Індикаторні й 1
Індикаторні й служать для перетворення електричних сигналів в візуально сприйняту інформацію. Залежно від призначення, індикаторні й можуть мати різну ступінь складності і базуватися на різних фізичних принципах. В даний час для відображення знакової інформації найбільшого поширення набули електронно-променеві, вакуумно-люмінесцентні, газорозрядні, напівпровідникові і рідкокристалічні індикатори.
Дія електронно-променевих індикаторів засноване на управлінні сформованим потоком електронів, званим електронним променем. Ці прилади дозволяють не тільки реєструвати електричні сигнали в їх безперервному вигляді (наприклад, в осцилографі), але і отримувати зображення (в телебаченні). Електронно-променевими індикаторами комплектують багато вимірювальні і діагностичні установки і системи візуального спостереження за технологічними процесами виробництва.
Електронно-променевої індикатор складається з електронно-променевої трубки, що представляє собою витягнутий в напрямку променя скляний балон з глибоким вакуумом, всередину якого поміщають джерело вільних електронів і різні керуючі електроди. Потовщена частина трубки, на якій фокусується промінь електронів, називається екраном. Зсередини він покритий спеціальним шаром - люмінофором, здатним світитися при попаданні на нього електронів. Управління променем здійснюється спеціальною електронною схемою за допомогою електростатичних або магнітних полів. На рис. 13.1 схематично показано пристрій електронно-променевої трубки. Основним елементом електронно-променевої трубки є прожектор. Він складається з катода К, що представляє собою металевий стакан, що підігрівається ниткою розжарення Н. Катод по периметру охоплений циліндричним модулятором М з осьовим отвором. Модулятор управляє інтенсивністю потоку електронів, що зриваються з катода. Електрони, що пройшли модулятор, потрапляють в електричне поле, створюване декількома анодами (А1 і А2), прискорюються і фокусуються в тонкий промінь.
Управління відхиленням променя на екрані здійснюється за допомогою двох пар пластин, що відхиляють Х і Y, які розташовані перпендикулярно один одному. За рахунок різниці потенціалів пластини Х керують променем в горизонтальному напрямку, а пластини Y - у вертикальному.
Основними характеристиками електронно-променевої трубки є:
- післясвітіння - час, за яке відновлюється колір екрану після припинення бомбардування його електронами;
- роздільна здатність - мінімальний діаметр світлового плями на екрані;
- чутливість - відношення відхилення променя до напруги відхиляють пластин (по вертикалі і по горизонталі).
13.1.2. Вакуумно-люмінесцентні індикатори
Вакуумно-люмінесцентний індикатор являє собою електронну лампу - тріод (рис. 13.2), що складається з розжарюються струмом металевої нитки - катода 1, металевої сітки 2 і анодів - сегментів 3, покритих люмінофором. Всі елементи конструкції розміщені в вакуумному скляному балоні з висновками від електродів.
Принцип дії індикатора заснований на перетворенні кінетичної енергії електронів в видиме випромінювання люминофорного покриття анодів-сегментів. Електрони, які покинули катод внаслідок термоелектронної емісії, прискорюються полем сітки, позитивно зарядженої щодо катода, частково проходять крізь сітку і бомбардують сегменти анода, викликаючи їх світіння. Підключенням анодів-сегментів в певних комбінаціях до джерела позитивної напруги можна отримати необхідний світиться знак. Залежно від типу люминофорного покриття анодів-сегментів індикатори мають світіння червоного або зеленого кольору. Конструкція індикатора може бути як одно-, так і многоразрядной.
Внаслідок низької напруги харчування (20. 25 В) і малої споживаної потужності вакуумно-люмінесцентні індикатори добре поєднуються з інтегральними мікросхемами. В даний час їх широко застосовують в мікрокалькуляторах, вимірювальних приладах і годинах.
Газорозрядний індикатор відноситься до іонних приладів тліючого розряду і виконується з холодним катодом. Індикатор має два або більше електродів, поміщених в скляний балон, заповнений інертним газом при тиску 0,1. 103 Па (рис. 13.3).
При напрузі між електродами (анодом і катодом), достатній для лавиноподібно іонізації інертного газу рухаються в електричному полі електронами і вибивання вторинних електронів з катода прискореними електричним полем позитивними іонами, в просторі між анодом і катодом виникає тліючий розряд. Одночасно йде процес рекомбінації електронів і позитивно заряджених іонів. При цьому виділяється енергія у вигляді фотонів, тобто газ світиться. Колір світіння визначається складом газу-наповнювача.
Іонізація і рекомбінація найбільш інтенсивно відбуваються поблизу катода, де концентрації вільних електронів та іонів максимальні. Тому найбільш інтенсивне світіння спостерігається в прикатодной області.
Найпростіші прилади цього типу - сигнальні індикатори (неонові лампи). Вони являють собою два металевих електрода, виконані у вигляді дисків, стрижнів або коаксіальних циліндрів і поміщені в скляний балон, заповнений неоном. Пристрій сигнального індикатора показано на рис. 13.4.
Простір цих ламп поблизу катода світиться оранжево-червоним світлом, які спостерігаються зазвичай через торець лампи. Для обмеження струму в неонових лампах послідовно з ними необхідно включати баластовий резистор, який може знаходитися в цоколі лампи.
Напруга живлення сигнальних індикаторів коливається від 60 до 235 В, робочий струм - від 0,15 до 30 мА. Неонові лампи широко використовують як сигнальні в пристроях автоматики, обчислювальної техніки і в приладобудуванні. Особливо часто їх застосовують в якості індикаторів напруги харчування.
Знакові газорозрядні індикатори - це многокатодние прилади тліючого розряду, призначені для індикації знаків-цифр, букв або математичних символів. Катоди можуть бути виконані як у вигляді відповідних знаків, так і у вигляді окремих елементів цих знаків - сегментів. У першому випадку катоди розташовуються один за одним, представляючи собою пакет тонких дротяних знаків, а анодом є сітка, що не заважає сприйняттю знаків (рис. 13.5). У другому випадку зображення літери, цифри або символу складається з світних сегментів. Наприклад, 13 сегментів знакового індикатора типу ІН-23 дозволяють синтезувати цифри від 0 до 9 і всі букви алфавіту на одному знакомісць. Умовне графічне позначення індикатора ІН-23 показано на ріс.13.6.