Technik – Informationen

Unsere Produkte sind fast alle RoHS und REACH konform. Es gibt nur wenige Ausnahmen, wie z.B. Quecksilber-Relais oder einige Sonder-Sensoren.

Die richtige Auswahl des Gehäusematerial ist entscheidend für die Langlebigkeit des Produktes. Das gewählte Material muß die Komponenten ( Reedschalter ) im Inneren des Sensors dauerhaft schützen.

 

Auswahlkriterien :

  • Minimale und maximale Umgebungs-Temperatur
  • Medium in dem der Sensor verwendet wird
  • maximaler Druck im Medium
  • Mechanische Beanspruchung

 

Mögliche Gehäusematerialien:

  • Metall: Edelstahl, Messing
  • Kunststoff:  PA, PC, PP, POM, andere auf Nachfrage

 

Wir bearten Sie gerne bei der Auswahl Ihres optimalen Gehäusematerial für Ihre Anwendung.

Die Reedtechnik ermöglicht ein berührungsloses Schalten eines elektrischen Signals oder Spannung. Hierbei wirkt ein definiertes äußeres Magnetfeld auf einem speziellen ferromagnetischen Schaltkontakt, auch Reedschalter genannt. Diese Magnetfeld wird zumeist durch einen Permanentmagnet oder eine Spule erzeugt.

 

Vorteile der Reedtechnik:

  • berührungsloser, verschleißarmer Schaltvorgang
  • lange Lebensdauer
  • hohe Schaltfrequenz
  • kostengünstige Alternative zu elektronischem Schalter

 

Allgemeine technische Daten

Schaltabstand
Der Schaltabstand ist der Abstand, bei welchem der Magnetschalter durch Annäherung des Magneten betätigt wird. Die Länge des Schaltabstandes ist abhängig von der Feldstärke des Magneten und der Empfindlichkeit des Reedkontaktes.
Schalthysterese
Die Schalthysterese ist die Differenzstrecke zwischen Ein- und Ausschaltpunkt. Sie ist hauptsächlich von der Art des Reedkontaktes abhängig.Schaltpunktgenauigkeit
Bei Magnetschaltern ist eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit des Schaltpunktes gegeben. Sie liegt bei konstanten Umgebungsbedingungen im Bereich von ca. 0,02 mm.Ansprechzeit (inkl. Prellzeit)
Die Ansprechzeit liegt je nach Reedkontaktgröße im Bereich zwischen 0,6 und 3 ms.Rückfallzeit
Die Rückfallzeit liegt je nach Reedkontaktgröße im Bereich zwischen 0,05 und 2ms.Schaltgeschwindigkeit
Bei Magnetschaltern mit Reedkontakten bis zu 300 Hz, je nach Art und Größe des Reedkontaktes. Bei Schaltern mit Hallelement bis zu 100 kHz, je nach Ausführung.Erschütterungsfestigkeit
Die mechanische Erschütterungsfestigkeit liegt im Bereich zwischen 10 bis max. 30 G. Bei Magnetschaltern mit eingebautem Federsatzkontakt ist die Erschütterungsfestigkeit geringer, Magnetsensoren mit Hallelement sind gegenüber mechanischen Erschütterungen weitgehend unempfindlich.Schutzart
Alle Schalter außer Schwimmerschalter: IP 67, Berührungsschutz gegen Staubeintritt, Wasserschutz gegen Eintauchen
Schwimmerschalter: IP 68, Berührungsschutz gegen Staubeintritt, Wasserschutz gegen Untertauchen

Schaltleistung – Beispiel
Die max. Schaltleistung ist das Produkt aus Schaltstrom und Schaltspannung. Bei Wechselstromgrößen müssen der Strom und die Spannung außerdem noch mit dem Leistungsfaktor cos φ multipliziert werden. Die einzelnen Grenzwerte dürfen jedoch nicht überschritten werden. Der Arbeitsbereich des Schalters ist aus der Schaltleistungshyperbel ersichtlich.
Max. Schaltleistung des Schalters = 30 VA. Bei 24 V Gleichspannung muss folgender Schaltstrom eingehalten werden:
Imax = 30 VA : 24 V = 1,25 A.

Temperaturbereich
-5°C … +60°C (Standard) Auf Wunsch erweiterter Temperaturbereich -40°C … +150°

reedswitch_aufbauDer Reedschalter besteht aus 2 ferromagnetischen Zungen, die in einem Glasrohr hermetisch dicht eingeschmolzen sind. Diese 2 Schaltzungen überlappen minimal und haben einen Abstand von nur wenigen Mikrometern. Nähert sich ein Magnetfeld den Schaltzungen, so ziehen diese sich gegenseitig an und schließen dann den Kontakt. Wird das Magnetfeld wieder schwächer (durch Entfernen des Magnets), so öffnet der Kontakt wieder.
Reedschalter sind in nahezu allen Umgebungsbedingungen einsetzbar aufgrund der verwendeten Materialien und der hermetisch geschlossenen Bauweise. So sind die
beiden Schaltzungen im Kontaktbereich mit einem sehr harten Metall beschichtet, zumeist Rhodium oder Ruthenium ( bei speziellen Schaltern auch Wolfram und Iridium). Durch diesen Aufbau wird die lange Lebensdauer und zuverlässige Arbeitsweise erreicht.

 

Die Reedschalter gibt es in vielen verschiedenen Ausführungen. Hierbei unterscheiden sich folgende Parameter:

Schaltleistung
diese liegt im Bereich von 0,1 bis 30 W. Eine auch nur kurzzeitige Überlastung führt bereits zum Ausfall. Hierbei ist zu beachten, dass keine der spezifizierten Werte ( Spannung, Strom) überschritten wird.

Schaltstrom
das ist der maximal zulässige Strom beim Schließens des Reedschalters. Je höher der Strom, umso größer ist der Schaltlichtbogen beim Schließen und Öffnen. Bei zu hohem Strom kann es zum Verkleben (Verschweißen) der Kontakte kommen, wodurch die Funktion nicht mehr gegeben ist. Auch Kapazitäten der angeschlossen Schaltung beeinflussen die Lebensdauer der Reedschalter negativ. Bei relativ hohen Schaltsignalen, sollte der Strom in den ersten 50 ns  werden. Ab 50 V und 50 pF kann bereits ein bleibender Einfluss auf den Reedschalter entstehen.

Transportstrom
Dieser spezifiziert den maximal zulässigen Strom über die bereits geschlossenen Kontakte. Dieser ist höher als der Schaltsrom, da die Kontakte bereits geschlossen sind.

Schaltspannung
Dies ist die maximal zulässige Spannung, die der Kontakt schalten darf. Schaltspannungen über der Lichtbogengrenze.

Isolationswiderstand
Der über dem geöffneten Reedschalter gemessene Wert liegt typischerweise im Bereich vom 10 bis 1014 Ω. Diese gute Isolation verursacht nur kleinste Leckströme von Femto- bis Pikoampere. Prüfeinrichtungen, bei denen zwischen mehreren Eingängen hochohmig umgeschaltet werden muss, sind damit realisierbar.

Kontaktkapazität
Dies ist die Kapazität zwischen den beiden geöffneten Kontakten. Die Werte liegen ca. im Bereich von 0,1…0,3 pF. Die geringe Kontaktkapazität ist ein besonderes Merkmal von Reedkontakten. Hierdurch können hochohmiger Wechselspannungssignale bei geringem Übersprechen.

Anzugsempfindlichkeit
Dieser Wert spezifiziert den Schließpunkt des Schalters. Er wird zumeist in Ampere-Windungen (AWan) angegeben. Zur Ermittlung dieses Wertes wird eine definierte Messspule verwendet. Dazu wird der Strom der Messspule, in dem sich der zu messende Reedkontakt befindet, bis zum Einschaltpunkt erhöht. Der ermittelte Stromwert wird dann mit der Windungszahl der Spuele multipliziert = Anzugsempfindlichkeit. Die Angabe gilt in der Regel für 20 °C.

Schalthysterese
ist das Verhältnis in % zwischen Ein- und Ausschaltpunkt

Schließzeit (inkl. Prellzeit)
Das ist die benötigte Zeit zum Schließen des Kontaktes (bis nach dem Ende des Prellens). Die meisten Reedschalter haben eine Schließzeit von 100 – 500 µs.

Rückfallzeit
dies liegt je nach Reedkontakt im Bereich zwischen 0,05 und 2ms.

Schaltgeschwindigkeit
bis zu 300 Hz

Erschütterungsfestigkeit
Die mechanische Erschütterungsfestigkeit liegt im Bereich zwischen 10 bis max. 30 G.

Temperaturbereich
ca. -20°C … +150°C , Sondertypen auch mit erweitertem Temperaturbereich

Schließer (Form A)   k_schliesser
In Ruhestellung ist der Reedschalter geöffnet. Wenn ein Magnet in die Nähe des Schalters gebracht wird, bewegen sich die Paddel aufeinander zu – der Schalter schließt. Wird der Magnet entfernt, öffnet der Reedschalter wieder.

Öffner (Form B)     k_oeffner

Ein in Ruhestellung geschlossener Reedschalter öffnet, wenn ein Magnet in die Nähe gebracht wird, und schließt, wenn der Magnet wieder entfernt wird.

Wechsler (Form C)     k_wechsler

Ein sogenannter SPDT (single pole double throw) ist ein Umschaltkontakt, welcher vom Ruhe- auf den Arbeitskontakt wechselt, wenn ein Magnetfeld angelegt wird.

Die Reedschalter (somit auch alle Produkte die diesen enthalten) dürfen nur innerhalb der im Datenblatt spezifizierten elektrischen Grenzwerte ( Schaltstrom, Schaltspannung, Schaltleistung ) betrieben werden. Eine auch nur kurzzeitige Überschreitung einer dieser Grenzwerte, kann zu einer reduzierten Lebensdauer oder sogar zu einem Ausfall führen. Die in den Datenblättern spezifizierten Werte gelten für rein ohmsche Lasten ! Meist sind die Lasten jedoch mit induktiven oder kapazitiven Komponenten behaftet oder es werden Lampenlasten geschaltet. In all diesen Fällen müssen die Reedkontakte gegen das Auftreten von Spannungs- und Stromspitzen geschützt werden, um einen schnellen Verschleiß oder einen vorzeitigen Ausfall zu vermeiden. Siehe hierzu den Punkt Schutzbeschaltung.

Induktive Lasten ( z.B. Motoren )

Beim Schalten von Wechselstrom muss ein ein RC-Glied parallel zum Schalter und damit in Reihe mit der Last geschaltet werden.

Beim Schalten von Gleichstrom muss eine Freilaufdiode parallel zur Last geschaltet werden. Die Polung muss so durchgeführt werden, dass die Diode bei der normal anliegenden Betriebsspannung sperrt und die immer beim Öffnen des Schalters entgegengesetzt auftretende Spannungsspitze kurzschließt.

Kapazitive Lasten
Bei kapazitiven Lasten- und Lampenlasten treten erhöhte Einschaltströme auf, die zu Störungen bis zum Verschweißen der Kontakte führen können. Beim Schalten von aufgeladenen Kondensatoren (z.B. auch Kabelkapazitäten) tritt eine plötzliche Entladung ein, deren Intensität von der Kapazität und der Länge der als Reihenwiderstand zu betrachtenden Zuleitung zum Schalter abhängt. Die Entladestromspitze wird weitgehend durch einen Reihenwiderstand zum Kondensator herabgesetzt. Er sollte so groß wie möglich sein, um den Entladestrom auf einen zulässigen Wert zu begrenzen.

Glühlampenfäden haben im kalten, d.h. im nicht eingeschalteten Zustand einen Widerstand, der etwa zehnmal kleiner ist als im glühenden Zustand. Das bedeutet, dass beim Einschalten, wenn auch nur kurzzeitig ein zehnmal höherer Strom fließt als im glühenden, statischen Zustand der Lampe. Dieser 10-fache Einschaltstromstoß kann durch einen in Reihe geschalteten Strombegrenzungswiderstand auf ein zulässiges Maß herabgesetzt werden. Eine Möglichkeit ist die ParalleIschaltung eines Widerstandes zum Schalter, der den Lampenfaden im ausgeschalteten Zustand dauernd so weit vorheizt, dass er gerade noch nicht glüht.

Externe Magnetfelder können zur Fehlfunktion oder bleibenden Veränderungen führen.

Die Reedtechnik basiert auf einem Reedschalter, der bei Annäherung eines definierten Magnetfeldes schaltet. Entsprechend ist unseren Produkten dieses System genau aufeinander abgestimmt. Ein zusätzlich externes Magnetfeld kann dies beeinflussen und zu Fehlfunktionen führen. Deshalb halten Sie genügend Abstand zu Magnetfelder, z.B Transformatoren, Motoren, …

Durch Herunterfallen oder ähnliche Schockeinwirkungen kann die Funktion der Sensoren und Relais stark beeinträchtigt werden, oder zu einem Ausfall führen.

Beschreibung Hallsensor Reedsensor
Empfindlichkeit  > 10 Gauss  > 5 Gauss
Schaltabstand  bis 20 mm  bis 40 mm
Stromversorgung  permanent nötig  keine
Hysterese  ca 75%  je nach Anwendung
Schaltleistung  wenige Milliwatt  bis zu 100 Watt
Übergangswiderstand  > 200 Ohm  0,05 Ohm
Ausgangs-Kapazität  100 pF  0,2 pF
Isolationswiderstand  106 Ohm  1012 Ohm
ESD Empfindlichkeit  Ja, benötigt externer Schutz  Nein
Arbeits-Temperatur  0 – 70 °C  -55 – 150 °C

In vielen unserer Produkte werden Permanent-Magnete verbaut. Der eingesetzte Magnetwerkstoff sollte auf die jeweilige Anwendung abgestimmt sein.

Werkstoff Flussdichte Besonderheiten
Ferrit gering preisgünstig
AlNiCo (Aluminium-Nickel-Cobalt) mittel hohe Temperatur bis 500°C
SmCo (Samarium-Cobalt) hoch hohe Temperaturstabilität
NdFeB (Neodym-Eisen-Bor) sehr hoch korossionsanfällig