继电器基础知识：术语解说

继电器基础知识：术语解说

解说一览

B

步进继电器(步进型)

     (只记述一般继电器)
     每输入1个脉冲，多个接点即会依次执行开、关和切换的继电器。

闭锁型

     即使是执行置位或复位的脉冲驱动电压，在驱动电压(包括脉冲驱动电压)断开后、
     输入反转电压前依然具有保持置位状态或复位状态功能的继电器。

G6BU / G6BK

*备注

保持置位、复位状态的机构有以下所示2种。

(1)磁性保持型
(2)机械保持型

此外，施加置位、复位脉冲电压的线圈种类有以下所示2种。

(1)1线圈型
(2)2线圈型

Bath-tub曲线图

众所周知，人类的死亡率呈下图所示状态。以鱼等为代表的其他动物也都呈现这种倾向。而在装置上，故障率而非死亡率则是以这种被称作Bath-tub曲线的方式加以显示。如下图所示，继电器的一生也完全相同。将继电器的一生分为3个阶段来考虑，其含义就更容易理解了。

下图中1的期间称作初始故障期间。这个期间的故障率会伴随动作次数的增加而减小，给人一种由坏变好的印象。而其真正含义是指原本会导致故障的产品在早期即被淘汰，只留下了健全的产品。产品在交给用户前，必须经历这样一个阶段。这个阶段又被称作“除错(debug)”。
厂家在将继电器出厂时，会对其动作、复位电压、接触电阻、耐电压、时间特性、线圈脉冲检查等基本特性进行全数检查，使初期故障率接近零。

下图中2的期间称作偶发故障期间。

这个期间的特征是，无论动作次数是多少，故障率都基本无变化。在这个期间，产品可有效发挥功能。虽然厂家和用户都想将此期间的故障率降至零，但目前还无法实现，只能努力“尽量使其接近零”。各具体机型的故障率水平根据各种条件而异，所以大家应该理解，机型或使用条件的选择将会严重影响实体装置的故障率。

下图中3的期间称作磨损故障期间。

这个期间的特征是，故障率会伴随动作次数的增加而变大，最后导致全数消耗、损坏。对于继电器这种带有机械性运动部位的机构部件来说必然会出现消耗、变形、疲劳等现象，故需对“寿命”层面加以考量。
一般来说，继电器上可以将故障和寿命如下所示分开考虑。

Bath-tub曲线图

(1)初期故障期间 （0<t<t1）
(2)偶发故障期间 （t1<t<t2）
(3)磨损故障期间 （t＞t2）

C

串扰特性

(只记述印刷电路板用高频继电器)
指接点电路相互之间的高频信号泄漏程度。

插入式继电器密封型

采用腐蚀性气体不会侵入继电器内部、外壳也为耐腐蚀性金属材料、通过玻璃机壳和外盖等进行密封并封入惰性气体(N2）的密封结构
因此，商品目录中也同样将动作电压记为80%以下，将复位电压记为10%以上。

插入式继电器闭锁型(有机壳型)

将继电器装入机壳、保护其不会接触异物的结构

插入式继电器塑封型

采用树脂机壳、外盖等密封结构，不易受到腐蚀性气体的影响

冲击

搬运时、安装时所生较大冲击导致的特性变化及损坏分为被限制的耐久性冲击、和限制使用状态下所生冲击导致的误动作的误动作冲击。

D

单稳型(标准型)

接点根据线圈的无励磁、励磁执行开/关切换，在动作要素上不具备其他特殊功能的继电器

电力耐久性

指在接点上施加额定负载后，以规定开关频率执行开关动作时的耐久性。

动作时间

从向线圈施加额定电压至接点开始动作的时间。
如果是具有多个接点的继电器，无其他规定时为至最慢接点开始动作的时间(JIS C5442)。

此数值是线圈温度为+23℃时的数值，不含弹跳时间。

动作电压

继电器动作的最低电压。（JIS C5442）
此数值是线圈温度为+23℃时的数值。

动作弹跳时间

指线圈温度为+23℃时施加了线圈额定电压后的a接点弹跳时间。

E

额定消耗功率

向线圈施加了额定电压时，线圈上所消耗的功率(额定电压×额定电流)。

交流规格的额定消耗功率为频率60Hz时的数值。

额定通电电流

不执行接点开关、且不会超出温度上升限值、接点可连续通电的电流值(基于JIS C4530)。

额定电压

在正常状态下使用继电器时，施加于操作线圈上的标准电压。(基于JIS C4530)。

额定电流

正常使用继电器时流向线圈的标准电流(JIS C4530)。
此数值是线圈温度为+23℃时的数值。此外，如果各机型正文中无指定，电流公差则为+15%、-20%。

额定负载

决定开关部(接点)性能的标准值，以接点电压和接点电流的组合形式出现。

2线圈闭锁型

具有置位线圈和复位线圈、可保持置位或复位状态的闭锁结构继电器。

F

复位时间

从线圈去除额定电压开始到接点复位为止的时间。
如果是具有多个接点的继电器，无其他规定时为至最慢接点复位为止的时间(JIS C5442)。

如果只有a接点，则为至最慢的a接点达到开路状态为止的时间。

此数值是线圈温度为+23℃时的数值，不含弹跳时间。

*相关术语：弹跳

复位电压

指使电压急剧下降或慢慢减少时、所有接点复位的最大电压。(JIS C5442)
此数值是线圈温度为+23℃时的数值。

(例) MY4 DC型时

动作电压、复位电压的分布如以下曲线图所示。
如曲线图所示，动作时在额定电压的80%以下执行动作，复位时在10%以上执行复位。
因此，商品目录中也同样将动作电压记为80%以下，将复位电压记为10%以上。

复位弹跳时间

指线圈温度为+23℃时去除了线圈额定电压后的b接点弹跳时间。

复位时间

(仅限闭锁型)
从向复位线圈施加额定电压开始至接点开始复位的时间(至b接点闭合为止的时间)。
如果只有a接点，则为至最慢的a接点达到开路状态为止的时间。
如果是具有多个接点的继电器，无其他规定时为至最慢接点开始复位的时间。

此数值是线圈温度为+23℃时的数值，不含弹跳时间。

*相关术语：弹跳

G

高频隔离

(只记述印刷电路板用高频继电器)
指开路状态下的接点端子之间及未连接端子之间的高频信号泄漏程度。

高频开关功率最大值

(只记述印刷电路板用高频继电器)
指接点上可以开关的高频信号的功率最大值。
与额定负载相比，电力耐久性更短。

高频通过功率最大值

(只记述印刷电路板用高频继电器)
指闭路状态下可通过接点端子之间的高频信号功率最大值。

高频率特性测量方法范例
与测量无关的接点通过500Ω端接。

故障概率密度函数

故障概率密度函数・・・・f（t）
∫∞0f（t）dt＝1
(表示在时间t内发生的故障数量相对于总体数量的比例)

故障率

在单独规定的试验种类及负载中，连续开关继电器时的单位时间(动作次数)内发生故障的比例。
此数值根据开关频率、环境、预期可靠性水准而发生变化。实际使用时，请务必在实际使用条件下通过实体机进行确认。

本产品目录中将该故障率作为P水准(参考值)进行记述。
这表示可靠水准60%(λ60)时的故障水准水平。（JIS C5003）

I

Insertion Lose(插入损耗)

(只记述印刷电路板用高频继电器)
指闭路状态下的接点端子之间的高频信号衰减量。

J

机械耐久性

指接点在无负载状态下以规定开关频率执行开关动作时的耐久性。

检查特性曲线(OC曲线)

（OC曲线：Operating Characteristic Curve）
判定各批次继电器的可靠性时，必须理解以下内容。执行全数检查时，由于无需考虑故障率λ的推测范围，因此在下图中为折线ABCDE。但是，如果为了检查可靠性而进行全数试验，那么将会失去用于实体装置上的重要继电器。因此，实际操作中需以部分抽样的方式来推测全体的可靠性。ACE曲线是表示在这种情况下是否合格的曲线。

消费者看到作为判定基准的故障率λ1位置(C点)为60%时，表示可靠水平为60%。区域ABC的纵轴表示即使故障率小于λ1也可能被判定为不合格的危险，被称为“生产者危险”。

此外，区域CDE的纵轴表示即使故障率大于λ1也可能被判定为合格的风险，被称为“消费者危险”。由于无法进行全数检查，上述危险也可谓可靠性评估的宿命，故需在充分理解λ60的含义等基础上再掌握可靠性。

很多可靠性试验的故障率极小，且多数情况下会变为破坏性试验，而另一方面，由于试验需要较长时间，所以基于对危险率α、β以及成本平衡的考量，可靠水平多取60%。此外，继电器的产品目录中将其作为参考值进行了记述。这是用于重要系统的部件，若要保障故障率，则应更改抽样条件、合格判定条件并提高可靠水平。

继电器在出厂时均已经过初期检查、以及不会导致破坏或老化的试验。例如，对动作电压、复位电压、接触电阻、耐电压等试验项目进行全数检查后再出厂。这种情况下，无论合格与否，α、β均为接近零的数值。

抽样检查详情请参阅JIS Z9001“抽样检查通则”等资料。
此外，继电器的故障率试验详情请参阅JIS C5003。

绝缘电阻

指接点、线圈间或导电部端子与(铁芯、类似于铁芯)非充电金属部间、或接点相互间的绝缘部位电阻。
此数值为继电器单体上的数值，不包含电路板的焊盘等。

(1)线圈-接点间：线圈端子与接点所有端子之间
(2)异极接点间：异极接点端子相互之间
(3)同极接点间：同极接点端子相互之间
(4)置位线圈-复位线圈间：置位线圈端子与复位线圈端子之间

接触电阻

接触电阻是指构成可动片、端子、接点等电路的导体固有电阻和接点之间相互接触的边界电阻以及集中电阻的复合值。

本产品目录中记载的接触电阻为初始规格值，此数值的大小并不表示实际使用时的合理与否状况。
接触电阻的测量条件如下图所示，通过电压降法(四端子法)并按下表规定的测量电流进行通电。

试验电流 (JIS C5442)

接点符号

各接触机构的标示如下所示。

接点极数

接点极数是指接点电路数。

接点结构

接点结构是指接触机构。
例如，b接点(断路接点)、a接点(接通接点)、c接点(转换接点)等。

接点电压最大值

可执行开关动作的接点电压最大值。
使用时请切勿超出此数值。

接点电流最大值

可执行开关动作的接点电流最大值。
使用时请切勿超出此数值。

棘轮继电器(棘轮型)

(只记述一般继电器)
步进型继电器的一种，接点通过脉冲输入交替执行ON、OFF的切换、或依次执行动作的继电器。

K

开关频率

指单位时间内的继电器操作次数。

开关容量最大值

指可开关的负载容量最大值。请设计电路，确保使用时不会超出该值。
AC时以VA标示，DC时以W标示。

可靠性函数

可靠性函数 ・・・・R（t）
R（t）=∫∞tf（t）dt=1-F（t）
(表示在时间t内剩余数量相对于总体数量的比例)

L

螺钉(金属)安装型继电器开放型

对于异物接触及侵入的无保护结构

螺钉(金属)安装型继电器闭锁型(有机壳型)

将继电器装入机壳、保护其不会接触异物的结构

热电动势

将不同种类的金属两端相连，使接合部温度保持不同后，电路上即会产生一定方向的电流。
将产生这种电流的电动势称为热电动势。
如果是继电器，则会在端子、接触片、接点的不同金属处产生热电动势。

如果通过继电器切换热电偶，则会因这种热电动势而导致实际温度与测量温度产生差异。

累积故障分布函数

累积故障分布函数・・・・F（t）
F（t）＝∫t0f（t）dt
(表示从时间0至t期间所生故障数量相对于总体数量的比例)

M

MBB接点

MBB(先合后断)接点(短路接点) 在指定了接点动作顺序的接点组中，动作时应断开的接点在断开之前，应闭合的接点先闭合的接电阻。
也称作CI接点或连续接点(continuous contact)

N

耐冲击电压

指对于打雷等感性负载开关时发生的瞬间异常电压的耐久性极限值。
如无特殊记载，浪涌波形将以JIS C5442所定1.2×50μs的标准冲击电压波形进行标示。

耐电压

向绝缘的金属部之间(尤其是充电金属)施加1分钟的电压时，不会导致绝缘性能受损的限值。
电压施加部位与绝缘电阻相同。

泄漏电流(检测绝缘受损状况所需的电流)一般为1mA。
但是，有时也会将泄漏电流设定为3mA、10mA。

R

热启动

指在接点通电状态下对线圈连续通电后，暂且切断线圈通电、然后立即重新接通的状态或该时的动作电压值。(线圈电压、接点电流、环境温度为条件设定值)

Return Lose(反射损耗)

(只记述印刷电路板用高频继电器)

指传送路径上产生的高频信号反射量。

S

瞬间故障率

瞬间故障率・・・・λ（t）
λ（t）=f（t）／R（t）=d{InR(t)}/dt
表示在时间t内发生的故障数量相对于剩余数量的比例

T

弹跳

继电器可动部位(衔铁)因铁芯或接点的相互冲击所生冲击振动等导致接点之间发生的间歇性开关现象。(JIS C5442)

TV额定值(UL/CSA)

TV额定值是评估UL及CSA标准中的耐冲击电流性能的代表性额定值之一，表示该继电器可执行包括冲击电流在内的负载开关的程度。例如，电视机电源专用继电器必须是获取了TV额定值的继电器。

开关试验(耐久性测试)使用钨丝灯作为负载，要求能承受共计25,000次的开关。

V

V.S.W.R.

(只记述印刷电路板用高频继电器)
传送过程中发生的电压驻波比。

W

威布尔分布

威布尔分布是指瑞典的W.Weibull首次适用于钢球寿命的分布。
据说这个分布能够很好地说明，破坏局部最薄弱的部位将会破坏整体功能。
从概念上可将其视为指数分布的扩展。
此外，从实用方面来看，使用“威布尔概率纸”可轻松进行数据分析等点可谓一大特长。

在m＜1、m＝1、m＞1时，分别类似于初始故障期间、偶发故障期间、磨耗故障期间的分布。
在此，可通过以下函数和图示标示威布尔分布。

(1)威布尔分布函数

F（t）＝1-exp〔-（t-γ）m／to〕

(2)故障概率密度函数

f(t)＝m(t-γ)m-1／to exp〔-(t-γ)m／to〕

(3)瞬间故障率

Bath-tub曲线图

*不同m值生成的F(t)曲线图
*m：形状参数 ／ to：尺度参数 ／ γ：位置参数

(1)～(3)的图与Bath-tub曲线图可以发现，m＜1时相当于①、m＝1时相当于②、m＞1时相当于③。
威布尔概率纸是基于这个威布尔分布函数制作而成。使用这种威布尔概率纸可以执行故障分析。
威布尔概率纸在纵轴上取F(t)、在横轴上取t。以此绘出试验结果并进行分析。其中，就继电器而言，从绘图中导出的直线斜度较大，且越靠近右边、其特性越好。
这意味着两层含义，即继电器集中性达到使用寿命、使用寿命长。
这种特性是设计、生产继电器过程中不断追求的目标。而在实际使用中，导致故障的相关原因较多，需不断努力制作可集中性达到使用寿命的产品。
另一方面，从继电器用户的角度来看，如果使用寿命明确，即可易于预测装置的维护时期、或耐用寿命。

详细分析方法请参阅“威布尔概率纸的使用方法”相关规格协会发行等专门书籍。
此外，威布尔概率纸由“日科技连”发行，可供参考。

*相关术语：Bath-tub曲线图

X

线圈电感

(只记述一般继电器)

在直流继电器中指施加了矩形波并基于时间常数求得的数值。此外，在交流继电器中指额定频率下的数值。各数值在动作状态、复位状态下各不相同。

线圈符号

线圈的驱动形态如下所示。

线圈电阻

线圈电阻是指线圈温度为+23℃时的线圈端子间电阻。

Y

印刷电路板用继电器密封型

防止焊接时的助焊剂或清洗时的清洗液侵入继电器的结构

印刷电路板用继电器耐焊剂型

助焊剂在焊接时不易侵入继电器内部的结构

1线圈闭锁型

具有1个线圈、可根据施加电压的极性切换并保持置位或复位状态的闭锁结构继电器。

Z

最小脉冲宽度

指在闭锁型继电器中置位及复位所需的施加于线圈的额定电压最小脉冲宽度。
但是，这是在环境温度+23℃下的数值，并非保证值。

指数分布

偶发部长期间的无故障动作次数基于指数分布。
这种分布是伽玛分布或威布尔分布的特例，是可靠性寿命分布的重要基础分布。

伽玛分布是发生数次(k次)随机振动后发生故障时的模型，所以k＝1、即1次振动直接导致故障时的伽玛分布即等同于指数分布。
此外，威布尔分布中的形状参数m等于1时即为指数分布，这一点从威布尔分布图中也可看出。

指数分布的各种函数如下所示。

(1)可靠性函数　R(t)＝exp〔-λt〕
(2)故障概率密度函数　f(t)＝d〔1-R(t)〕／dt＝λexp〔-λt〕
(3)瞬间故障率　λ(t)＝f(t)／R(t)＝λ（一定）

指数分布于其他分布的关系

在磨损故障期间内，故障在某个时期并非只发生一次。因此，可以认为故障基于故障概率密度函数的分布而发生。
在先前的威布尔分布中可在m＞1时加以标示，但如果考虑到偏差，也可将其视为正规分布。

正规分布的各种函数如下所示。

(1)可靠性函数　R(t)＝1／σ√2π∫∞te-(t-μ1)2／2σ2 dt
(2)故障概率密度函数　f(t)=1/σ√2πe-(t-μ0)/2σ2
(3)瞬间故障率　λ=f(t)/R(t)

必须理解寿命取剩余数量的百分之几、还是基于平均寿命取值。
请注意，一般会视继电器中有95%的剩余数量，但是根据生产厂家或机型的不同，有时也会以平均寿命加以标示。

* 相关术语：威布尔分布 、 故障概率密度函数

振动

搬运时、安装时所生较大振动导致的特性变化及损坏分为被限制的耐久性振动、和限制使用状态下所生振动导致的误动作的误动作振动。

置位时间

从向置位线圈施加额定电压至接点开始动作的时间。
如果是具有多个接点的继电器，无其他规定时为至最慢接点开始动作的时间。

此外，此数值是线圈温度为+23℃时的数值，不含弹跳时间。

杂散电容

存在于各端子之间的电容。

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