Deel 1: Sleutelpuntvereiste vir sleutelbordtoetstoestel Solenoïde
1.1 Vereistes vir magnetiese veld
Om sleutelbordtoetse effektief aan te dryf, moet die solenoïdes van die sleutelbordtoetstoestel voldoende magnetiese veldsterkte genereer. Die spesifieke vereistes vir magnetiese veldsterkte hang af van die tipe en ontwerp van die sleutelbordtoetse. Oor die algemeen moet die magnetiese veldsterkte voldoende aantrekkingskrag kan genereer sodat die druk van die toets aan die snellervereistes van die sleutelbordontwerp voldoen. Hierdie sterkte is gewoonlik in die reeks van tiene tot honderde Gauss (G).
1.2 Reaksiespoedvereistes
Die sleutelbordtoetstoestel moet elke toets vinnig toets, dus is die reaksiespoed van die solenoïde van kritieke belang. Nadat die toetssein ontvang is, moet die solenoïde in staat wees om binne 'n baie kort tydjie voldoende magnetiese veld te genereer om die sleutelaksie aan te dryf. Die reaksietyd moet gewoonlik op die millisekonde (ms) vlak wees. Die vinnige druk en loslaat van die sleutels kan akkuraat gesimuleer word, waardeur die werkverrigting van die sleutelbordsleutels, insluitend die parameters daarvan, effektief sonder enige vertraging opgespoor kan word.
1.3 Akkuraatheidsvereistes
Die aksie-akkuraatheid van die solenoïde is van kritieke belang vir akkuraatheid. Die toetstoestel vir die sleutelbord moet die diepte en krag van die toetsdruk akkuraat beheer. Byvoorbeeld, wanneer sommige sleutelborde met multivlak-snellerfunksies getoets word, soos sommige spelsleutelborde, kan die sleutels twee snellermodusse hê: ligte druk en swaar druk. Die solenoïde moet hierdie twee verskillende snellerkragte akkuraat kan simuleer. Akkuraatheid sluit posisie-akkuraatheid (beheer van die verplasingsakkuraatheid van die toetsdruk) en krag-akkuraatheid in. Die verplasingsakkuraatheid moet moontlik binne 0.1 mm wees, en die krag-akkuraatheid kan ongeveer ±0.1N wees volgens verskillende toetsstandaarde om die akkuraatheid en betroubaarheid van die toetsresultate te verseker.
1.4 Stabiliteitsvereistes
Langtermyn stabiele werking is 'n belangrike vereiste vir die solenoïde van die sleutelbordtoetstoestel. Tydens die deurlopende toets kan die werkverrigting van die solenoïde nie noemenswaardig wissel nie. Dit sluit in die stabiliteit van die magneetveldsterkte, die stabiliteit van die reaksiespoed en die stabiliteit van die aksie-akkuraatheid. Byvoorbeeld, in grootskaalse sleutelbordproduksietoetse mag die solenoïde vir 'n paar uur of selfs dae aaneenlopend moet werk. Gedurende hierdie tydperk, as die werkverrigting van die elektromagneet wissel, soos die verswakking van die magneetveldsterkte of die stadige reaksiespoed, sal die toetsresultate onakkuraat wees, wat die evaluering van produkkwaliteit beïnvloed.
1.5 Duursaamheidsvereistes
As gevolg van die behoefte om die sleutelaksie gereeld aan te dryf, moet die solenoïde hoë duursaamheid hê. Die interne solenoïdespoele en plunjer moet gereelde elektromagnetiese omskakeling en meganiese spanning kan weerstaan. Oor die algemeen moet die solenoïde van die sleutelbordtoetstoestel miljoene aksiesiklusse kan weerstaan, en in hierdie proses sal daar geen probleme wees wat die werkverrigting beïnvloed nie, soos uitbranding van die solenoïdespoel en kernslytasie. Byvoorbeeld, die gebruik van hoëgehalte-emaljedraad om spoele te maak, kan hul slytasieweerstand en hoë temperatuurweerstand verbeter, en die keuse van 'n geskikte kernmateriaal (soos sagte magnetiese materiaal) kan die histereseverlies en meganiese moegheid van die kern verminder.
Deel 2:. Struktuur van sleutelbordtoetser-solenoïde
2.1 Solenoïdespoel
- Draadmateriaal: Geëmailleerde draad word gewoonlik gebruik om die solenoïdespoel te maak. Daar is 'n laag isolerende verf aan die buitekant van die geëmailleerde draad om kortsluitings tussen die solenoïdespoele te voorkom. Algemene geëmailleerde draadmateriale sluit koper in, omdat koper goeie geleidingsvermoë het en weerstand effektief kan verminder, waardeur energieverlies tydens stroomdeurlaat verminder word en die doeltreffendheid van die elektromagneet verbeter word.
- Draaiontwerp: Die aantal draaie is die sleutel wat die magnetiese veldsterkte van die buisvormige solenoïde vir die sleutelbordtoetstoestel-solenoïde beïnvloed. Hoe meer draaie, hoe groter is die magnetiese veldsterkte wat onder dieselfde stroom gegenereer word. Te veel draaie sal egter ook die weerstand van die spoel verhoog, wat tot verhittingsprobleme lei. Daarom is dit baie belangrik om die aantal draaie redelik te ontwerp volgens die vereiste magnetiese veldsterkte en kragtoevoertoestande. Byvoorbeeld, vir 'n sleutelbordtoetstoestel-solenoïde wat 'n hoër magnetiese veldsterkte benodig, kan die aantal draaie tussen honderde en duisende wees.
- Solenoïdespoelvorm: Die solenoïdespoel word gewoonlik op 'n geskikte raam gewikkel, en die vorm is gewoonlik silindries. Hierdie vorm is bevorderlik vir die konsentrasie en eenvormige verspreiding van die magneetveld, sodat wanneer die sleutelbord se sleutels aangedryf word, die magneetveld meer effektief op die aandryfkomponente van die sleutels kan inwerk.
2.2 Solenoïde-suier
- Suiermateriaal: Die suier is 'n belangrike komponent van die solenoïde, en die hooffunksie daarvan is om die magneetveld te versterk. Oor die algemeen word sagte magnetiese materiale soos elektriese suiwer koolstofstaal en silikonstaalplate gekies. Die hoë magnetiese deurlaatbaarheid van sagte magnetiese materiale kan dit makliker maak vir die magneetveld om deur die kern te beweeg, wat die magnetiese veldsterkte van die elektromagneet verhoog. As ons silikonstaalplate as voorbeeld neem, is dit 'n silikonbevattende legeringsstaalplaat. As gevolg van die byvoeging van silikon word die histereseverlies en wervelstroomverlies van die kern verminder, en die doeltreffendheid van die elektromagneet word verbeter.
- Suiervorm: Die vorm van die kern stem gewoonlik ooreen met die solenoïdespoel en is meestal buisvormig. In sommige ontwerpe is daar 'n uitstekende deel aan die een kant van die suier, wat gebruik word om direk kontak te maak met of die dryfkomponente van die sleutelbordtoetse te benader, om sodoende die magnetiese veldkrag beter na die sleutels oor te dra en die sleutelaksie aan te dryf.
2.3 Behuising
- Materiaalkeuse: Die behuising van die sleutelbordtoetstoestel (Solenoïde) beskerm hoofsaaklik die interne spoel en ysterkern, en kan ook 'n sekere elektromagnetiese afskermingsrol speel. Metaalmateriale soos vlekvrye staal of koolstofstaal word gewoonlik gebruik. Die koolstofstaalbehuising het hoër sterkte en korrosiebestandheid, en kan aanpas by verskillende toetsomgewings.
- Strukturele ontwerp: Die strukturele ontwerp van die dop moet rekening hou met die gerief van installasie en hitte-afvoer. Daar is gewoonlik monteergate of gleuwe om die bevestiging van die elektromagneet aan die ooreenstemmende posisie van die sleutelbordtoetser te vergemaklik. Terselfdertyd kan die dop ontwerp word met hitte-afvoervinne of ventilasiegate om die hitte wat deur die spoel tydens werking gegenereer word, te versprei en skade aan die elektromagneet as gevolg van oorverhitting te voorkom.
Deel 3: Die werking van die sleutelbordtoetstoestel se solenoïde is hoofsaaklik gebaseer op die beginsel van elektromagnetiese induksie.
3.1. Basiese elektromagnetiese beginsel
Wanneer stroom deur die solenoïdespoel van die solenoïde vloei, sal 'n magnetiese veld rondom die elektromagneet gegenereer word volgens Ampere se wet (ook genoem die regterhandse skroefwet). As die solenoïdespoel om die ysterkern gewikkel word, aangesien die ysterkern 'n sagte magnetiese materiaal met hoë magnetiese deurlaatbaarheid is, sal die magnetiese veldlyne binne en om die ysterkern gekonsentreer word, wat veroorsaak dat die ysterkern gemagnetiseer word. Op hierdie tydstip is die ysterkern soos 'n sterk magneet, wat 'n sterk magnetiese veld genereer.
3.2. Byvoorbeeld, as ons 'n eenvoudige buisvormige solenoïde as voorbeeld neem, wanneer die stroom in die een kant van die solenoïdespoel vloei, volgens die regterhandse skroefreël, hou die spoel vas met vier vingers wat in die rigting van die stroom wys, en die rigting wat deur die duim wys, is die noordpool van die magneetveld. Die sterkte van die magneetveld hou verband met die stroomgrootte en die aantal spoelwindings. Die verhouding kan beskryf word deur die Biot-Savart-wet. Tot 'n sekere mate, hoe groter die stroom en hoe meer windings, hoe groter die magneetveldsterkte.
3.3 Die dryfproses van sleutelbordtoetse
3.3.1. In 'n sleutelbordtoetstoestel, wanneer die sleutelbordtoetstoestel se solenoïde geaktiveer word, word 'n magnetiese veld gegenereer wat die metaaldele van die sleutelbordsleutels (soos die skag van die sleutel of metaalskerwe, ens.) sal aantrek. Vir meganiese sleutelborde bevat die sleutelskag gewoonlik metaaldele, en die magnetiese veld wat deur die elektromagneet gegenereer word, sal die skag afwaarts aantrek en sodoende die aksie van die toets wat gedruk word, simuleer.
3.3.2. As ons die gewone blou-as meganiese sleutelbord as voorbeeld neem, werk die magneetveldkrag wat deur die elektromagneet gegenereer word, op die metaalgedeelte van die blou-as in, wat die elastiese krag en wrywing van die as oorkom, wat veroorsaak dat die as afwaarts beweeg, die stroombaan binne die sleutelbord aktiveer en 'n sein van toetsdruk genereer. Wanneer die elektromagneet afgeskakel word, verdwyn die magneetveld, en die sleutelas keer terug na sy oorspronklike posisie onder die werking van sy eie elastiese krag (soos die elastiese krag van die veer), wat die aksie van die loslaat van die sleutel simuleer.
3.3.3 Seinbeheer- en toetsproses
- Die beheerstelsel in die sleutelbordtoetser beheer die aan- en afskakeltyd van die elektromagneet om verskillende sleutelbedieningsmodusse te simuleer, soos kort druk, lang druk, ens. Deur te bepaal of die sleutelbord korrek elektriese seine (deur die sleutelbord se stroombaan en koppelvlak) onder hierdie gesimuleerde sleutelbewerkings kan genereer, kan die funksie van die sleutelbordsleutels getoets word.
