1. hluti: Lykilatriði fyrir rafsegulprófunarbúnað lyklaborðs
1.1 Kröfur um segulsvið
Til að geta knúið lyklaborðstakka á áhrifaríkan hátt þurfa rafsegulmælar í lyklaborðsprófunarbúnaði að mynda nægilegan segulsviðsstyrk. Sérstakar kröfur um segulsviðsstyrk eru háðar gerð og hönnun lyklaborðstakka. Almennt séð ætti segulsviðsstyrkurinn að geta myndað nægilegt aðdráttarafl þannig að takkaslátturinn uppfylli kröfur lyklaborðshönnunar um kveikju. Þessi styrkur er venjulega á bilinu tugir til hundruð Gauss (G).
1.2 Kröfur um svörunarhraða
Lyklaborðsprófunarbúnaðurinn þarf að prófa hvern takka hratt, þannig að svörunarhraði rafsegulsins er afar mikilvægur. Eftir að prófunarmerkið hefur borist ætti rafsegulinn að geta myndað nægilegt segulsvið á mjög skömmum tíma til að knýja takkaaðgerðina. Svörunartíminn þarf venjulega að vera á millisekúndustigi (ms). Hægt er að herma nákvæmlega eftir hraðri ýtingu og losun takkanna og þannig greina virkni lyklaborðstakkanna, þar á meðal breytur þeirra, án tafar.
1.3 Kröfur um nákvæmni
Nákvæmni rafsegulsins er mikilvæg fyrir nákvæmni. Prófunarbúnaður lyklaborðsins. Hann þarf að stjórna nákvæmlega dýpt og krafti takkaþrýstingsins. Til dæmis, þegar sum lyklaborð með fjölþrepa kveikjustillingum eru prófuð, eins og sum leikjalyklaborð, geta takkarnir haft tvær kveikjustillingar: léttan þrýsting og þungan þrýsting. Rafsegulinn verður að geta hermt eftir þessum tveimur mismunandi kveikjukrafti nákvæmlega. Nákvæmni felur í sér staðsetningarnákvæmni (stjórnun á nákvæmni færslu takkaþrýstingsins) og nákvæmni krafts. Nákvæmni færslunnar gæti þurft að vera innan við 0,1 mm og nákvæmni kraftsins getur verið í kringum ±0,1 N samkvæmt mismunandi prófunarstöðlum til að tryggja nákvæmni og áreiðanleika prófunarniðurstaðnanna.
1.4 Stöðugleikakröfur
Langtíma stöðugur rekstur er mikilvæg krafa fyrir rafsegulmagnaða prófunarbúnað lyklaborðsins. Við samfellda prófun má afköst rafsegulmagnaða ekki sveiflast verulega. Þetta felur í sér stöðugleika segulsviðsstyrks, stöðugleika svörunarhraða og stöðugleika nákvæmni aðgerða. Til dæmis, í stórum prófunum á lyklaborðsframleiðslu gæti rafsegulmagnaða þurft að vinna samfellt í nokkrar klukkustundir eða jafnvel daga. Á þessu tímabili, ef afköst rafsegulmagnaða sveiflast, svo sem veiking segulsviðsstyrks eða hægari svörunarhraði, verða niðurstöður prófunarinnar ónákvæmar, sem hefur áhrif á mat á gæðum vörunnar.
1.5 Kröfur um endingu
Vegna þess að þörf er á að keyra lykilinn oft verður rafsegulrofinn að vera mjög endingargóður. Innri rafsegulspólurnar og stimpillinn verða að þola tíð rafsegulfræðileg umbreytingu og vélrænt álag. Almennt séð þarf rafsegulrofi fyrir lyklaborðsprófunartæki að þola milljónir aðgerðarlotna og í þessu ferli munu engin vandamál koma upp sem hafa áhrif á afköst, svo sem bruni rafsegulspólunnar og slit á kjarnanum. Til dæmis getur notkun hágæða emaljeraðs vírs til að búa til spólurnar bætt slitþol þeirra og háhitaþol, og val á viðeigandi kjarnaefni (eins og mjúkt segulmagnað efni) getur dregið úr hýsteresu tapi og vélrænni þreytu kjarnans.
2. hluti: Uppbygging rafsegulrofa fyrir lyklaborðsprófara
2.1 Segulspóla
- Vírefni: Emaljeraður vír er venjulega notaður til að búa til rafsegulspóluna. Það er lag af einangrandi málningu á ytra byrði emaljeraða vírsins til að koma í veg fyrir skammhlaup milli rafsegulspólanna. Algeng efni í emaljeraðan vír eru meðal annars kopar, því kopar hefur góða leiðni og getur dregið úr viðnámi á áhrifaríkan hátt, sem dregur úr orkutapi við straumleiðni og bætir skilvirkni rafsegulsins.
- Hönnun snúninga: Fjöldi snúninga hefur áhrif á segulsviðsstyrk rörlaga rafsegulsins fyrir rafsegulprófunartæki fyrir lyklaborð. Því fleiri snúningar, því meiri verður segulsviðsstyrkurinn sem myndast við sama straum. Hins vegar munu of margir snúningar einnig auka viðnám spólunnar, sem leiðir til hitunarvandamála. Þess vegna er mjög mikilvægt að hanna fjölda snúninga skynsamlega í samræmi við nauðsynlegan segulsviðsstyrk og aflgjafaskilyrði. Til dæmis, fyrir rafsegulprófunartæki fyrir lyklaborð sem krefst meiri segulsviðsstyrks, getur fjöldi snúninga verið á bilinu hundruð til þúsunda.
- Lögun rafsegulspólu: Rafsegulspólan er almennt vafin á viðeigandi ramma og lögunin er venjulega sívalningslaga. Þessi lögun stuðlar að styrk og jafnri dreifingu segulsviðsins, þannig að þegar lyklaborðstakkar eru knúnir getur segulsviðið haft meiri áhrif á drifhluta lyklanna.
2.2 Segullokuloki
- Efni stimpilsins: Stimpillinn er mikilvægur þáttur í rafsegul og aðalhlutverk hans er að auka segulsviðið. Almennt eru mjúk segulefni eins og hreint kolefnisstál og kísillstálplötur valin. Mikil segulgegndræpi mjúkra segulefna getur auðveldað segulsviðinu að fara í gegnum kjarnann og þar með aukið segulsviðsstyrk rafsegulsins. Sem dæmi má nefna kísillstálplötur, sem eru kísillinnihaldandi stálblendiplötur. Vegna viðbættu kísils minnkar hýsteresu-tap og hvirfilstraumstap kjarnans og skilvirkni rafsegulsins batnar.
- Lögun stimpils: Lögun kjarnans passar venjulega við rafsegulspóluna og er að mestu leyti rörlaga. Í sumum hönnunum er útstandandi hluti í öðrum enda stimpilsins, sem er notaður til að snerta eða nálgast drifbúnað lyklaborðstakkana beint, til að flytja segulsviðskraftinn betur til takkanna og knýja lyklaaðgerðina.
2.3 Húsnæði
- Efnisval: Húsið á lyklaborðsprófunartækinu verndar aðallega innri spóluna og járnkjarna og getur einnig gegnt ákveðnu hlutverki sem rafsegulvörn. Venjulega eru notuð málmefni eins og ryðfrítt stál eða kolefnisstál. Húsið á kolefnisstáli hefur meiri styrk og tæringarþol og getur aðlagað sig að mismunandi prófunarumhverfum.
- Burðarvirki: Burðarvirki skeljarinnar ætti að taka mið af þægindum við uppsetningu og varmaleiðni. Venjulega eru festingargöt eða raufar til að auðvelda festingu rafsegulsins á samsvarandi stað lyklaborðsprófarans. Á sama tíma getur skelin verið hönnuð með varmaleiðnirifjum eða loftræstiholum til að auðvelda hita sem myndast af spólunni við notkun að dreifast og koma í veg fyrir skemmdir á rafsegulnum vegna ofhitnunar.
3. hluti: Virkni rafsegulrofa lyklaborðsprófunarbúnaðarins byggist aðallega á meginreglunni um rafsegulfræðilega örvun.
3.1. Grunnregla rafsegulfræðinnar
Þegar straumur fer í gegnum rafsegulspóluna í rafsegulnum, samkvæmt lögmáli Ampere (einnig kallað hægri skrúfulögmál), mun segulsvið myndast í kringum rafsegulinn. Ef spólan er vafin utan um járnkjarna, þar sem járnkjarninn er mjúkt segulmagnað efni með mikla segulgegndræpi, munu segulsviðslínurnar safnast saman innan og utan um járnkjarnan, sem veldur því að járnkjarninn segulmagnast. Á þessum tíma er járnkjarninn eins og sterkur segull, sem myndar sterkt segulsvið.
3.2. Til dæmis, ef við tökum einfalda rörlaga segulrofa sem dæmi, þegar straumur rennur inn í annan endann á segulrofanum, samkvæmt hægri skrúfureglunni, skal halda spólunni með fjórum fingrum sem benda í straumáttina, og stefnan sem þumalfingurinn bendir í er norðurpól segulsviðsins. Styrkur segulsviðsins tengist stærð straumsins og fjölda snúninga spólunnar. Sambandinu má lýsa með Biot-Savart lögmálinu. Að vissu marki, því stærri sem straumurinn er og því fleiri snúningar, því meiri er styrkur segulsviðsins.
3.3 Akstursferli lyklaborðslykla
3.3.1. Í lyklaborðsprófunarbúnaði, þegar rafsegulrofinn á lyklaborðsprófunarbúnaðinum er virkjaður, myndast segulsvið sem dregur að sér málmhluta lyklaborðstakkanna (eins og skaft lykilsins eða málmbrot o.s.frv.). Í vélrænum lyklaborðum inniheldur skaft lykilsins venjulega málmhluta og segulsviðið sem myndast af rafsegulnum dregur skaftið niður á við og hermir þannig eftir aðgerð lykilsins sem ýtt er á.
3.3.2. Ef við tökum dæmi um hefðbundið blááss vélrænt lyklaborð, þá verkar segulsviðið sem rafsegulinn myndar á málmhluta bláássins og vinnur gegn teygjukrafti og núningi ássins, sem veldur því að ásinn færist niður á við, kveikir á rafrásinni inni í lyklaborðinu og myndar merki um að ýta á takka. Þegar rafsegulinn er slökktur hverfur segulsviðið og lyklaásinn snýr aftur í upprunalega stöðu sína undir áhrifum eigin teygjukrafts (eins og teygjukrafts fjöðursins), sem líkir eftir því að sleppa takkanum.
3.3.3 Merkjastýring og prófunarferli
- Stjórnkerfið í lyklaborðsprófaranum stýrir kveikju- og slökkvunartíma rafsegulsins til að herma eftir mismunandi virkni lyklaborðsins, svo sem stuttri þrýstingi, löngu þrýstingi o.s.frv. Með því að greina hvort lyklaborðið geti rétt myndað rafmagnsmerki (í gegnum hringrás og viðmót lyklaborðsins) við þessar hermdu lyklaborðsaðgerðir er hægt að prófa virkni lyklaborðstakkanna.
