一、继电器（relay）的工作原理和特性

当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。可分为电气量(如电流、电压、频率、功率等)继电器及非电气量(如温度、压力、速度等)继电器两大类。具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

1、电磁继电器的工作原理和特性

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

2、热敏干簧继电器的工作原理和特性

热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。

3、固态继电器（SSR）的工作原理和特性

固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。

固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。

1、额定工作电压

是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。

2、直流电阻

是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。

3、吸合电流

是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。

4、释放电流

是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。

5、触点切换电压和电流

是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。

继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个线圈，就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。继电器的触点有两种表示方法：一种是把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的控制电路中，通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号，并将触点组编上号码，以示区别。继电器的触点有三种基本形式：

1.动合型（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。

2.动断型（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。

3.转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。

1、测触点电阻

用万能表的电阻档，测量常闭触点与动点电阻，其阻值应为0，(用更加精确方式可测得触点阻值在100毫欧以内)；而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此可以区别出那个是常闭触点，那个是常开触点。

2、测线圈电阻

可用万能表R×10Ω档测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在着开路现象。

3、测量吸合电压和吸合电流

找来可调稳压电源和电流表，给继电器输入一组电压，且在供电回路中串入电流表进行监测。慢慢调高电源电压，听到继电器吸合声时，记下该吸合电压和吸合电流。为求准确，可以试多几次而求平均值。

4、测量释放电压和释放电流

也是像上述那样连接测试，当继电器发生吸合后，再逐渐降低供电电压，当听到继电器再次发生释放声音时，记下此时的电压和电流，亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。一般情况下，继电器的释放电压约在吸合电压的10～50%，如果释放电压太小（小于1/10的吸合电压），则不能正常使用了，这样会对电路的稳定性造成威胁，工作不可靠。

1.先了解必要的条件

①控制电路的电源电压，能提供的最大电流；

②被控制电路中的电压和电流；

③被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。

2.查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。

3.注意器具的容积。若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。 解读词条背后的知识 先进光半导体 光耦继电器线性光耦产品替代资讯

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本项目提出了将器件结构优化和磁路优化相互结合改进微机械继电器的动态响应过程，从而为解决制约继电器进一步推广应用的可靠性问题提供可行的方法。对于进一步提高现有器件性能而言，难点是如何在微型化的器件中有效改善器件的动力学响应特性、同时提高器件的能量转换效率，对此本项目通过分布式磁路法建立器件的电-机械转换模型，结合结构优化和磁路优化以调整器件的电-机械转换过程，从而探索出切实可行，具备原创性的解决方案,取得的成果有: (1)运用分布模型对原有的集总磁路法模型作了进一步改进，从而能够定量评估绕组占空比、内外圈直径等关键参数对器件输出电磁力的影响，为进一步分析器件的动力学特性提供了快速有效的分析工具。在此基础上，以动态响应全过程优化为目标，采用MATLAB 优化了线圈匝数、铁镍厚度及面积，并以此为基础，利用ANSYS 对器件的磁场分布及磁力进行了仿真分析。基于正向拓扑结构优化法，设计了非线性度最弱的蛙脚型平面弹簧结构，并以磁力为参考，运用卡式定理和有限元法，优化弹簧的臂宽和厚度。基于上述设计，分析了器件稳定切换的阈值范围，结合设计与工艺考虑优化后的主要结构参数如下：6mm器件平面线圈匝数60 匝，底部、顶部铁镍厚度10μm，平面弹簧的臂宽100μm，厚度12μm，弹性系数为6.84N/m，工作行程375μm，驱动电流100mA。相关论文已在Applied Physics letters、Electromagnetics等期刊发表； (2)提出了一种低功耗高稳定性的磁双稳微型继电器结构设计方案，通过磁路优化，将横置永磁体对称设置于励磁铁芯的下方且极性相对，使得永磁体并联而不是串联在切换磁路中，从而避免了切换电磁磁动势对偏置永磁体的退磁作用，有效改善了电磁继电器工作的稳定性并有效降低了其功耗。 (3) 综合运用UV-LIGA和其他非硅表面微加工技术，研究了两种结构实验样机的成套微加工工艺技术，其中 6mm 实验样机微加工技术制备完成的实验样机尺寸为6mm*6mm* 2mm。3mm 集成实验样机的器件整体尺寸为3mm*3mm*1mm；针对微继电器的核心部件，提出了借鉴TSV电镀技术简化线圈绕组制造成套工艺的思路，以紫外光刻成型的SU-8胶实现微电铸掩膜与绝缘填充层合二为一，既发挥了SU-8胶结构高深宽比的优势，又避免了SU-8胶难以去胶的困难.