2 Газорозрядні індикатори (гі)

2.1 Загальні властивості

Досить високі робочі напруги (сотні В) визначають використання ГІ в апаратурі з мережевим електроживленням.

Аморфність газового середовища надає можливість створення приладів великих розмірів та форм, а його властивості дозволяють створити функціональні індикатори з адресацією інформації та внутрішньою пам’яттю.

По принципу дії розділяються на:

а) знакові;

б) шкальні (лінійні);

в) індикаторні газотрони;

г) газорозрядні індикаторні панелі (ГІП);

д) сигнальні індикатори.

Робоча точка визначається перетином анодної характеристики з загрузки прямої. Для виникнення розряду потрібно щоб Е_а≥U_зап. I_a=( Е_а – U_гор)/R_a. Як правило використовується неон з домішками інших інертних газів. Ne майже не реагує з електродами, що позитивно відзначається на строкі роботи лампи. Яскравість розряду Ne дорівнює домішками може доходити до 10000 кд/м² (помаранчево-червоний спектр).

2.2 Знакові індикатори

Знакові індикатори є найбільш прості по конструкції і принципу дії. Вони складаються з одного або двох анодів які оточують цифри катода в кількості 10. Анод виконується у вигляді сітки, яка не перешкоджує візуалізації. Прилад працює в режимі початкового аномального тліючого розряду. В цьому режимі катод – знак повністю покритий тонкою (десяті долі міліметра) областю газу, що випромінює, біля поверхні катоду таким чином формується зображення, яке відповідає знаку катода.

Недоліками цих індикаторів є екранування одним знаком інших, малий кут огляду завдяки висоті стовпчика катодів та необхідності використання екранів затемнення. Тому потім знакомоделюючі індикатори були замінені знакосинтезуючими (подібні вакуумним люмінесцентним).

Використовуються в якості індикаторів великих знаків.

2.3 Сигнальні індикатори

Сигнальні індикатори використовують для візуалізації наявності напруги або зовнішнього електричного поля та інш. Найбільш поширеною є неонова лампа яка складається з скляного балону з неоном + суміш інших інертних газів. В балон впаяні два металевих електрода. Характеризуються напругою ввімкнення та підтримкою розряду. Для отримання інших кольорів використовують люмінесцентні сигнальні лампи. Вони заповнюються гелієм (Не), Ar, Kr, Ks які створюють слабе видиме та інтенсивне УФ випромінення. Останне перетворюється на люмінофорах вілемітах (зелений), гало фосфат кальція (голубий) і інш. Крім сигнальної функції цей тип ламп виконує функцію створення мнемосхем.

2.4 Індикаторний тиратрон

Відрізняються малою керуючою потужністю, наявністю декілька входів що дає можливість організувати матричну адресацію та внутрішню пам'ять. Електродна структура індикатора тиратрона (І_нТ) ТХ19А та розподіл потенціалу в робочому просторі наведено на малюнку.

Рис. Електродна структура та розподіл потенціалів в робочому просторі газорозрядного індикаторного тиратрона.

Початковий розряд на підкатоді ПК існує постійно і плазма цбого розряду, яка розташовується в області С₁ та С₂ утворює так званий плазмовий катод. Керування основним розрядом на допоміжний анод А₁ та анод індикації А₂ відбувається за допомогою сіток С₁ та С₂ що діють на потенціал плазмового катоду. При позитивному потенціалі хоча б на одній сітці між К і сітками для електронів виникає гальмуюче електричне поле (суцільна лінія). Якщо потенціал С₁ та С₂ буде майже дорівнювати катодному, то електрони з ПКатоду перейдуть до області К→ А₁А₂ збуджуючи розряд. Розподіл потенціалу при цьому (штрих-пунктир) вказує на наявність плазмового стовпа (ПС) що знаходиться біля анодів. Ультрафіолетове випромінювання плазмового стовпа збуджує люмінофор який перетворює його на видимий світ. Для виникнення розряду необхідно мати низькі рівні напруг на С₁ та С₂ та високі потенціали U_A1 та U_A2 що приводить до логічного рівняння включення:

; f_вмик=1

Як правило керування увімкненням виконують потенціалами на сітках, які ніяк не впливають на яскравість індикації. ІТ мають властивість внутрішньої пам’яті, тобто індикатор випромінює … хоча б на одному з А зберігаються U_гор. , навіть при U_{запирання} на С₁ та С₂.

.

В ІТ при наявності розряду на С₁ та С₂ оточені іонами, а при відсутності його на них осаджуються електрони. Використовуються як елемент відображення при створенні матричних панелей. Розмір балона ≈ 10мм. Створені балони одразу з декількома ячейками прямокутної форми.

Недоліки – багато виводів. Складні керуючі ланцюги.

Лінійні (аналогові й дискретні), в яких інформація представляється у вигляді стовпчика, що світиться (довжина його пропорційна силі струму, що протікає скрізь прилад) або у вигляді світної точки (положення точки визначається числом імпульсів, поданих на вхід пристрою, який керує роботою індикатора).

Рис. Конструкція та робоча характеристика лінійного шкального індикатора: К- катод; Ф – фіксатор; И – ізолятор; А – циліндричний анод з проріззю для спостерігання інформації

Зчитування інформації виконується по кривій залежності довжині стовпа світла від струму скрізь прилад. Ця залежність має назву робочої характеристики. Вона має нелінійні ділянки на початку із-за впливу фіксатора, а в кінці із-за переходу до аномального тліючого розряду.

Рівняння робочої характеристики можна записати як