МИНОБРНАУКИ РОССИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра ЭПУ
ОТЧЁТ
по лабораторной работе № 7
по дисциплине «Вакуумная и плазменная электроника»
Тема: Исследование газоразрядной индикаторной панели
Студенты гр. 22 |
____________________ |
. |
|
____________________ |
|
|
____________________ |
|
|
____________________ |
|
Преподаватель |
____________________ |
Карзин В.В. |
Санкт-Петербург
2024
Цель работы
Исследование основных электрических параметров газоразрядной индикаторной панели постоянного тока типа ГИП-10 000.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка содержит индикаторную панель, встроенные блоки питания и измерительные приборы. Схема лабораторной установки приведена на рис. 1.
Рис. 1. Схема лабораторной установки
При поэлементном режиме включения панели (переключатель S1) с помощью кнопочного переключателя строк и столбцов обеспечивается выборка 100 ячеек панели, равномерно расположенных по индикаторному полю.
Исследование ГИП проводится в двух режимах: режиме постоянного тока и в импульсном режиме. Переключение режимов питания производится переключателями S2 и S3.
В режиме постоянного тока на катоды выбранных ячеек подается отрицательное смещение (0…300 В) от источника питания постоянного тока Б5-50. Напряжение возникновения разряда измеряется с помощью источника питания Б5-50, напряжение поддержания разряда измеряется цифровым вольтметром Uп. Регулировка тока ячеек производится изменением напряжения источника постоянного тока и переключателем «нагрузка», с помощью которого в цепь выбранных ячеек подключаются ограничительные сопротивления от 0.5 до 3.2 мОм. Напряжение прекращения разряда, зависящее от значения ограничительного сопротивления, измеряется с помощью оцифрованного регулятора напряжения питания Б5-50.
В импульсном режиме питания на катоды выбранных ячеек подается импульсное напряжение регулируемой амплитуды (до 250 В) от лампового усилителя импульсов. С помощью генератора импульсов, используемого в качестве задающего генератора, измеряется длительность, амплитуда и частота следования импульсов. Источник питания Б5-50 обеспечивает подачу на электроды опорного напряжения. Двухлучевой осциллограф С1-69 позволяет наблюдать напряжение и ток ячеек панели в импульсном режиме питания.
Обработка результатов эксперимента
1. Рассчитаем среднее значение напряжение возникновения в нескольких ячейках, расположенных в различных местах индикаторной панели.
Таблица 1. Напряжение возникновения тлеющего разряда в ячейке
Координата ячейки, (x;y) |
(7;6) |
(7;7) |
(8;8) |
(8;9) |
(9;10) |
Uв, B |
210 |
200 |
250 |
205 |
210 |
225 |
295 |
230 |
200 |
210 |
|
225 |
205 |
220 |
245 |
195 |
|
230 |
205 |
240 |
210 |
190 |
|
220 |
182 |
235 |
225 |
210 |
|
<Uв>, B |
222 |
217.4 |
235 |
217 |
203 |
2. Рассчитаем среднее значение напряжение возникновения в одной ячейке, расположенной на индикаторной панели, при этом исключив внешнюю засветку на газоразрядную ячейку.
Таблица 2. Напряжение возникновения разряда в ячейке без внешней засветки
Координата ячейки, (x;y) |
(7;7) |
Uв, B |
280 |
275 |
|
270 |
|
260 |
|
255 |
|
<Uв>, B |
268 |
3. Построим зависимость напряжения возникновения разряда от величины ограничительных сопротивлений для ячейки (6;6) для 5 разных нагрузок.
Таблица 3. Напряжение возникновения разряда в ячейке при разной нагрузке
Координата ячейки, (x;y) |
Нагр. 1 |
Нагр. 2 |
Нагр. 3 |
Нагр. 4 |
Нагр. 5 |
Uв, B |
200 |
180 |
205 |
195 |
260 |
180 |
175 |
215 |
205 |
255 |
|
215 |
180 |
215 |
195 |
245 |
|
235 |
190 |
200 |
195 |
280 |
|
205 |
170 |
210 |
205 |
265 |
|
<Uв>, B |
207 |
179 |
209 |
199 |
261 |
Таблица 4. Зависимость напряжения возникновения от сопротивления нагрузки
№ Нагрузки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
<Uв>, B |
207 |
179 |
209 |
199 |
261 |
R, МОм |
0.5 |
0.8 |
1.2 |
1.5 |
3.2 |
Рис. 2. Зависимость напряжения возникновения разряда от величины
ограничительных сопротивлений для ячейки (6; 6)
4. Построим ВАХ для двух ячейек (7;6) и (8;7) панели.
Таблица 5. ВАХ газоразрядных ячейек
(7;6) |
U, B |
104.1 |
103.8 |
103.4 |
103.3 |
103.2 |
103 |
102.9 |
I, мкА |
130 |
150 |
170 |
190 |
210 |
230 |
250 |
|
(8;7) |
U, B |
105.2 |
103.6 |
103.4 |
103 |
102.4 |
102.2 |
102.1 |
I, мкА |
130 |
150 |
170 |
190 |
210 |
230 |
250 |
Рис. 3. ВАХ ячеек (7;6) и (8;7) ГИП
Выводы
В ходе этой лабораторной работы были исследованы газоразрядные ячейки индикаторной панели, вид заряда, протекающий в этих ячейках и процессы, происходящие при использовании данного типа индикаторов.
Первый и второй пункт были посвящены измерению напряжения возникновения тлеющего разряда в разных ячейках индикаторной панели. Для получения более точных измерений были проведены несколько замеров и найдено среднее значение среди них. Также было изучено влияние внешнего светового излучения на напряжение возникновения заряда. Можно утверждать, что энергия, которая поступает в газоразрядные колбы в ячейках из внешней среды существенно снижает напряжение возникновения заряда.
В третьем пункте была построена зависимость напряжения возникновения разряда от величины ограничительных сопротивлений для ячейки (6;6). С увеличением нагрузки, напряжение требуемое для зажигания заряда росло, отклонение некоторых значений от данного утверждения является результатом погрешности измерительной установки.
Были построены вольтамперные характеристики ячеек (7;6) и (8;7) плазменной панели. На графике видно, что прирост напряжения относительно тока в ВАХ достаточно малый, поэтому можно утверждать, что в ГИП используется нормальный тлеющий разряд, в котором напряжение слабо зависит от тока.