13. Прилади промислової електроніки

Розвиток електронної та електротехнічної промисловості визначає науково – технічний і культурний прогрес будь – якої країни. Сьогодні неможливо знайти галузь промисловості, що не використовує електронні прилади або електронні пристрої вимірювальної техніки, автоматики та обчислювальної техніки. Вони бувають активними ( вакуумними, іонними і напівпровідниковими) та пасивними (резистори, конденсатори, котушки індуктивності тощо).

Електровакуумні – прилади, електричний струм в яких викликаний рухом заряджених часток у високому вакуумі. Електричний струм створюється переміщенням вільних електронів практично без зіткнень з атомами газів.

Іонні – прилади, електричний струм в яких викликаний рухом заряджених частинок у низькому вакуумі (приблизно 133, 132x10^-2 Па). Електричний струм створюється переміщенням через розріджений інертний газ або пари ртуті електронів та іонів, що виникають при газовому розряді.

Напівпровідникові – прилади, дія яких основана на явищах електропровідності у твердому тілі напівпровідника.

13.1 Електровакуумні прилади

До них відносять електронні лампи, електронно – променеві трубки і кінескопи.

Електронні лампи – електровакуумний прилад, що складається з системи електродів, вмонтованих у бальні, де створено високий вакуум. Їх класифікують за такими ознаками:

• за кількістю електродів: діоди (два електроди – анод і катод), тріоди 9 три електроди – анод, катод і сітка), тетроди (чотири електроди – анод, катод і дві сітки), пентоди (п’ять електродів – анод, катод і три сітки), гексоди (шість електродів – анод, катод і чотири сітки), гептоди (сім електродів – анод, катод і п’ять сіток), октоди (вісім електродів – анод, катод і шість сіток);

• за видом перетворення електричної енергії: випрямлячі (перетворюють змінний струм у постійний), генераторні (перетворюють постійний струм у змінний синусоїдальної форми високої або надвисокої частоти), підсилювачі (перетворюють постійний струм у змінний заданої частоти), частотно – перетворюючі (перетворюють змінний струм однієї частоти у змінний струм іншої частоти);

• за допустимою потужністю: малопотужні (до 25 Вт), середньої потужності (25...1000Вт), потужні (більше 1000 Вт);

• за робочим діапазоном частот: низькочастотні (до 20 кГц), високочастотні (20 кГц...30 кГц), надвисокочастотні (більше 30 кГц).

Маркування електронних ламп літерно – цифрове з чотирьох елементів (табл. 13.1)

Таблиця 13.1

Елементи маркування електронний ламп

Тип приладу	Елемент позначення				Тип приладу	Елемент позначення
	1	2	3	4		1	2	3	4
Діоди Подвійні діоди Діоди-тріоди Діоди-пентоди Тріоди Подвійні тріоди Тріоди-пентоди Тетроди Пентоди з короткою характеристикою Пентоди з подовженою характеристикою Подвійні тетроди і пентоди	Число, що позначає напругу розжа-рення (округ-лено), В	Д Х Г Б С Н Ф Э Ж К Р	Число, що позначає порядко-вий номер типу приладу	Число, що позна-чає тип конс-трук-тивного оформ-лення	Лампи з вторинною емісією Пентоди і променеві тетроди вихідні Частотно-перетворюючі лампи Тріод-гексоди, тріод-гептоди Лампи з поперечним відхиленням променя Електронно-світлові індикатори Кенотрони категорії приймально-підсилюючих ламп	Число, що позначає напругу розжарення (округ-лено), В	В П А П Л Е Ц	Число, що позна-чає поряд-ковий номер типу приладу	Число, що позна-чає тип конят-рукти-вного офор-млення

Четвертий елемент у вигляді літер позначає: С – лампа у скляному балоні; К – лампа у керамічному балоні; П – мініатюрна (“пальчикова”) діаметром 19,0 та 22,5 мм; Г, Б, А, Р – над мініатюрні діаметром (відповідно) – 16, 10, 6, 4 мм; Л – із замком на ключі цоколя; Н – лампа у металокерамічному балоні; Д – із дисковими впаями. Літери після четвертого елемента: Е – довговічні лампи (термін експлуатації 5000 годин); В – вібростійкі. Наприклад:

6 Х 2 П 6 К 4 П – Е довговічна

1 елемент 4 елемент 1 елемент 4 елемент

2 елемент 3 елемент 2 елемент 3 елемент

Іонні лампи бувають з холодним і підігрівним катодом. Прилади з холодним катодом використовують для стабілізації напруги, індикації електричного стану, перемикання та захисту мереж, випрямлення, освітлення тощо. У відповідності з призначенням розрізняють лампи: СН – сигнальні неонові, МН – мініатюрні, ПН – панельні, ФН – фазові, ВМН – хвилемірні, УВН – показчики високої напруги. Для перетворення електричних сигналів у візуальну інформацію випускають лампи: ТЛО – 1 – 1, ТЛЗ – 1 – 2, ТЛЖ – 1 – 2, ТЛГ – 1 – 1, які мають літерно – цифрове маркування: ТЛ – тліючі люмінофорні, О – оранжева, З – зелена, Ж – жовта, Г – блакитна; перша цифра після літер вказує номінальний струм, мА; друга цифра – напруга запалювання, В.

Прилади з підігрівним катодом (тиратрони і газотрони) широко використовують в якості вентилів в управляємих випрямлячах, в системах автономного управління та регулювання тощо. Мають літерно – цифрове маркування: перша літера (Т – тиратрон, Г – газотрон); друга літера (Г – заповнення гелієм, Р – парами ртуті); цифра у чисельнику – середній струм, А; цифра у знаменнику – амплітудне зворотне значення напруги, В. Наприклад: ТГЗ – 0,1\1,3; ГГР – 1,5\7.

Електронно - променеві трубки і кінескопи - електровакуумні прилади, що перетворюють електричні сигнали у світлові. Вони використовують потік електронів сформованих у тонкий промінь, який створює візуальне зображення. Електронно – променеві трубки використовують в осцилографах, а кінескопи – у телевізорах. Вони характеризуються такими ознаками:

• тривалість післясвічення екрана: час, після якого яскравість свічення екрана зменшується до 0, 01 максимальної величини. Поділяються на 5 категорій від не більше 10^-5 с до не менше 16 с;

• за способом фокусування сонячного променя: ЛО – осцилографічні з електростатичним керуванням, ЛМ – з магнітним керуванням, ЛК – з електромагнітним керуванням;

• колір світіння екрана( тип люмінофора): А – синій, Б – білий, В – жовтогарячий (оранжевий), И – зелений, М- блакитний тощо;

• розмір, см( для осцилографічних трубок – діаметр, для кінескопів – розмір по діагоналі).

Маркування осцилографічних трубок і кінескопів літерно – цифрове:

- перший елемент – число, що характеризує діаметр або діагональ;

- другий елемент – спосіб фокусування;

- третій елемент – порядковий номер типа;

- четвертий елемент – тип люмінофора.

Наприклад:

13 ЛО 48 18 ЛК 12 Б 53 ЛК 5 Б

1 елемент 1 4 1 4

2 елемент 3 елемент 2 3 2 3

Електровакуумні фотоелектронні прилади використовують явище фотоефекта, що виникає при звільненні електронів з атомів речовини під впливом електромагнітного опромінювання. Фотоефект буває зовнішнім і внутрішнім. При зовнішньому ефекті електрони входять у зовнішнє середовищ і створюють електровідність між анодом і катодом. При внутрішньому фотоефекті звільнені електрони залишаються у речовині, підвищуючи її електропровідність. До них відносять:

• фотоелементи поділяються на електронні високо вакуумні та іонні (наповнені інертним газом). Вони призначені для використання у звукоізолюючій апаратурі кінематографії, контрольних та вимірювальний пристроях тощо. Високо вакуумні випускають типів: Ф –8, СЦВ – 4, СЦВ – 51, ЦВ – 4 тощо, а іонні типів ЦГ – 3, ЦГ – 4 тощо;

• фотоелектронні множники перетворюють світлове (електромагнітне) опромінювання у потік первинних електронів, який вторинною електронною емісією значно (до15¹⁰) підсилюється. Вони бувають одно каскадними (ФЭУ – 1, ФЭУ – 2, ФЭУ – 4 тощо) та багатокаскадними (ФЭУ – 29, ФЭУ – 31, ФЭУ – 64 тощо).