리드 스위치란?
리드 스위치는 유리관 내의 자화 가능한 두 개의 리드로 전기 접점을 켜고 끄는 스위치입니다.
일반적인 리드 스위치는 개방 시에는 리드 접점 단부의 작은 틈새로 접점을 개방하고, 두 개의 리드 접점 단부에 외부 자기장(자석 등)을 가까이 하면 리드의 접점 단부가 서로 끌어당겨 닫히면서 폐쇄됩니다.
리드 스위치의 사용 용도
리드 스위치는 다음과 같은 용도로 사용됩니다.
- 수도계량기, 오토바이/자전거 속도계 등의 회전 감지
- 백색가전의 문이나 뚜껑 등의 개폐 감지
- 탱크 액면 레벨의 액량 감지
- 유압, 공압 실린더의 개폐 감지
리드 스위치는 자석으로 ON-OFF하기 때문에 비접촉으로 신호를 감지할 수 있습니다. 주로 비접촉으로 장치의 상태를 감지하기 위해 사용합니다.
리드 스위치의 원리
리드 스위치의 구성 부품은 유리관, 리드 조각, 자석, 접점 등입니다.
자화되기 쉬운 두 개의 자성체 리드 조각을 일정한 겹침과 간격을 두고 유리관 안에 봉입합니다.
자석 등을 가까이 하면 두 개의 리드 조각에 딸린 접점 끝부분이 서로 끌어당겨 폐회로로 연결됩니다.
자석을 멀리하면 리드의 스프링 힘으로 접점이 열립니다.
접점은 질소와 함께 유리관에 밀봉되어 외부 환경과 절연됩니다.
접점에 먼지가 묻지 않기 때문에 리드 스위치는 접촉 저항이 매우 작습니다. 접점의 재질은 주로 금속이며, 작동 거리가 짧기 때문에 최대 수억 번의 개폐 수명이 있습니다.
리드 스위치의 기타 정보
1. 리드 스위치의 고장에 대해
리드 스위치는 움직이는 부분이 있는 부품입니다. 따라서 고장이 발생할 가능성이 전혀 없는 것은 아닙니다. 주요 고장으로는 접점 불량, 접점 고착, 예상치 못한 오작동 등이 있습니다.
접점 불량
접점 불량의 요인은 자석의 노후화나 접점 표면의 화학적 변화로 인한 탄화 등이 있습니다. 접점 표면의 탄화는 질소 분위기에서는 발생하기 어렵기 때문에 유리관이 깨졌을 가능성이 있습니다.
접점 고착
접점 고착의 원인은 스프링의 열화 및 과전류에 의한 접점 용착을 들 수 있습니다. 스프링의 열화는 주로 노화에 의한 것이지만, 접점 용착은 전기 회로 쪽에도 이상이 있을 수 있으므로 주의해야 합니다.
예기치 못한 오작동
예기치 않은 오동작은 위의 두 가지 원인 중 여러 가지 원인이 무작위로 겹쳐서 발생했을 가능성이 있습니다. 이 경우 원인을 파악하는 것은 매우 어렵습니다.
리드 스위치는 고장 가능성이 비교적 낮은 부품입니다. 고장에 대처하기 위해서는 회로의 이중화 설계와 오작동 방지 설계가 필수적입니다. 또한 리드 스위치는 가격이 저렴하기 때문에 처음부터 일정한 주기로 교체하는 것을 전제로 설계하는 경우도 있습니다.
2. 리드 스위치 주의 사항
리드 스위치는 자석의 접근을 감지합니다. 그러나 스위치가 작동하는 작동 영역이 균일하지 않기 때문에 채터링이 발생할 위험이 있습니다. 장치 설계에는 채터링을 고려한 설계가 필요합니다.
한편, 리드 스위치의 접점 간 거리는 매우 작고 접촉 압력도 미미합니다. 정밀 부품이기 때문에 정격 전류 값 내에서 엄격하게 사용해야 합니다. 또한, 정격 전류 값 내에서 사용하더라도 강한 충격을 가하지 않도록 주의해야 합니다.
또한, 강한 자기장 하에서 리드 스위치를 사용하면 오작동이 발생할 수 있습니다. 이러한 환경에서는 자기 차폐를 통해 외부 자력을 차단해야 합니다.