什么是电气开关？
电气开关是用于中断电路中电子流动的任何装置。开关本质上是二进制设备：它们要么完全打开（“关闭”），要么完全关闭（“打开”）。有许多不同类型的开关，我们将在本章中探讨其中的一些类型。
了解不同类型的开关
最简单类型的开关是通过致动机构的运动使两个电导体相互接触的开关。
其他开关更复杂，包含能够根据感测到的某些物理刺激（例如光或磁场）打开或关闭的电子电路。
在任何情况下，任何开关的最终输出都将（至少）是一对接线端子，它们要么通过开关的内部接触机制连接在一起（“闭合”），要么不连接在一起（“断开”） .
任何设计为由人操作的开关通常称为手动开关，它们有几种制造：
拨动开关
拨动开关由倾斜在两个或多个位置之一的杠杆驱动。家庭布线中使用的普通电灯开关就是拨动开关的一个例子。
大多数拨动开关将停止在其任何杠杆位置，而其他拨动开关具有内部弹簧机构，可将杠杆返回到某个正常位置，从而实现所谓的“瞬时”操作。
按钮开关
按钮开关是两位装置，通过按下和释放按钮来驱动。大多数按钮开关都有一个内部弹簧机构，可将按钮返回到“退出”或“未按下”位置，以进行瞬时操作。
一些按钮开关将在每次按下按钮时交替打开或关闭。其他按钮开关将保持在其“进入”或“按下”位置，直到按钮被拉出。
最后一种按钮开关通常有一个蘑菇形按钮，便于推拉动作。
选择开关
选择器开关由旋钮或某种类型的杠杆驱动，以选择两个或多个位置中的一个。
与拨动开关一样，选择开关既可以停留在其任何位置，也可以包含弹簧复位机构以进行瞬时操作。
操纵杆开关
操纵杆开关由可在多个运动轴上自由移动的杠杆驱动。几个开关接触机构中的一个或多个被致动，这取决于杠杆被推动的方式，有时还取决于它被推动的距离。
开关符号上的圆点符号表示启动触点所需的操纵杆运动方向。操纵杆手动开关通常用于起重机和机器人控制。
一些开关专门设计为通过机器的运动而不是由人类操作员的手来操作。
这些运动操作开关通常称为限位开关，因为它们通常用于通过在组件移动太远时关闭组件的驱动电源来限制机器的运动。与手动开关一样，限位开关也有多种类型：
限位开关
这些限位开关非常类似于坚固的拨动开关或选择器手动开关，配有由机器部件推动的杠杆。
通常，杠杆的末端带有一个小滚子轴承，以防止杠杆因与机器部件的反复接触而磨损。
接近开关
接近开关通过磁场或高频电磁场感应金属机器部件的接近。
简单的接近开关使用永磁体在机器部件靠近时（通常为 1 英寸或更小）启动密封开关机构。
更复杂的接近开关像金属探测器一样工作，用高频电流为线圈通电，并以电子方式监测电流的大小。
如果金属部件（不一定是磁性的）离线圈足够近，电流会增加，并使监控电路跳闸。
此处显示的接近开关符号属于电子品种，如开关周围的菱形框所示。
非电子接近开关将使用与杠杆驱动限位开关相同的符号。
接近开关的另一种形式是光学开关，由光源和光电管组成。通过光束的中断或反射来检测机器位置。
光学开关在安全应用中也很有用，其中光束可用于检测人员进入危险区域。
不同类型的过程开关
在许多工业过程中，需要用开关来监控各种物理量。
这种开关可用于发出警报，指示过程变量已超过正常参数，或者如果这些变量已达到危险或破坏性水平，它们可用于关闭过程或设备。
有许多不同类型的过程开关。
速度开关
这些开关通过安装在轴上的离心重量机构或通过某种非接触式轴运动（例如光学或磁性）检测来检测轴的旋转速度。
压力开关
如果压力施加到活塞、隔膜或波纹管上，气体或液体压力可用于驱动开关机构，从而将压力转换为机械力。
温度开关
一种廉价的温度传感机制是“双金属条”：一种由两种金属组成的薄条，背靠背连接，每种金属具有不同的热膨胀率。
当带材加热或冷却时，两种金属之间不同的热膨胀率会导致其弯曲。然后可以使用条的弯曲来驱动开关接触机构。
其他温度开关使用充满液体或气体的黄铜灯泡，用一根细管将灯泡连接到压力感应开关。当灯泡被加热时，气体或液体膨胀，产生压力增加，然后启动开关机构。
液位开关
当罐中的液位上升超过某个点时，可以使用浮动物体来启动开关机构。如果液体是导电的，则液体本身可以用作导体，在两个金属探针之间桥接，插入到所需深度的罐中。
导电技术通常通过一种特殊设计的继电器来实现，该继电器由通过导电液体的少量电流触发。在大多数情况下，通过液体切换电路的满载电流是不切实际且危险的。
液位开关还可以设计用于检测存储筒仓、料箱或料斗中的木屑、谷物、煤或动物饲料等固体材料的液位。
此应用的常见设计是一个小桨轮，以所需高度插入垃圾箱，由小型电动机缓慢转动。
当固体材料将料仓填充到该高度时，材料会阻止桨轮转动。小电机的转矩响应比使开关机构跳闸。
另一种设计使用“音叉”形金属叉，从外部以所需高度插入垃圾箱。叉子通过电子电路和磁铁/电磁线圈组件以其共振频率振动。
当垃圾箱填充到该高度时，固体材料会抑制叉子的振动、电子电路检测到的振动幅度和/或频率的变化。
液体流量开关
插入管道中，流量开关将检测任何超过特定阈值的气体或液体流量，通常使用由流量推动的小桨或叶片。
其他流量开关被构造为差压开关，测量管道中内置限制的压降。
核液位开关
另一种适用于液体或固体材料检测的液位开关是核开关。由放射源材料和辐射探测器组成，两者安装在用于固体或液体材料的储存容器的直径上。
任何超出源/探测器布置水平的材料高度都会减弱到达探测器的辐射强度。探测器处辐射的这种减少可用于触发继电器机构，以提供用于测量、警报点甚至容器液位控制的开关触点。源和检测器位于容器外部，除了辐射通量本身外，完全没有侵入。
使用的放射源相当弱，不会对操作或维护人员造成直接的健康威胁。
所有开关都有多种应用
像往常一样，实现开关以监控物理过程或用作操作员控制的方法不止一种。
对于任何应用程序，通常都没有单一的“完美”开关，尽管有些开关显然比其他开关具有某些优势。开关必须与任务智能匹配，以实现高效可靠的操作。
注意：
开关是一种电气设备，通常是机电设备，用于控制两点之间的连续性。
手动开关由人的触摸来驱动。
限位开关由机器运动驱动。
过程开关由某些物理过程（温度、液位、流量等）的变化驱动。
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