스위치 신호란 무엇인가? (Switch signals)

스위치 신호는 켜짐/꺼짐 상태를 1/0 형식으로 변환하여, 모스 부호처럼 시간을 두고 의미 있는 순서로 배열하여 시스템을 디지털로 제어합니다. 유량계는 리드 스위치, 트랜지스터(NPN 및 PNP 접합), 논리 장치, Namur 센서(전류 펄스), 전자기 코일 등 다양한 펄스 출력 유형을 제공합니다. 이 글에서는 여러 가지 일반적인 스위치 통신 방식에 대해 소개하겠습니다.

A reed switch structure seals two reed plates inside a glass tube, with wear-resistant, hard metal (often rhodium and ruthenium) plating on the contact points to extend lifespan. To prevent oxidation of the metal reed plates, the glass tube is often filled with inert gas, or even evacuated to create a vacuum, enhancing performance. The principle of a reed switch is simple: when a magnetic field approaches, the magnetic attraction overcomes the elasticity of the reed plates, causing them to contact and complete the circuit. However, due to their delicate nature, reed switches have inherent limitations on the amount of current they can carry.

전자기 릴레이는 작은 전류로 더 큰 전류를 제어하는 장치로, 리드 스위치와 유사하지만 영구 자석 대신 전자석을 사용합니다. 전자석에 전류가 흐르면 코어의 전자기력이 공통 접점을 움직여 회로를 완성시킵니다. 전자기 릴레이는 큰 전류를 처리하거나 안전상의 이유로 완전한 절연이 필요한 경우에 사용됩니다. 고전류 장치를 직접 제어하는 것은 위험할 수 있기 때문입니다.

트랜지스터, 또는 "비접촉 스위치"는 접촉식 스위치의 마모와 같은 문제를 해결합니다. 반도체는 도체와 절연체의 중간 정도의 전도성을 가지며, 다른 전기 신호에 의해 그 성질이 변화할 수 있습니다. 트랜지스터는 반도체 재료가 외부 제어를 통해 절연체에서 도체로 변하는 능력을 이용해 ON(도체)과 OFF(비도체) 상태를 관리합니다. 트랜지스터는 자석과 리드 플레이트 같은 기계적 구조가 없기 때문에 신호 전송 속도가 빠르고, 단순한 ON/OFF 상태를 넘어 더 복잡한 신호를 처리할 수 있습니다. LORRIC의 특허받은 AxleSense 패들휠 유량계는 이러한 원리를 기반으로 한 유선 통신을 위해 OCT를 사용하며, 스위치 회로가 외부 손상 시에도 다른 기능이 영향을 받지 않도록 광결합 보호 장치를 추가로 적용합니다.

논리 출력은 스위치 신호가 아닌 순수한 논리 신호로, 일반적으로 미리 정의된 두 가지 전압 수준 사이에서 전환되며, 논리 0과 논리 1로 정의됩니다. 낮은 출력 전압은 "0" 신호를 보내고, 높은 출력 전압은 "1" 신호를 보냅니다. 가장 일반적인 논리 출력 인터페이스는 TTL과 CMOS로, TTL의 경우 논리 0은 0.4V 이하, 논리 1은 2.4V 이상으로 정의되며, CMOS는 공급 전압의 33% 이하일 때 0, 66% 이상일 때 1로 정의되어, 공급 전압과 이러한 임계값의 관계에 따라 신호가 변환됩니다.