Электростатическое реле

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Gaea Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.04.73 (21) 1904093. 24-7 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.03.76. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования оиисания 22.07.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (72) А,вторы изобретения

А. И. Рогалев, А. М. Нудельман, А. С. Китаева, А. Г. Кирилюк и К. К. Зилинг (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ

Изобретение от носится к микроэлектронике .и может быть использовано,,например,для построения коммутирующих цепей в вычислительной тех ни ке, автоматике, телефонии и других областях технички.

Известны пленочные электрические реле с электрастатичеоки м управлением, содержащие HB изолирующей, подложке контакTIHbтй выступ — QIGHOIBHQH контакт реле и две близко расположенные изолированные одна от другой, заряженные проводящие подвижную и неподвижную пластины. Подвижная пласти,на вьвполнена в вниде гибкой мембраны и является приводом контактного аппарата. привод контактного аппарата представляет собой проводящую ленту, закрепленную с натяжением на двух опорах:на подложке та ким образом, что между ней и управляющими электродами образуется конденсатор с одной по движной обкладкой. Замыкание гла!витого контакта IIpoHIcxoIIHT при прогибе пластины-при вода под действием управляющего сигнала, подан ного на об кладки конденсатора. Раз мыка ние главного контакта обеспечи вается упругими силами привода.

OI HBIKo в таком реле форума пла сти ныпри вода .искажается за счет внутренних напряжений, что при водит K,èçìeíåíèþ ее жесткости, нестабильности зазоров, и в конечном счете, к ухудшению уп ра вляемости прибора, т. е. к увеличению напряжения срабатывания и увеличению разброса параметров. Изменение формы пластичны- привода увеличивается от точек закрепления к центру, т. е. в области гла вного конта кта реле, расположен ного в центре, оно до стигает ма ксимальных значений.

Электростатические силы, управляющие движением пластины-,привода, пропорциональны площади обкладок конденсатора, следовательно для эф фективно сти управления .необходимо увеличить ширину подвижной пластины, Однако при увеличении ширины пластины соответственно возрастает ее жесткость, оводя на нет эффект от увеличения площади. увеличение ширины пластины-при вода приводит та кже к усилению влияния искажений формы и IBGTHIHbI .в,результате внутренних на пряжений, так как,при наличии в .пластине некоторого радиуса кривизны (например, .в сечении, перпендикулярном ее натяжению) абсолютные з начения отклонений рабочего зазора увеличиваются с у величением ширины. Эти отклонения максимальны в средней части пластины, так как,на концах она прикрепляется к плоскому опор ному столбняку и поэтому, выпрямляется. Кроме того, иокажения формы пластины при водят к увеличению

506078 жесвкости на .изгиб, что увеличивает HBIIIpHжения срабатывания. увеличение площади ocHolaного конта|кта, неизбежное при увеличении ширины пластинычпривада, при водит;к увеличению емкостей меиду элементами, влияющих на быстродейсввие и износ контактов, на степень гальва-. нической,р аавязки цепей.

Из сказан ного следует, что,при коисвруирова нии реле с электростатическим управлением .возни кает противоречие: с одной стороны, с целью повышения эффективности упра|вления необходимо увеличение:поверхности эбкладс к кондclHlcaTopa, а,с другой стороны, необходимо уменьшение поверхности контакто,в.

С целью разрешения этого противоречия дается Нное техническое решение, заключающееся в изменении форумы пластины-IIIpHвода и OooIIBeTlcтвующем,выборе соотношения ширины ее в местах закрепления и контактирования.

На фиг. 1 показа но п редложенное,реле; на фиг. 2 — ли нии различных дефор маций мембра н, где а — длинна подвижной пластины, b — ширина подвижной пл астины (пунктиром обозначена предлагаемая форма контура) .

У строй ство содержит подвижную пластину l,â вниде гибкой мембраны, подложку 2 из изолирующего iMBTeриала, неподвижный конта кт 8 и управляющие элекпроды 4, установленные с ра бочим зазором d>.

Шири на пластины плав но изменяется по всей длине меиду опорами, достигая .минимального значения в средней части, где разм ещен,контакт.

При приложении разности потенциалов к при воду-пластине 1 и электродам 4 пла сти на

1 вритягивается и замыкает цепь главного контакта 8 реле. Линии одинаковых искажений на пластине в результате неод нород нотей планки имеют вид, .наказа нный,на фиг. 2.

Пластична, капор которой соовветствует лииии равных напряжений iH нленке, имеет разную деформацию. Чем ближе линия равных искажений к продольной оси пластины, тем ме ньше дефо рмация. Ее .вели чина определяется выбором соо пвепствующей кривой (см. фиг. 2).

5 Применение пластин такой формы улучшает коэффициент IIIepeg.ачи (экопери|ментально в полтора, раза) — од ного из важнейших,па ра метров реле, определяемого, ка|к отношение максимальной, величины коммути10 рующего напряжения,к управляющему напряжению. Это обусловлено лучшим соотношением площадей, участвующих в управлении пластиной и в контактировании ц Fó

1 У

Uñ

15 Пер в ая (F,,) определяет силы притяжения, так ка к ее увеличение полезно, а вторая (F, ) об разует паразитный конденсатор, от величины емкости которого зависят силы отрьвва и HiaiHi9c. (Предлагаемое реле, вследствие малых габарито в и малого, потребления энергии может быть,иопользава н о в вычислительных машинах, устрой ствах автоматики и специальных из мерительных устройствах.

Формул а изоб ретения

30.Электростатическое реле, |содержащее,подвижную пластину-lIIpH âoä, выполненную в виде гибкой меибра ны, неподвижные управляющие

IIJIBIcTBHbI .и неподвижный глав ный контакт, отл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения зф фекти вности управления, повышения коэффициента передачи и уменьшения дефснрмаций под нитной пластичны, последняя выполнена перемен ной ширины — ми нимальной

40 в сред ней части с пла|вным увеличением ас оноplHbIAI элементам таким образом, что ее контур огра ничен литаниями ми нимальной,дефор мации, которые имела бы пластична той же толщи ны и дл и ны с одинаковой шириной, равной ширине закрепленных участков мембр а,ны.

506078

/ !! гь

Редактор Л. Утехина Заказ 707/892 Изд. № 30l Тираж 977 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил, пред. «Патент» я/з у ь

r ü

Составитель Ю. Макарычев

Техред В, Рыбакова Корректор И. Симкина