幾十年來,人們不斷地預言機電開關的應用將會逐漸消失,而傳感器往往被當作它的一種最主要的替代技術。這種變化開始發(fā)生了嗎?又有多么普遍?本文將對此進行探討。作為一種歷史悠久的機電器件,開關自從工業(yè)革命以來就已經(jīng)出現(xiàn)。人們設計出了多種開關,使之更好地與機電設備配合。這些設備有繼電器、螺線管、馬達、白熾燈以及目前市場上數(shù)以百計的其它產(chǎn)品。而傳感器則是一種電子器件,旨在與集成電路、晶體管和二極管等電子產(chǎn)品相配合。隨著微處理器技術的應用越來越廣,電網(wǎng)、電器、電動工具、空調(diào)設備和消費電子產(chǎn)品都使用了容易與微處理器相連的傳感技術。
開關的應用方式
開關可靠性較高,應用廣泛。在機器到機器接口應用中,開關經(jīng)常充當檢測器件,用于指示門或者蓋子的開閉狀態(tài);位置感應是另一個普遍的應用,開關可以幫助探測凸輪和杠桿的位置;在生產(chǎn)線中的水平感應中,開關用于指示箱柜或儲料器是處于裝滿、低位還是空的狀態(tài),使生產(chǎn)更有效率。
傳感器可以用于開關應用
隨著功能的增強,傳感器正在成為部分老式機電開關技術的替代者。使用傳感器來探測物體,可以促進設備的小型化。越來越多的傳感技術不斷涌現(xiàn)出來,存在、水平和位置傳感器正在迅速代替老式機電開關。同時,由于基于微處理器的控制技術在各種應用中日益廣泛,電容性、電感性、超聲波、光學和霍爾效應傳感器在智能電網(wǎng)和消費市場中找到了更廣闊的用武之地。
觸摸式傳感技術也越來越受歡迎。比較常見的是觸摸屏,它為操作者提供了一個與大量設備之間直接溝通的可視界面。電腦觸摸屏已被廣泛應用于ATM機、電腦顯示器(在某些應用中取代了鼠標)、汽車和建筑安全設施、智能電網(wǎng)、手機和PDA等。各類傳感器應用范圍的不斷擴大,將進一步刺激對這種技術的需求。
雖然傳感器具有上述的微型化和簡單化的特點,但在許多應用中也表現(xiàn)出在耐久性方面的劣勢,利用傳感器直接代替機電開關并不是輕而易舉的事。開關的一個關鍵優(yōu)點是它比傳感器能夠承受更高的電氣負載,這對于具有較高電感或電阻負載的機電設備來說至關重要。而傳感器通常需要繼電器等次級開關器件,才能處理上述類型的負載。開關通常是兩線器件,不需要外部功率。傳感器一般至少是三線配置,需要重新設計才能替代開關。在所有的應用中,開關提供功率,而傳感器則需要功率。顯然,開關和傳感器各有所長,因此針對具體的應用需要認真評估,確定誰最適合。
成本很重要
在技術中的任何改進,往往需要考慮到成本問題。許多類型的開關,單價遠低于1美元。雖然傳感器的價格在下降,但仍然遠高于1美元。此外還有其它方面的考慮:利用傳感器代替開關,可能帶來重新設計產(chǎn)品和電路、增加次級開關器件使產(chǎn)品能與傳感器相配合、重新改造生產(chǎn)線和培訓操作員等一系列增加費用的工作,這一切都可能增加開關向傳感器過渡的成本。
不過,開關的成本也是一個變化的因素。環(huán)保法規(guī)日益嚴格,用于制造觸點的鎘因污染環(huán)境而在許多市場受到越來越嚴格的限制。重新設計開關以滿足環(huán)保要求所造成的費用,以及生產(chǎn)開關的原材料成本上漲,可能縮小開關與傳感器之間的成本差距。成本很重要嗎?是的,確實是這樣。如果從開關向傳感器過渡的成本過高,廠商為了追求更高的利潤率,可能會導致這種轉變夭折。
隨著市場對于電子控制產(chǎn)品的需求增長,以及新型傳感器產(chǎn)品的成本下降,制造商可能會更多地使用傳感器取代開關。得到改進的電氣設計、利用較少的傳感器取代多個開關、傳感器在新應用中的可靠性提高,將為傳感器市場打開新的大門。傳感器將徹底取代開關的說法有些不切實際,至少近期內(nèi)這種情形不會發(fā)生,因為開關在許多應用中仍然勝過傳感器。但是,隨著傳感器技術的改善,傳感器可能在開關容易失效的場合表現(xiàn)得更加可靠。創(chuàng)新活動正在發(fā)展出新的應用和技術,我們將拭目以待,開關和傳感器市場會如何更好地適應市場需求。