 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( ноябрь 2016 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон ) |
В электротехнике управления ступенчатый переключатель или ступенчатое реле , также известное как униселектор , представляет собой электромеханическое устройство, которое переключает путь входного сигнала на один из нескольких возможных путей выхода, управляемых последовательностью электрических импульсов.
Шаговые переключатели в основном использовались в первых АТС для маршрутизации телефонных звонков . Позже их часто использовали в промышленных системах управления. Во время Второй мировой войны японские шифровальные машины, известные в США как CORAL , JADE и PURPLE, содержали их. Для криптоанализа немецких шифров Enigma взломщики кодов в Блетчли-Парке использовали униселекторы, приводимые в действие постоянно вращающимся двигателем, а не серию импульсов в машинах Bombe . [1]
В униселекторе шаговый переключатель перемещается только вдоль или вокруг одной оси, хотя несколько наборов контактов часто работают одновременно. В других типах переключателей , таких как переключатель Строуджера , изобретенный Алмоном Брауном Строуджера в 1888 году, механическое переключение происходит в двух направлениях через сетку контактов.
Одноосные ступенчатые переключатели [ править ]
Шаговые переключатели широко использовались в телефонии и промышленных системах управления, когда электромеханические технологии имели первостепенное значение.
Базовый шаговый переключатель - это поворотный переключатель с электрическим приводом, имеющий одну (обычно входную) клемму и несколько (обычно выходных) клемм. Как и другие типичные поворотные переключатели, одиночный вывод подключается к одному из множества выводов, поворачивая контактный рычаг, иногда называемый дворником, в желаемое положение. Переход из одного положения в другое называется пошаговым, отсюда и название механизма. Используя традиционную терминологию, это однополюсный многопозиционный переключатель.
В то время как некоторые шаговые переключатели имеют только один полюс (слой контактов), у типичного переключателя их больше; в последнем случае все дворники выровнены и двигаются вместе. Следовательно, один вход с несколькими проводами может быть подключен к одному из нескольких выходов на основе приема одного набора импульсов. В этой конфигурации вращающиеся контакты напоминали опоры для головы в современном жестком диске. Многополюсные переключатели были обычным явлением; у некоторых было до дюжины полюсов, но такие встречались реже.
Большинство переключателей имеют набор неподвижных контактов, занимающих более половины цилиндра, в то время как некоторые имеют только треть цилиндра. Типичный переключатель типа «полуцилиндр» имеет два набора контактов стеклоочистителя, расположенных напротив друг друга, в то время как тип «третьего цилиндра» имеет три набора, расположенных на равном расстоянии. Для любого заданного уровня подключены оба или все три дворника, поэтому не имеет значения, какой из двух (или трех) подключается. Когда требовался доступ к большему количеству выходных отверстий, ротор имел два набора дворников, расположенных напротив друг друга, но смещенных по вертикали: на первом полуобороне был открыт доступ к одному набору выходов; доступ ко второму набору выходов был осуществлен во второй половине оборота.
Электромагнит перемещает (переводит) дворники в следующее положение, когда на них подается импульс постоянного тока. Якорь магнита (подпружиненный) приводит в действие собачку, перемещающую храповик. Когда собачка достигает своего полного хода, она блокирует храповой механизм, поэтому он и дворники не проскальзывают. Когда питание катушки отключается, пружина втягивает собачку. Другая собачка, иногда называемая фиксирующее пружину, поворачивает на рамах гарантируют, что дворники не двигаются в обратном направлении; контактное трение удерживает их на месте. Некоторые униселекторные конструкции наступают на подачу управляющего импульса; другие наступают на его удаление.
В большинстве приложений, например в телефонии, желательно иметь возможность возвращать дворники в «исходное» положение; это в начале вращения, на одном конце массива неподвижных контактов. Некоторые переключатели имеют кулачок, прикрепленный к валу стеклоочистителя. Этот кулачок управляет набором контактов, когда стеклоочиститель находится в исходном положении, то есть в начале диапазона вращения. В других схемах использовался один уровень (полюс) контактов для размещения дворников, поэтому отдельные контакты самонаведения не требовались.
Типичные ступенчатые переключатели имеют контакты, управляемые непосредственно якорем шагового магнита; эти контакты могут служить для создания цикла магнита («самошага») и продвижения дворников до тех пор, пока подается питание. Внешние схемы управления отключают питание, когда дворники достигают желаемого положения; это могло быть исходным положением.
Большинство тактовых переключателей вращают дворники только в одном направлении, но некоторые из них двунаправленные; у последних есть второй магнит для поворота дворников в другую сторону. Третий вариант «заводит» пружину по мере того, как стеклоочиститель постепенно шагает, а храповой механизм удерживает дворники от возврата в исходное положение. Когда цепь больше не нужна, другой электромагнит освобождает удерживающую защелку; затем пружина возвращает дворники в исходное положение.
Шаговые переключатели работали довольно шумно (особенно при самошаговом режиме), потому что их механизмы ускорялись и быстро останавливались, чтобы минимизировать время работы. Их звук можно было сравнить со звуком некоторых механизмов мгновенного действия. Тем не менее, они были рассчитаны на долгий срок службы при периодическом обслуживании; они были довольно надежными.
Одноосные ступенчатые переключатели иногда называют униселекторами.
Соленоид и рычаг стеклоочистителя
Вид сверху, храповое колесо, защелка и стопорная пружина слева
Двухкоординатный шаговый переключатель [ править ]
Чуть более сложным был двухкоординатный шаговый переключатель (также называемый переключателем Строуджера или переключателем двух движений в Великобритании). Как правило, одна компактная группа дворников может подключаться к одному из 100 (или 200) различных фиксированных контактов на десяти уровнях. На холостом ходу дворники отключены от неподвижных контактов. Стеклоочистители перемещались вверх и вниз по вертикальному валу и вращались в контактном блоке для соединения. Пружина, расположенная внутри вертикального вала, вернула дворники в исходное положение внизу.
Этот тип имел две ступенчатые катушки с собачками и храповиками: одна для поднятия дворников до нужных групп контактов, а другая для поворота дворников в группы. Они обычно использовались при телефонной коммутации с десятью банками по десять контактов. Катушки обычно приводились в действие электрическими импульсами, поступающими от поворотного телефонного переключателя . На переключателе с двумя движениями, когда набиралась цифра, дворники поднимали ряды вверх, а затем автоматически вращались (самопереходя) в выбранный ряд, пока не находили «неиспользуемую» розетку для следующего этапа переключения. Последние две набранные цифры будут управлять переключателем коннектора ( конечный переключательв Британии). Вторая до последней цифры приведет к перемещению дворников вверх, а последняя цифра заставит их повернуться в банк к линейной розетке вызываемого клиента. Если линия простаивает , то звона напряжение будет применяться к вызываемой линии и вызывной сигнал был послан вызывающей линии.
Другим вариантом двухосевого коммутатора был коммутатор Stromberg-Carlson XY, который был довольно распространен на телефонных станциях на западе США. Это был плоский механизм, подвижные контакты двигались как вбок, так и взад и вперед. Он был достаточно надежным, и его могли обслуживать люди с минимальной подготовкой.
Приложения [ править ]
 | Шаговый переключатель в телефонии Звук пошагового вызова на занятую линию. |
Проблемы с воспроизведением этого файла? См. Справку по СМИ . | |
Шаговые переключатели используются в различных приложениях, кроме телефонных систем. Последовательно соединив несколько устройств с самым высоким выходом одного из них, идущим на шаговый контакт следующего, можно построить счетчик . Или, подавая на шаговый контакт бесконечную последовательность импульсов через реле и управляя реле с собственного выхода переключателя, можно настроить автоматический поиск первой обесточенной линии (или включенной, в зависимости от того, нормально ли реле открыто или нормально закрытый ). Их также можно использовать в качестве демультиплексора., чтобы две входные линии могли управлять несколькими устройствами вывода. Одна входная линия переключает переключатель до тех пор, пока не будет выбрано правильное устройство, а другая затем запитывает это устройство. Возможны многие другие приложения.
Такие переключатели использовались в серии японских шифровальных машин во время Второй мировой войны : CORAL , JADE , PURPLE (названия были американскими). Некоторое оборудование, используемое для взлома машинного кода Enigma, также использовало множество таких переключателей, которые некоторые наблюдатели назвали «пулеметом» из-за громкого шума.
Ссылки [ править ]
- ^ «Колосс - Оборудование» . lightstraw.co.uk .
Внешние ссылки [ править ]
- Объяснение принципа работы шагового переключателя
