[发明专利]微型开关

说明书

一.技术领域

本发明公开的微型开关属微型电子开关技术领域，具体涉及的是一种脉冲驱动、光电控制、在倒置时自动延时输出上电控制信号的微型开关。

二.背景技术

存储测试是指在对被测对象无影响或影响在允许范围的条件下，在被测体内置入微型数据采集与存储测试仪，现场实时完成信息的快速采集与记忆，事后回收该存储测试仪，由计算机处理和再现测试信息的一种动态测试技术。

存储测试系统是为完成存储测试目的而设计的物理系统，它工作在高温、高压、强冲击振动、高过载等恶劣环境和紧凑设计条件下，自动完成被测信息的实时采集与存储记忆。例如，存储测试火炮膛压曲线和全弹道过程弹丸飞行过载信息的存储测试系统等。

在应用存储测试技术进行现场测试时，测试系统通常安装在被测体上，由于被测体所处的环境恶劣，对测试系统提出了严格要求：微体积、微功耗、高可靠性、耐高低温、抗高冲击、抗振动等。微体积的要求使得存储测试系统对电源的体积要求极为苛刻，为此要尽可能的降低整个测试系统的功耗。例如中北大学研制的放入式电子测压器在测量火炮膛压时，能够随弹药保高温(+55℃)或低温(-40℃)或常温(+20℃)达48小时，大口径弹药保温时间可能达到72小时，放入式电子测压器必须在弹药保温前放入药筒中，因此在保温前把电子测压器接通电源，但是只维持等待工作状态(电流小于60μA)，在实弹射击试验前通过某种微型倒置开关使电子测压器进入全工作状态(电流小于6mA)，在火炮膛压测试结束后测试系统又自动转入数据保持状态，维持低功耗，读出数据后立刻断电，这样可实现测试系统的微功耗。而电源控制技术是存储测试系统微功耗技术的关键技术，而微型倒置开关是实现测试系统微功耗的关键部件。

目前，中北大学已经在存储测试实践中研究了多种微型上电(测试系统从等待工作状态进入全工作状态)控制技术：如微型定时上电开关，可实现系统的微功耗，但缺点是在预定的时间内必须完成试验，缺乏灵活性，且定时器本身有一定的功耗。曾研究过其他在药筒外给电子测压器上电(从等待工作状态进入全工作状态)的方法，如超声波法、放射线，但因超声与放射线对火药的安全性有影响，且超声与放射线探测电路的功耗较大、不能满足要求。曾考虑外加磁场信号，但钢质药筒对静磁场有一定的屏蔽作用，且放入式电子测压器壳体是能承受800MPa高压的高强度金属，对磁场有很强的屏蔽作用，所以上述方法不可行。在靶场试验中，保温状态的弹药不是水平放置就是弹尖朝上竖直放置，因此考虑采用微型倒置开关，倒置开关的作用就是控制放入式电子测压器的上电(从等待工作状态进入全工作状态)，在保温前电子测压器接通电源处于等待工作状态，放在药筒底部，再将发射药装入药筒，电子测压器与弹药一起保温48小时或72小时。保温结束后，在实弹射击试验前5-10分钟，把弹药按弹尖朝下姿态倒置半分钟以上，通过倒置开关使电子测压器从等待工作状态自动进入全工作状态。电子测压器内部有电子自动识别电路，倒置开关没有连续倒置半分钟以上不予上电(从等待工作状态进入全工作状态)，保证弹药在运输过程或有轻微振动时电子测压器不会发生误上电(从等待工作状态进入全工作状态)。曾经设计了微型水银倒置开关，但是水银在-38.9℃时凝固，开关导通阻抗较大，效果不理想。考虑用双球式微型倒置开关，由于在高冲击情况下，镀金的钢球表面损伤，使得接触电阻较大，效果也不理想。后来设计了微型内置的干簧管式倒置开关，但在实际使用过程中发现此种开关倒置角度小，不易复位，容易引起电子测压器误上电(从等待工作状态进入全工作状态)，降低了电子测压器的可靠性。最终考虑设计脉冲驱动、光电控制、在倒置时自动延时输出上电控制信号的微型开关，该技术已应用于放入式电子测压器，在某基地国家靶场的火炮膛压测试中成功应用，经实用验证这种开关取得预期的效果，目前该产品需求前景广阔。

三.发明内容

本发明的目的是：向社会提供这种微型开关，为我国的科技和国防事业做些工作，因为这种微型开关驱动功耗小，倒置控制可靠，是实用性能优良的微型开关。