Del 1: Viktiga krav för tangentbordstestenhet Solenoid
1.1 Krav på magnetfält
För att effektivt kunna styra tangentbordstangenter måste solenoider för tangentbordstestanordningar generera tillräcklig magnetfältstyrka. De specifika kraven på magnetfältstyrka beror på typen och designen av tangentbordstangenterna. Generellt sett bör magnetfältstyrkan kunna generera tillräcklig attraktion så att tangenttryckningen uppfyller tangentbordsdesignens utlösningskrav. Denna styrka ligger vanligtvis i intervallet tiotals till hundratals Gauss (G).
1.2 Krav på svarshastighet
Tangentbordstestenheten behöver testa varje tangent snabbt, så solenoidens svarshastighet är avgörande. Efter att ha mottagit testsignalen bör solenoiden kunna generera tillräckligt med magnetfält på mycket kort tid för att driva tangentfunktionen. Svarstiden krävs vanligtvis att den ligger på millisekundnivå (ms). Snabbt tryckande och släppande av tangenterna kan simuleras noggrant, vilket effektivt kan detektera tangentbordets prestanda, inklusive dess parametrar, utan fördröjning.
1.3 Noggrannhetskrav
Solenoidens noggrannhet är avgörande för noggrannheten. Tangentbordstestanordningen. Den måste noggrant kontrollera tangenttryckningens djup och kraft. Till exempel, när man testar vissa tangentbord med flernivåutlösarfunktioner, såsom vissa speltangentbord, kan tangenterna ha två utlösarlägen: lätt tryck och kraftigt tryck. Solenoiden måste kunna simulera dessa två olika utlösarkrafter noggrant. Noggrannheten inkluderar positionsnoggrannhet (kontroll av förskjutningsnoggrannheten vid tangenttryckningen) och kraftnoggrannhet. Förskjutningsnoggrannheten kan krävas inom 0,1 mm, och kraftnoggrannheten kan vara runt ±0,1 N enligt olika teststandarder för att säkerställa testresultatens noggrannhet och tillförlitlighet.
1.4 Stabilitetskrav
Långvarig stabil drift är ett viktigt krav för solenoiden i tangentbordstestanordningen. Under kontinuerligt test får solenoidens prestanda inte fluktuera signifikant. Detta inkluderar stabiliteten i magnetfältstyrkan, stabiliteten i svarshastigheten och stabiliteten i aktionsnoggrannheten. Till exempel, vid storskalig tangentbordstestning kan solenoiden behöva arbeta kontinuerligt i flera timmar eller till och med dagar. Om elektromagnetens prestanda fluktuerar under denna period, såsom försvagning av magnetfältstyrkan eller långsam svarshastighet, kommer testresultaten att vara felaktiga, vilket påverkar utvärderingen av produktkvaliteten.
1.5 Hållbarhetskrav
På grund av behovet av att ofta styra nyckelfunktionen måste solenoiden ha hög hållbarhet. De interna solenoidspolarna och kolven måste kunna motstå frekvent elektromagnetisk omvandling och mekanisk stress. Generellt sett måste solenoider för tangentbordstestanordningar kunna motstå miljontals aktionscykler, och i denna process kommer det inte att uppstå några problem som påverkar prestandan, såsom utbrändhet av solenoidspolen och kärnslitage. Till exempel kan användning av högkvalitativ emaljerad tråd för att tillverka spolar förbättra deras slitstyrka och högtemperaturbeständighet, och att välja ett lämpligt kärnmaterial (såsom mjukmagnetiskt material) kan minska hysteresförlust och mekanisk utmattning av kärnan.
Del 2:. Struktur av tangentbordstestarens solenoid
2.1 Magnetspole
- Trådmaterial: Emaljerad tråd används vanligtvis för att tillverka solenoidspolen. Det finns ett lager isolerande färg på utsidan av den emaljerade tråden för att förhindra kortslutningar mellan solenoidspolarna. Vanliga emaljerade trådmaterial inkluderar koppar, eftersom koppar har god ledningsförmåga och effektivt kan minska resistansen, vilket minskar energiförlusten vid strömförsörjning och förbättrar elektromagnetens effektivitet.
- Varvdesign: Antalet varv är nyckeln till att påverka magnetfältstyrkan hos den rörformiga solenoiden för tangentbordstestanordningens solenoid. Ju fler varv, desto större magnetfältstyrka genereras under samma ström. Emellertid kommer för många varv också att öka spolens resistans, vilket leder till uppvärmningsproblem. Därför är det mycket viktigt att rimligt utforma antalet varv i enlighet med den erforderliga magnetfältstyrkan och strömförsörjningsförhållandena. Till exempel, för en tangentbordstestanordningens solenoid som kräver en högre magnetfältstyrka, kan antalet varv vara mellan hundratals och tusentals.
- Solenoidspolens form: Solenoidspolen är vanligtvis lindad på en lämplig ram och formen är vanligtvis cylindrisk. Denna form bidrar till koncentrationen och den jämna fördelning av magnetfältet, så att magnetfältet kan verka mer effektivt på tangenternas drivkomponenter när tangenterna styrs.
2.2 Magnetventil
- Kolvmaterial: Kolven är en viktig komponent i solenoiden och dess huvudsakliga funktion är att förstärka magnetfältet. Generellt används mjuka magnetiska material som elektriskt rent kolstål och kiselstålplåt. Den höga magnetiska permeabiliteten hos mjuka magnetiska material kan göra det lättare för magnetfältet att passera genom kärnan, vilket ökar elektromagnetens magnetfältstyrka. Om vi tar kiselstålplåt som exempel, är det en kiselhaltig legeringsstålplåt. På grund av tillsatsen av kisel minskas kärnans hysteresförlust och virvelströmsförlust, och elektromagnetens effektivitet förbättras.
- Kolvform: Kärnans form matchar vanligtvis solenoidspolen och är mestadels rörformig. I vissa utföranden finns det en utskjutande del i ena änden av kolven, som används för att direkt kontakta eller närma sig drivkomponenterna på tangentbordet, för att bättre överföra magnetfältets kraft till tangenterna och driva tangentfunktionen.
2.3 Bostäder
- Materialval: Tangentbordstestenhetens hölje (solenoid) skyddar huvudsakligen den inre spolen och järnkärnan, och kan också spela en viss elektromagnetisk skärmningsroll. Metallmaterial som rostfritt stål eller kolstål används vanligtvis. Kolstålshöljet har högre hållfasthet och korrosionsbeständighet och kan anpassas till olika testmiljöer.
- Strukturell design: Skalets strukturella design bör ta hänsyn till bekvämligheten vid installation och värmeavledning. Det finns vanligtvis monteringshål eller springor för att underlätta fixeringen av elektromagneten på motsvarande position för tangentbordstestaren. Samtidigt kan skalet vara utformat med värmeavledningsflänsar eller ventilationshål för att underlätta avledning av värme som genereras av spolen under drift och förhindra skador på elektromagneten på grund av överhettning.
Del 3: Funktionen hos tangentbordstestenhetens solenoid är huvudsakligen baserad på principen om elektromagnetisk induktion.
3.1. Grundläggande elektromagnetisk princip
När ström passerar genom solenoidens solenoidspole, enligt Amperes lag (även kallad högerskruvlagen), kommer ett magnetfält att genereras runt elektromagneten. Om solenoidspolen är lindad runt järnkärnan, eftersom järnkärnan är ett mjukmagnetiskt material med hög magnetisk permeabilitet, kommer magnetfältlinjerna att koncentreras inuti och runt järnkärnan, vilket gör att järnkärnan magnetiseras. Vid denna tidpunkt är järnkärnan som en stark magnet, vilket genererar ett starkt magnetfält.
3.2. Om vi till exempel tar en enkel rörformig solenoid som exempel, när strömmen flyter in i ena änden av solenoidspolen, enligt högerskruvregeln, håll spolen med fyra fingrar pekande i strömmens riktning, och den riktning som tummen pekar mot är magnetfältets nordpol. Magnetfältets styrka är relaterad till strömmens storlek och antalet varv på spolen. Sambandet kan beskrivas med Biot-Savarts lag. Till en viss grad, ju större strömmen och ju fler varv, desto större är magnetfältets styrka.
3.3 Drivprocessen för tangentbordstangenter
3.3.1. I en tangentbordstestanordning genereras ett magnetfält när solenoiden på tangentbordstestanordningen aktiveras, vilket attraherar metalldelarna på tangentbordet (såsom tangentskaftet eller metallsplitter etc.). För mekaniska tangentbord innehåller tangentskaftet vanligtvis metalldelar, och magnetfältet som genereras av elektromagneten attraherar skaftet att röra sig nedåt, vilket simulerar tangentens nedtryckta funktion.
3.3.2. Om vi tar det vanliga mekaniska tangentbordet med blå axel som exempel, verkar magnetfältskraften som genereras av elektromagneten på metalldelen av den blå axeln och övervinner axelns elastiska kraft och friktion, vilket får axeln att röra sig nedåt, vilket utlöser kretsen inuti tangentbordet och genererar en signal för tangenttryckning. När elektromagneten stängs av försvinner magnetfältet och tangentaxeln återgår till sin ursprungliga position under inverkan av sin egen elastiska kraft (såsom fjäderns elastiska kraft), vilket simulerar funktionen att släppa tangenten.
3.3.3 Signalkontroll och testprocess
- Styrsystemet i tangentbordstestaren styr elektromagnetens på- och avstängningstid för att simulera olika tangentfunktioner, såsom kort tryckning, långt tryck etc. Genom att detektera om tangentbordet korrekt kan generera elektriska signaler (genom tangentbordets krets och gränssnitt) under dessa simulerade tangentoperationer kan tangentbordets funktion testas.
