Індикаторні прилади

Електровакуумні та газорозрядні прилади відображення інформації класифікують за фізикою процесів, що мають місце в них при їх роботі на:

вакуумні

-- вакуумні електронно-променеві та польові люмінесцентні індикатори (кінескопи та FED- панелі);

-- вакуумні квантоскопи;

-- вакуумні люмінесцентні індикатори (сегментні та точкові);

-- вакуумні індикатори розжарювання;

газорозрядні

-- газорозрядні сигнальні індикатори;

-- газорозрядні знакові індикатори;

-- газорозрядні аналогові та дискретні лінійні індикатори;

-- газорозрядні сегментні індикатори;

-- газорозрядні індикаторні тиратрони;

-- газорозрядні індикаторні панелі.

Мінімальний інформаційний елемент, що створює інформаційне поле має назву елементу відображення інформації (піксель).

З способом створення інформаційного поля індикатори розрізняють на:

-- одиночні або точкові;

-- літерно-знакові;

-- сегментні (знако- (цифро або літеро) синтезуючи);

-- шкальні;

-- матричні.

Один люмен дорівнює світловому потоку, що випромінює точкове ізотропне джерело, з силою світла, що дорвнює одній канделі, у телісному куті в один стеррадиан (1 лм = 1 кд × ср). Повний світловий потік, що створюється ізотропним джерелом з силою світла 1 кд дорівнює 4π люменам.

Канде́ла (кд, cd; від лат. candela — свіча) дорівнює силі світла, що випромінюється у заданому напрямку джерелом монохроматичного світла частотою 540·10¹² Гц, енергетична сила світла якого у цьому напрямку складає (1/683) Вт/ср.

Люкс (лк, lx) — одиниця вимірювання освітлення, що дорівнює освітленню поверхні площиною 1 м² при світловому потоці, що на неї падає в 1 лм.

Кольорова температура джерела світла визначається порівнянням з «чорним тілом». Якщо температура чорного тіла підвищується то синя складова у спектрі посилюється, а червона падає. Лампа розжарення з тепло-білим світлом має кольорову температуру 2700 K, а люмінесцентна лампа с кольоровістю денного світла - 6000 K.

1 Вакуумні індикаторні прилади

Розділяються на накальні та люмінесцентні індикаторні прилади.

1.1 Накальні індикаторні прилади

Накальні індикаторні прилади конструктивно є вакуумним балоном всередині якого розташовані елементи відображення інформації у вигляді вольфрамових спіральок. робоча температура має не перевищувати 1250ºC для забезпечення більшого терміну роботи. Спіралі кріпляться між опорними штирями. Для підвищення контрасту під ложка робиться темною.

Для індикації на кінці сегментів-спіралей подається ~ або – потенціал.

Накальні індикатори мають великий час готовності до роботи (час за який індикатор досягає 80% своєї номінальної яскравості). Він складає десь 0,2–0,25с.

Рис. Конструкція вакуумного накального індикатора: 1 – затемнена підложка; 2 – штирі-опори; 3 – спіраль накалу

Типічна ВАХ накального індикатора.

Працюють при досить великих струмах, які перетворюються в тепло, тому мають малий ККД. Потрібно врахувати що при холодному матеріалі, тому може відбуватись броски струму при включенні ( в 2 рази –t≈0,1 c).

Перевагою накальних індикаторів є велика яскравість до 10000 кд/м². За рахунок великої питомої потужності. Це дозволяє використовувати кольорові фільтри.

1.2 Вакуумний люмінісцентний індикатор

Є багатоанодним діодом або тріодом, зображення якого формується в результаті випромінювання низько вольтового люмінофору, який наноситься на аноди та збуджується потоком електронів. Тріодна схема дозволяє керувати індикатором по двум незалежним входам (багаторозрядні).

Використовується один або два оксидних катода з Т_раб≈900 – 1000°К при цьому випромінювання дуже слабе і не заважає індикації приладу.

Рис. Тріодна структура вакуумного індикаторного приладу: 1– керуюча сітка; 2 – анод; 3– люмінофор; 4 – катод; 5 – екран; 6 – під ложка

Для індикації приладу на сітку подається позитивний потенціал, який доприскорює електрони та забезпечує рівномірне покриття анодів-сегментів для однорідної люмінесценції. При наданні на сегмент позитивного потенціалу (інші сегменти знаходяться під потенціалом К), електрони бомбардують люмінофор → випромінювання світла. Відбиті від неактивних сегментів електрони потрапляють на екран або сітку. Напруги на аноді варіюються від 10 до 100 В. Яскравість випромінення до 2500 кд/м². Потенціал сітки як правило дорівнює потенціалу анода, що спрощує схему живлення, але струм сітки перевищує анодний в декілька разів. Вакуумні люмінесцентні індикаторні прилади по конструкції розділяються на:

1. цифрові сегменти;

2. цифрові сегментні багато розрядні;

3. точкові знакові;

4. матричні.