关时的开关寿命。（4）标准试验状态开关的试验条件如下。环境温度：202C、相对湿度：655%RH、气压：101.3kPa(5) N水平参考值表示可靠度为60%(入60)下的故障水平。入60=0.5x10-6/次表示在可靠度为60%下，故障率为次以下。(6) 接点的形状和种类(7) 接点间隔接点间隔规定为0.25mm、0.5mm、1.0mm、1.8mm 4种。接点间隔是设计时的目标。使 用时，需要最小接点间隔的话请另外确认后进行选择

5、。一般接点间隔的标准为0.5mm。对 于相同的开关机构，接点间隔越小MD就越小，灵敏度也越高，机械方面的寿命(寿命) 也越长，但直流的断路性能和抗振动、抗冲击方面就不利了。微动开关由于电流开关会损 耗接点，接点间隔变大，MD加大则灵敏度下降，因此为了实现高灵敏度使用接点间隔 0.25mm的微动开关时，必须保持较小的开关电流，以减小电流开关引起的接点损耗。接 点间隔大的产品，抗振动、抗冲击性和断路性能良好。关于MD (应差距离)请参见(10)动作特性用语(745页)。形状名 称主要使用 材料加工方法主要用途为了在微小负载区域得到稳定的接触可靠性时使用。接触方式为正交，使用金合金等具有优良耐环境性

6、的接点材料。需要特别高的可靠性时，也可使用有2个横杆的双横杆。横 杆金合金银 合金焊接或者铆接针银为了在继电器负载程度的负载区域中提高接触可靠性而使用。 将铆钉型接点的曲率半径R缩小到极小的1mm左右，目的 是提高每单位面积上的接点接触压力。O铆 钉银镀银银合金镀金在从一般用负载到高负载区域中最为广泛使用。对于固定接点，常采用为除去由于开关开合的生成物的沟槽加 工，以及为了防止银接点的氧化、硫化的影响而进行镀金。电视机的输入开关等开关较大的电流时，使用硬度高的银合金。(7)接点间隔接点间隔规定为0.25mm、0.5mm、1.0mm、1.8mm 4种。接点间隔是设计时的目标。使 用时，需要最小接

7、点间隔的话请另外确认后进行选择。一般接点间隔的标准为0.5mm。对于相同的开关机构，接点间隔越小MD就 越小，灵敏度也越高，机械方面的寿命（寿命）也越长，但直流的断路性能和抗振动、抗冲击方面就不利了。微动开关由于电流 开关会损耗接点，接点间隔变大，MD加大则灵敏度下降，因此为了实现高灵敏度使用接点间隔0.25mm的微动开关时，必须 保持较小的开关电流，以减小电流开关引起的接点损耗。接点间隔大的产品，抗振动、抗冲击性和断路性能良好。表示字符接点间 隔直流 电流 切断动作力和行程精度及寿命（寿命）抗振 动抗 冲击主要优 点H0.25mm极小高精度高寿命G0.50mmO小O一般用F1.00mm中OG

8、与E 的中间 特性E1.80mm大抗振动抗冲击性好:优:良 0：普通 :劣（8）速动机构速动机构，可以使可动接点迅速地从一个固定接点移动到其他固定接点，而尽可能不受操 作速度的影响。例如，即使是闸刀开关，如果快速操作手柄，动作就会变快，但是，操 作手柄的速度与接点运动速度相关的这种机构不叫速动型，而叫做缓动型。接点的开关速 度越快，接点间产生电弧的持续时间就会越短。这样，就会导致接点的消耗、损伤减少，并可以维持稳定的特性。但是，在该开关速度中， 除有效减少电弧量的速度界限（经济速度）夕卜，也有机械问题的界限，特别是，闭路时 如果开关速度过快，可动接点与固定接点的冲击能量就会变大，冲击形成的跳跃

9、现象（振 动或摩擦闭合）会产生电弧，此时会严重损耗接点，有时还会不能打开电路，导致接点熔化。进行这种快速动作的机构，一般会使用具备死点（从一个状态跳跃性地变化到其他 状态时的临界作用点）的弹簧机构。下图表示将拉力弹簧和压缩弹簧进行组合后，形成微动开关速动机构的示例。以下就有关双投型（Z）速动机构的动作原理进行说明。如下图所示，为开关的力的关系。在未对传动器施加外力的自由位置中，由于受到2个力 -F2与F0的影响，压缩弹簧的反作用力F1处于平衡状态。F0为将可动接点c推到固定 接点b的压力。接着，通过传动器对拉力弹簧的一部分施加力，使拉力弹簧移位，此时，N点的力F1 和F2将依次变大，夹角接近1

10、80，不久，仅F1和F2处于平衡状态，即F0 = 0。从自由 位置到F0 = 0间存在滑动作用，会使接点向水平方向移动，并进一步弯曲压缩弹簧。从F0 = 0的位置，通过进 一步施加外力，使拉力弹簧微量移位，就会产生反方向的力一F0，以弯曲压缩弹簧的最大 强力将可动接点c从下方向压出，可动接点c就会穿过空间向对面的固定接点a移动。利用这一动作原理，微动开关以开关固有的切换速度（离开速度）切换接点，而与按住 拉力弹簧时产生外力的速度无关。F0=0时的位置称为动作位置，与拉力弹簧的一部分通过 死点的位置基本一致。消除外力进行复位操作时，也是基于相同的原理，而此时弹簧的弯曲反作用力即为复位原 动力。微

11、动开关基于拉力弹簧和压缩弹簧的组合进行动作的原理图（9）接触电阻接点接触力特性接触电阻根据接点接触力而变化，下图表示了其关系。接点接触力变大的话接触电阻变得较稳定（变小），相反当接触力变小的话就开始变得不稳定（变大）。接触电阻接点接触力特性（10）动作特性的相关用语动作特性的定义分类用语略 称单位偏差 表示方 法定义复自 A帝i nPOF4TTP户.昵耘心9z开恙S?装ft中心力动作力(OperatingForce)OFN最大从自由位置运行到动作 位置必须加到驱动杆上 的力。回复力(ReleasingForce)RFN最小从总行程位置运行到复 位位置必须加到驱动杆 上的力总行程所需的力(Tot

12、al travelForce)TTFN从自由位置运行到总行 程位置必须加到驱动杆 上的力行程预行程(Pre travel)PTmm、度最大从驱动杆的自由位置到 动作位置的移动距离或 移动角度过行程(Over travel)OTmm、度最小从驱动杆的动作位置到 总行程位置的移动距离 或移动角度应差距离(Movement Differential)MDmm、度最大从驱动杆的动作位置到 复位位置的移动距离或 移动角度总行程(Total travel)TTmm、度从驱动杆的自由位置到 总行程位置的移动距离 或移动角度。位置自由位置(FreePosition)FPmm、度最大没有施加外力时驱动杆 的位置

13、动作位置(OperatingPosition)OPmm、度驱动杆受到外力，动接 点正好从自由位置状态 开始反转时的驱动杆的 位置复位位置(ReleasingPosition)RPmm、度减少驱动杆上的外力， 可动接点从动作位置状 态正好开始返回自由位 置状态时的驱动杆的位 置。总行程位置(Total travel Position)TTPmm、度驱动杆到达传动停止位 置时驱动杆的位置。关于偏差的解释例（例）Z-15G-B OF （动作力）2.453.43N解释：表示将加在驱动杆上的力从0开始增加到3.43N,无论哪个开关都应动作。开关行程 的设定请参考750页的关于操作行程设定。（11）力、冲

14、程、接点接触力特性微动开关的动作特性用力、冲程特性来表示。下图表示 这一特性。即将横轴冲程（传动器的行程）施加到纵轴传动器上，取得此时所施加的力。 微动开关的特点如下： 在动作时和还原时，力急剧变动，同时发出开关的切换音，由此可以判断开关的动作 位置（OP）和复位位置（RP）。 由于存在响应差的行程（MD），因此，即使操作传动器的操作体产生移动或上下晃动， 可动接点中的其中一个固定接点也是稳定的，因此，可动接点适用于机械检测用开关。 由于接点的切换会快速进行，因此，在电流开关时电弧连接时间较短的小型开关中，可 以开关较大的电流。下图表示冲程和接点接触力的关系。在自由状态下，随着将传动器逐渐押入

15、，接点接触力 将会逐渐减少，而到达OP后，接点接触力将会变为零，可动接点从常闭（NC）向常 开（NO）反转，随即产生接触力。如果再次押入传动器，NO侧的接触力将会增大。传 动器复位时，NO侧变为零，接着就会在NC侧产生接触力。（12 ）接点切换时间操作速度和接点切换时间的关系如右图所示。随着传动器的操作速度 逐渐变慢，接点切换时间会逐渐变长。因此，应用规定的最小操作速度来测定接点切换时 间。下图中的测定电流规定为如下：微小负荷用微动开关的通电电流为1mA，一般用途微 动开关的通电电流为100mA。如下图所示，接点切换时间为不稳定时间、反转时间及振动 时间之和，一般微动开关的接点切换时间为515

16、msec。这里，不稳定时间是由接触电 阻不稳定引起的，而接触电阻不稳定是由前述接点反转前的接点接触力降低及接点摩擦闭合 所导致的。was接点切挨时间与操作速度速动机构的机械反转会产生反转时间。可动接点冲击固定接点时的振动会产生振动时间。不 稳定时间和振动时间会使接点发热，引起接点熔化，而在和电子电路连接后，还可能会引 起电子电路的误动作。因此，设计微动开关时，应尽量缩短不稳定时间和振动时间。（13）接点的摩擦闭合根据速动机构的种类不同，有的微动开关在接点部几乎不发生摩擦闭合（滑动）。摩擦闭 合作用，指可动接点在某一接触力下在固定接点面上滑动的动作。下图表示可动接点动作 时和复位时的摩擦闭合说明

17、图。摩擦闭合会产生两种效果，即对接点表面的净化作用和因 冲击电流等引起接点熔化时的跳闸作用。(14)端子符号和接触形符号端子符号COM共通端于NC常闭端于NO常开端于(15)端子的种类注.此外，还有端子连接部为塑封的带导线产品和单触连接器对应型产品。(16)接触类型的种类名祢COMMCNO袈投型k接点COMNO常闭型山搂点）OOM 肥常开型澎点。rtMGCOM NOWCNO分朗接触型Z-1CF/-BQCOMNCNO 凸维持接触型Z-15ERcowlNC COM1MCNONO2网珞双投堇DE关于EN61058-1规格的用语防触电保护等级：表示防触电的等级，有如下4个等级。Class 0：作为防触

18、电措施只用基本绝缘来保护。Class I：作为防触电措施除了基本绝缘以外还加上地线来保护。ClassH：作为防触电措施用双重绝缘或加强绝缘来保护，不需要接地。Classm：作为防触电措施，由于使用了安全超低电压（50VAC以下，或者70VDC以下）电 路，因此不需要采取防触电措施。Proof Tracking Index （PTI）：指抗漏电指数。是在供试品中插入2根电极将规定的溶液（氯化铵0.1%）向电极间滴落50滴而不发生短 路的最大耐压值，有以下5种等级。UL黄皮书的CTI值和PTI的关系如下表所示。PTI基于UL黄皮书的分类500PLC等级1 400CTI600 （必须对材料厂家进行C

19、TI500认证的确认）375PLC等级2 250CTI400 （必须对材料厂家进行CTI375认证的确认）300PLC等级2 250CTI400 （必须对材料厂家进行CTI300认证的确认）250PLC 等级 2 250CTI400175PLC 等级 3 175CTI （电源电 压xl.5）但是，如果 Vc设定得过高的话， 对于高压就无法截断， 效果也将变差。请不要如下使用接点保护电路（浪涌抑制器）。对于断路时的消弧非对于断路时的消弧常有效，但接点开路时 C中储存了容量，因此 接点接通时C出现短 路电流，接点很容易熔非常有效，但是接 点接通时出现流向 C的带电电流，因 此接点很容易熔接。接。关

20、于连接关于接点型号Za，请不要在1个开关的接点上连接异极、异 种的电源。电源的连接例(异极的连接)不正确的电源连接例(异种电 源的连接)可能发生直流和交 流混合。即使在发生异常情况时，也不要出现短路 的电路。(可能导致导电部位的熔断)机械注意事项 关于操作行程的设定操作行程的设定将影响微动开关的可靠性。下图表示的是动作力-一行程-一接点接触力。要得到高可靠性，必须在合适的接触力 范围内使用。安装开关时，请特别注意。使用常闭(NC)接点时，操作体设定必须保证驱动杆能返回自由位置。此外，使用常开(NO) 接点时，请以动作行程(OT)的规格值的70100%为标准来安装。行程的设定在动作位置(OP)和

21、复位位置(RP)附近时，接触力会不稳定，无法保证较高的可靠性。此外，也容易由于振动和冲击产生误动作。行程设定在总行程位置(TTP)以上时，可能由于操作体的惯性力造成驱动杆和开关本体的损 坏，同时加到内部可动弹簧的应力也会变大，由此导致开关的寿命缩短。画PHT国 NOll 关于操作速度和操作频率操作频率和操作速度的设定，会影响开关的性能。请注意以下内容。操作速度极慢，则接点的切换将不稳定，可能导致接触不良和熔接等。操作速度极快，则会变成冲击动作，引起早期损坏。操作频率高，则接点的切换可能会跟不上。操作频率极低(1次以下/月)，接点表面会产生氧化膜，导致接触不良。容许操作速度、容许工作频率是用来表

22、示开关的可靠性的。开关的寿命是在特定操作速度下的数值，因此即使在容许操作速度、频率间，在某些条件下可能无法满足其寿命，请事前进行确认实验。 关于使用状态请不要在一直按下的状态下长期使用。否则会加快零件的劣化，改变其特性。 关于开关的操作方法开关的操作方法影响开关的性能。操作时请注意以下内容。请使用形状平滑的开关操作体（凸轮、挡块等）。开关的驱动杆快速回收，受到冲击时，可能导致驱动杆的破损、寿命的缩短。操作时请不要在驱动杆上施加偏负荷。否则局部摩擦可能导致驱动杆的破损、寿命的缩短。请根据驱动杆的动作方向进行操作。在针状按钮型中，请垂直按下按钮。滚珠摆杆以及R形摆杆等请从下图的方向进行操作。对滚珠

23、摆杆等的凸轮挡块的角度0请设定在3045的范围内。角度过大，会对摆杆造成 异常的横向应力。对驱动杆进行加工，就会对开关内部机构施加过剩的外力，导致其特性改变，开关失灵。将外装摆杆作为操作体使用时，为了根据开关的操作负载决定外加负荷，请确认材质、板 厚等。关于安装开关的固定安装开关时，建议您使用各种开关指定的安装螺钉，配合平垫圈、弹簧垫圈等。如果直接将 弹簧垫圈紧固上去，弹簧垫圈可能会陷入树脂产生裂缝，因此请如下图所示将平垫圈设置在 树脂上。此外，请注意紧固螺钉时，使用套筒扳手等时可能会产生过大的冲击和谐波，甚至 导致接点的粘着和开关的破损。请不要对开关本体进行扩大安装孔等的加工。关于固定剂等的

24、使用使用粘合剂、固定剂等情况下，请不要附着在开关的可动部位或进入开关内部。否则可能导致动作不良、接触障碍。此外，有些种类可能产生有毒气体造成恶劣影响，因此请充分确认 后使用。配线方法配线时请不要在导线上施加拉力。不正隔正确安装场所请不要在易燃性气体、爆炸性气体等环境中单独使用开关。开合时产生的电弧和热量等可 能导致着火或爆炸。开关不是防水密封结构，因此在油或水喷溅、飞散或者有尘埃附着的地方，请用保护盖 来防止直接飞沫。请将开关安装在不会直接接触到切屑或尘埃的位置。必须保证驱动杆和开关本体上不会堆 积切削屑和泥状物质。请不要在有热水（+60 C以上）的地方和水蒸气中使用。请不要在规定外的温度、户

25、外空气条件下使用开关。各机种允许的环境温度不同。(请确认本文中的规格)。如果有急剧的温度变化，热冲击会 导致开关松动，造成故障。操作人员不小心将开关安装在易发生误动作或事故的地方时，请加装外罩。开关受到连续的振动和冲击时，产生的磨损粉末可能导致接点接触不良和动作失常、耐久 性下降等问题。此外，如有过大的振动和冲击，可能会发生接点的误动作和破损等，因 此请将其安装在不会受到振动和冲击的位置和不会发生共振的方向上。使用银系接点时如果长期处于低频率使用或者微小负载使用状态，接点表面生成的硫化膜 不会被破坏，导致接点接触不良，因此请使用镀金的接点和微小负载用的开关。请不要在硫化气体(H2S、SO2)，

26、氨气(NH3)，硝酸气体(HNO3)，氯气(CI2)等恶性气体和高温多湿环境中使用开关，以免发生接点接触不良和腐蚀引起的破损等功能障碍。环境中如果存在硅气体，则电弧能量会使得氧化硅(SiO2)堆积在接点上，导致接触不良。 开关周围有硅油、硅填充剂、硅电线等硅制品时，请通过接点保护电路来抑制电弧并消除 产生硅气体的源头。维护检查安装时请确保其容易检查，方便更换。堪护困好堪护方便羔都朝向!更诗以葬 及单护更方哽安装方向在低负荷型开关上安装长摆杆时，请注意安装方向，保证摆杆的自重不会直接对按钮产生压 力。否则可能导致开关的复位不良。不正成正瑚关于和端子的连接焊接端子用钎焊烙铁进行焊接时，烙铁头的温度

27、请控制在380C以下。如果在焊接不良的情况下使 用，可能会引起异常发热，烧损。焊接温度和时间为350C5S以内或380C3S以内，长时间加热可能导致外壳溶解，导线 表皮被烧焦等，造成开关特性下降。接线片端子对接线片端子的连接请使用指定形状的接线片用插座直插入端子。如果从端子的横向或上下 方向施加过大的外力，可能造成端子变形和外壳破损。配线作业开关配线时，请确保开关本体和安装板之间的绝缘距离。如绝缘距离不够，请安装绝缘护罩或分离器。在把开关安装在金属体上时尤其要注意。导线请使用适合外加电压和通电电流的容量的产品。开关配线时，请不要在通电的情况下进行。隔板的使用担心绝缘距离无法确保或附近有其他金属

28、部件和铜线时，请使用带绝缘护罩的开关或使用另 售的分离器来确保绝缘距离。吏用、保存环境关于使用请不要往按钮部位、驱动部位等运动部位加油。否则可能引起工作失常、接触不良。关于保存环境保存开关时，为了防止由于端子（镀银）的硫化出现变色，请装入聚乙烯袋中。此外，请避免会产生有害气体的场所和高温、高湿场所。在有些保存场所，建议您对出厂后超过36个月的产品进行重新检查后再使用。微动开关故障解决故障部位故障状 况推测原因对策电气特性 不良接点部位接触不 良附着了杂质、尘埃等消除原因。或者装入箱， 使用密封型开关水等液体进入受到周围有害气体的影响，接点表面 产生了化学膜更换为具有耐环境性强 的接点材料（金、

29、合金 等）的开关在低负载区域的开关导致接点表面 产生化学膜焊接时焊剂进入重新检查焊接的方法。开关附近有硅气体。除去产生硅的物质。或 者调节接点容量，使接点 上无法生成硅化合物误动作受到振动和冲击，接点断开了更换为接点接触力强的 开关（一般为负载较大的 开关）熔着负载超过了接点的开关容量用高容量继电器、电磁 继电器进行负载的开关 或者插入接点保护电路。绝缘劣 化（烧 坏）电弧导致接点熔接用高容量的继电器、电 磁继电器进行负载的开 关温度高，环境温度变化大，很多水滴 进入。消除原因。或者装入箱 中，使用密封型开关液体进入并被电弧热碳化机械特性 不良驱动部位动作不 良驱动部受到过大的外力，运动部位被

30、 磨损。消除原因。或者使用强 度大的辅助驱动杆等。混入了杂质、尘埃、油等异物消除原因。或使用密封 型开关动作物体过重而无法复位。换成负荷大的开关开关安装不紧，发生摇动而无法在规 定的动作位置动作重新检查开关的紧固力低寿命挡块、凸轮的形状不合适改变挡块、凸轮的设计操作方法不恰当操作速度过快重新研究操作行程和操作速度等破损被施加了击打等过大的冲击载重消除原因。或者换成强度较大的开关铆接部位的铆接不良，及组装不良更换开关变形、脱落向驱动部位施加了过大的力且力的施加方向错误重新检查使用、操作的 方向安装部位破损螺钉紧固倾斜重新检查螺钉的插入方 法紧固力过大重新检查紧固力安装螺距偏斜修改螺距安装面不平修平安装面端子部位破损接线操作用力过大消除原因焊锡的热量导致塑料材料变形缩短焊接时间。或者 降低钎焊烙铁的温度。（参考各机种的请正 确使用）