[發明專利]微型開關

無效

• 申請號: 201010118052.0
• 申請日: 2010-02-26
• 公開（公告）號: CN101800532A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 裴東興;張紅艷;張瑜;謝銳;祖靜;馬鐵華;李新娥;范錦彪;沈大偉;杜紅棉;王燕;尤文斌;靳鴻;崔春生
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: H03K17/94
• 分類號: H03K17/94
• 代理公司: 北京太兆天元知識產權代理有限責任公司 11108
• 代理人: 傅權;趙水茂

一.技術領域

本發明公開的微型開關屬微型電子開關技術領域，具體涉及的是一種脈沖驅動、光電控制、在倒置時自動延時輸出上電控制信號的微型開關。

二.背景技術

存儲測試是指在對被測對象無影響或影響在允許范圍的條件下，在被測體內置入微型數據采集與存儲測試儀，現場實時完成信息的快速采集與記憶，事后回收該存儲測試儀，由計算機處理和再現測試信息的一種動態測試技術。

存儲測試系統是為完成存儲測試目的而設計的物理系統，它工作在高溫、高壓、強沖擊振動、高過載等惡劣環境和緊湊設計條件下，自動完成被測信息的實時采集與存儲記憶。例如，存儲測試火炮膛壓曲線和全彈道過程彈丸飛行過載信息的存儲測試系統等。

在應用存儲測試技術進行現場測試時，測試系統通常安裝在被測體上，由于被測體所處的環境惡劣，對測試系統提出了嚴格要求：微體積、微功耗、高可靠性、耐高低溫、抗高沖擊、抗振動等。微體積的要求使得存儲測試系統對電源的體積要求極為苛刻，為此要盡可能的降低整個測試系統的功耗。例如中北大學研制的放入式電子測壓器在測量火炮膛壓時，能夠隨彈藥保高溫(+55℃)或低溫(-40℃)或常溫(+20℃)達48小時，大口徑彈藥保溫時間可能達到72小時，放入式電子測壓器必須在彈藥保溫前放入藥筒中，因此在保溫前把電子測壓器接通電源，但是只維持等待工作狀態(電流小于60μA)，在實彈射擊試驗前通過某種微型倒置開關使電子測壓器進入全工作狀態(電流小于6mA)，在火炮膛壓測試結束后測試系統又自動轉入數據保持狀態，維持低功耗，讀出數據后立刻斷電，這樣可實現測試系統的微功耗。而電源控制技術是存儲測試系統微功耗技術的關鍵技術，而微型倒置開關是實現測試系統微功耗的關鍵部件。

目前，中北大學已經在存儲測試實踐中研究了多種微型上電(測試系統從等待工作狀態進入全工作狀態)控制技術：如微型定時上電開關，可實現系統的微功耗，但缺點是在預定的時間內必須完成試驗，缺乏靈活性，且定時器本身有一定的功耗。曾研究過其他在藥筒外給電子測壓器上電(從等待工作狀態進入全工作狀態)的方法，如超聲波法、放射線，但因超聲與放射線對火藥的安全性有影響，且超聲與放射線探測電路的功耗較大、不能滿足要求。曾考慮外加磁場信號，但鋼質藥筒對靜磁場有一定的屏蔽作用，且放入式電子測壓器殼體是能承受800MPa高壓的高強度金屬，對磁場有很強的屏蔽作用，所以上述方法不可行。在靶場試驗中，保溫狀態的彈藥不是水平放置就是彈尖朝上豎直放置，因此考慮采用微型倒置開關，倒置開關的作用就是控制放入式電子測壓器的上電(從等待工作狀態進入全工作狀態)，在保溫前電子測壓器接通電源處于等待工作狀態，放在藥筒底部，再將發射藥裝入藥筒，電子測壓器與彈藥一起保溫48小時或72小時。保溫結束后，在實彈射擊試驗前5-10分鐘，把彈藥按彈尖朝下姿態倒置半分鐘以上，通過倒置開關使電子測壓器從等待工作狀態自動進入全工作狀態。電子測壓器內部有電子自動識別電路，倒置開關沒有連續倒置半分鐘以上不予上電(從等待工作狀態進入全工作狀態)，保證彈藥在運輸過程或有輕微振動時電子測壓器不會發生誤上電(從等待工作狀態進入全工作狀態)。曾經設計了微型水銀倒置開關，但是水銀在-38.9℃時凝固，開關導通阻抗較大，效果不理想。考慮用雙球式微型倒置開關，由于在高沖擊情況下，鍍金的鋼球表面損傷，使得接觸電阻較大，效果也不理想。后來設計了微型內置的干簧管式倒置開關，但在實際使用過程中發現此種開關倒置角度小，不易復位，容易引起電子測壓器誤上電(從等待工作狀態進入全工作狀態)，降低了電子測壓器的可靠性。最終考慮設計脈沖驅動、光電控制、在倒置時自動延時輸出上電控制信號的微型開關，該技術已應用于放入式電子測壓器，在某基地國家靶場的火炮膛壓測試中成功應用，經實用驗證這種開關取得預期的效果，目前該產品需求前景廣闊。

三.發明內容

本發明的目的是：向社會提供這種微型開關，為我國的科技和國防事業做些工作，因為這種微型開關驅動功耗小，倒置控制可靠，是實用性能優良的微型開關。