开关类型
尽管在本系列丛书的如此后期才涵盖电气开关的基本主题似乎很奇怪，但我这样做是因为接下来的章节探索了基于机械开关触点而不是固态门电路的数字技术的较旧领域, 并且对开关类型有透彻的了解是必要的。
在学习固态逻辑门的同时学习基于开关的电路的功能可以使这两个主题更容易掌握，并为增强布尔代数（数字逻辑电路背后的数学）的学习体验奠定基础。
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设备。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
最简单的开关类型是通过执行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，包含能够根据感应到的某些物理刺激（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将是（至少）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 ，它们有多种制造方式：
拨动开关
拨动开关由在两个或多个位置之一倾斜的杠杆致动。家庭布线中常用的电灯开关就是拨动开关的一个例子。
大多数拨动开关会停在其任何杠杆位置，而其他拨动开关则有一个内部弹簧机制，可将杠杆恢复到某个正常 位置，允许所谓的“瞬时”操作。
按钮开关
按钮开关是通过按下和松开按钮来启动的两位设备。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，以便进行瞬时操作。
每次按下按钮时，某些按钮开关会交替锁定打开或关闭。其他按钮开关将保持在“in”或“pressed”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操纵杆启动，以选择两个或多个位置之一。
与拨动开关一样，选择器开关既可以停留在任何位置，也可以包含用于瞬时操作的弹簧复位机构。
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。多个开关触点机构中的一个或多个被启动，具体取决于推动杠杆的方式，有时取决于推动的距离。
开关符号上的圆点符号表示致动触点所需的操纵杆运动方向。操纵杆手动开关常用于起重机和机器人控制。
有些开关专门设计为通过机器的运动而不是人类操作员的手来操作。
这些运动控制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：
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，杠杆的尖端带有一个小滚柱轴承，以防止杠杆因与机器零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）来启动密封的开关机构。
更复杂的接近开关的工作原理类似于金属探测器，用高频电流为线圈通电，并以电子方式监控该电流的大小。
如果金属部分（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为电子类型，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的限位开关相同的符号。
另一种形式的接近开关是光开关，由光源和光电池组成。通过光束的中断或反射来检测机器位置。
光开关在安全应用中也很有用，其中光束可用于检测进入危险区域的人员。
不同类型的进程开关
在很多工业过程中，需要通过开关来监控各种物理量。
此类开关可用于发出警报，指示过程变量已超出正常参数，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。
有许多不同类型的进程切换。
速度开关
这些开关通过安装在轴上的离心配重机构或通过某种非接触式检测轴运动（例如光学或磁性）来感测轴的旋转速度。
压力开关
如果将压力施加到活塞、隔膜或波纹管上，从而将压力转换为机械力，则可以使用气体或液体压力来启动开关机构。
温度开关
一种廉价的温度传感机制是“双金属条”：一种由两种金属背对背连接而成的薄带，每种金属具有不同的热膨胀率。
当钢带加热或冷却时，两种金属之间不同的热膨胀率会使其弯曲。然后可以使用条带的弯曲来启动开关触点机构。
其他温度开关使用一个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。随着灯泡被加热，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。如果液体具有导电性，则液体本身可以用作导体，在插入罐中所需深度的两个金属探头之间架桥。
导电技术通常是通过特殊设计的继电器来实现的，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和危险的。
还可以设计液位开关来检测存储筒仓、料箱或料斗中的固体材料（如木片、谷物、煤炭或动物饲料）的液位。
这种应用的常见设计是一个小桨轮，在所需高度插入垃圾箱，由小型电动机缓慢转动。
当固体材料将料箱填充到该高度时，材料会阻止桨轮转动。小电机转矩响应比跳闸开关机构。
另一种设计使用“音叉”形金属尖头，从外部以所需高度插入垃圾箱。音叉通过电子电路和磁铁/电磁线圈组件以其谐振频率振动。
当垃圾箱填充到该高度时，固体材料会抑制货叉的振动、电子电路检测到的振幅和/或频率的变化。
液流开关
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，通常带有由流量推动的小桨或叶片。
其他流量开关构造为压差开关，用于测量管道内置限制器上的压降。
核级开关
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，两者安装在固体或液体材料储存容器的直径上。
超出源/检测器装置水平面的任何材料高度都会减弱到达检测器的辐射强度。检测器处辐射的减少可用于触发继电器机制，以提供用于测量、警报点甚至容器液位控制的开关触点。
源和检测器是在容器之外，除了辐射通量本身没有任何侵入。
使用的放射源相当微弱，不会对操作或维护人员的健康构成直接威胁。
所有交换机都有多种应用
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，才能高效可靠地运行。
评论：
- 一个开关 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 开关由人的触摸启动。
- 限制 开关由机器运动驱动。
- 流程 开关由某些物理过程（温度、液位、流量等）的变化启动。
相关工作表：
- 切换工作表
工业技术