作者：Jeff Smoot 是 CUI Devices 應(yīng)用工程和運動控制部門副總裁

圓形連接器包含多個用于傳輸電源、信號或數(shù)據(jù)的針腳或觸點，是一類可承受各種惡劣環(huán)境且具有不同尺寸的圓柱形電氣部件。這類連接器也被稱為圓形互連器件，圓形結(jié)構(gòu)使其更加堅固耐用，更能防振和防沖擊，抵御外部信號或干擾，阻止環(huán)境污染物侵入以及耐受極端的壓力或溫度。

由于圓形連接器和電纜在這些極端條件下具有高性能，因此在工業(yè)和工廠自動化應(yīng)用、醫(yī)療設(shè)備、安全和國防、航空航天等方面應(yīng)用廣泛。圓形連接器類型豐富，從標準圓形連接器到 DIN、公制、密封、推拉、鍵控、混合信號以及微型或微小型版本。此外，還提供混合型選擇，將電源、信號和數(shù)據(jù)集中在一個器件中。本文將主要關(guān)注標準圓形連接器和電纜，包括其基本結(jié)構(gòu)、名稱和代碼、選擇標準等。

圓形連接器的結(jié)構(gòu)

由于其圓柱形狀，圓形連接器比任何其他形狀的連接器都具有更高的“強度重量”比。如上所述，更大的強度使圓形連接器更能抵抗沖擊破壞、外部因素和連接斷開，同時使其在配接操作頻繁的應(yīng)用中更經(jīng)久耐用。

內(nèi)部觸點數(shù)量及其布局因連接器和應(yīng)用類型而異，這樣可以確保正確對齊并插入兼容的配接設(shè)備。圓形連接器的外殼通常采用螺紋結(jié)構(gòu)，可以在振動或其他因素有可能導致連接意外斷開時提供更可靠的螺紋連接。其他類型的連接系統(tǒng)包括卡口鎖定、推/拉鎖定和扣鎖。

從更高層面看，每個圓形連接器有四個部分組成（圖 1 和圖 2）。

圖 1：母頭圓形連接器的基本結(jié)構(gòu)。（圖片來源：[CUI Devices]）

1. 觸點 ：連接器中用于形成電氣連接的內(nèi)部針腳和插座。一個配接對由公觸點和母插座組成。
2. 絕緣體： 該組件用于封裝觸點，在觸點之間以及觸點與連接器外殼之間形成絕緣。絕緣體還確定了適當?shù)挠|點間距，并將觸點固定在正確的位置。
3. 外殼： 作為連接器的外罩，外殼用來保護觸點和絕緣體，同時為連接器的兩個配對部分的配接提供對準和連接機制。
4. 附件： 這些附件包括引腳、鍵銷、環(huán)、夾子、墊片以及用于導引、固定、定位和密封連接器部件的其他部件。

圖 2：公頭圓形連接器的基本結(jié)構(gòu)。（圖片來源：CUI Devices）

常見的圓形連接器名稱和代碼

最廣為人知的圓形連接器類型也許是標準的 M 型，這類連接器用于連接工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的傳感器和致動器。“M”能夠簡單地表示聯(lián)接螺母和配接插座上的公制螺紋尺寸，提供常見的 M5（5 mm 直徑緊固件）、M8（8 mm）和 M12（12 mm）連接器類型。M12 圓形連接器和電纜是最常見的類型，這點毫無爭議，因為這種連接器是汽車行業(yè)的全球標準。

總的來說，M 型連接器進一步分細分為多個類別，定義了觸點本體的鍵合和形狀，以確保配接正確。具體的名稱和代碼的定義如下（圖 3）：

• A - 用于傳感器、DC 電源和 1 Gb 以太網(wǎng)（連接計算機系統(tǒng)以形成網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議）的連接器。
• B - 現(xiàn)場總線（用于分布式控制的工業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)）和 Profibus（提供現(xiàn)場傳感器和控制系統(tǒng)之間通信的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)標準）的連接器。
• C - 具有雙鍵槽的連接器，可增加安全性，用于向傳感器和執(zhí)行器提供交流電源。
• D - 用于 100 Mb 以太網(wǎng)和 Profinet（控制器和設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換協(xié)議）系統(tǒng)的連接器。
• X - 用于10 Gb 以太網(wǎng)高速應(yīng)用以及以太網(wǎng)供電 (PoE) 的連接器。
• S - 交流電連接器（替代 C 編碼部件）。
• T - 用于直流電連接器（替代 A - 編碼部件）。

圖 3：M 型連接器的各種接口選項總覽。（圖片來源：CUI Devices）

圓形連接器的選擇標準

在為某個設(shè)計選擇圓形連接器和/或電纜時，我們要面對一張幾乎是無窮盡的規(guī)格和注意事項清單。除了確定圓形塑料連接器 (CPC) 和圓形金屬外殼連接器 (CMC) 哪一種更合適之外，還需考慮一個相對全面的參數(shù)清單。

• 性別（公/母）： 公頭端包含了插入母頭插座的觸針（圖 4 和圖 5）。大多數(shù)插頭和插座的設(shè)計都是為了在其品牌或制造商產(chǎn)品內(nèi)部進行匹配。不同制造商的連接器通常不能相互連接，因此在一般情況下，連接器以成對方式采購。

圖 4：公頭和母頭圓形連接器的配接圖。（圖片來源：CUI Devices）

• 觸點數(shù)量： 連接器中傳輸信號、數(shù)據(jù)或電源所需的導電針腳的數(shù)量。觸點數(shù)量可以從 1 到數(shù)百不等。
• 端接： 電線或電纜與連接器的導電觸點的配接方式，包括焊接、繞線、接線片或壓接。
• 觸點大小： 各個觸點的直徑或能與每個觸點相配接的電線規(guī)格。
• **額定電壓和電流： **以 V 為單位的最大電壓，或以 A 為單位的最大電流，即連接器的設(shè)計承載電流。
• 插入頻次： 連接器的連接和斷開的頻次。連接頻次也被稱為配接周期，可能需要更堅固耐用的連接器或電纜保護附件。
• 安裝方式： 常見的安裝方式包括電纜安裝、面板安裝或表面貼裝。
• 聯(lián)接或鎖定方式： 連接器的可靠配接方式，可包括卡口式、閂鎖式、推拉式、螺紋式和快斷開式。
• 底殼類型： 通過螺紋與圓形連接器的電纜側(cè)連接來可靠地支撐電纜；底殼類型包括直式、直角式、辮尾式、彈簧式、防拉線扣式、密封式和壓接式。
• 所用材料： 根據(jù)設(shè)計要求和預(yù)算，連接器主體常用的材料包括不銹鋼、鋁、塑料、復(fù)合材料或黃銅。
• 侵入防護 ： [IP 等級]由 IEC 60529 標準定義，具體包括防止固體和液體進入連接器主體的保護。ANSI 60529 涵蓋了美國的 IP，而 EN 60529 則涵蓋了歐洲的 IP。
• 插頭和插座： 沒有標準的命名慣例，因此不同的制造商可能使用不同的術(shù)語，但通常插座和插孔與面板安裝式圓形連接器有關(guān)，而插頭與圓形連接器的電纜組件有關(guān)。

圖 5：如何指定不同性別的插孔和插頭（圖片來源：CUI Devices）。

結(jié)語

連接器是否會暴露在環(huán)境污染物中或遭受浸泡？連接器是否需要 EMI 或 RFI 信號保護？連接器是否會遭受過大振動或頻繁的撞擊？回答這些問題將有助于確定所需的質(zhì)量、功能和配件，但無論如何，在應(yīng)對惡劣的應(yīng)用條件時，圓形連接器已被證實是一種安全可靠、堅固耐用的互連解決方案。CUI Devices 提供各種各樣的[圓形連接器]和[圓形電纜組件]，能夠直接應(yīng)對這些設(shè)計挑戰(zhàn)。