Накальные индикаторные приборы

Лампы накаливания – это тепловые источники света, использующие излучение нагретого до t = 2500 – 3000 °C вольтфрамового тела, помещенного в стеклянную вакуумную колбу, наполненную инертным газом. Различают по мощности, напряжению, световому потоку, газовому наполнению, конструкции и т. д. Вакуумные накальные индикаторные лампы (серии ИВ) при большой внешней освещенности находят широкое применение.

Конструкция: вакуумный стеклянный баллон с несколькими нитями накаливания (в виде спирали) из вольтфрама (W) и его сплавов. Спираль крепится между опорными штырями, все нити накала имеют общий и индивидуальный выводы. t _нити = 1250 °С, время наработки – 10 000 ч.

Изображение в индикаторах образуется из отрезков спиралей накаливания в виде прямых линий. U _в = 3,15 – 6,3 В; I = 19,5 – 36,0 мA.

Электролюминесцентные индикаторы (ЭЛИ)

Основаны на использовании явления электролюминесценции – свечения некоторых кристаллических веществ (электролюминофоров) при возбуждении их электрическим полем.

Свойства ЭЛИ:

• малое потребление мощности;

• большой угол обзора;

• возможность получения разного цвета свечения;

• плоская конструкция;

• большой срок службы;

• высокая надежность.

Конструкция и принцип действия: плоский конденсатор, у которого одна обкладка в виде стеклянной пластины или пленки с нанесенным на нее прозрачным электродом, а другая обкладка в виде непрозрачного электрода. Прозрачный электрод выполняют методом напыления окиси свинца.

Принцип работы. Переменное напряжение, приложенное к электродам, создает необходимую для возникновения свечения напряженность электрического поля.

По виду и характеру изображения ЭЛИ бывают:

• буквенно-цифровые;

• мозаичные;

• с измененным цветом.

Стекло, через которое проходит свечение, защищает от механического воздействия электролюминесцентный слой (рисунок 56).

Рисунок 56 – Конструкция ЭЛИ

Вакуумно-люминесцентные индикаторы (ВЛИ)

Состоят из:

• последовательно расположенных один за другим катодов накала;

• сетки;

• нескольких анодов, размещенных в одной плоскости.

Накаленный катод из нити тугоплавкого металла (W, Mb) служит источником, эмитирующим электроны. Аноды выполняют в виде знакосинтезирующих металлических сегментов, покрытых люминофором. Каждый сегмент имеет отдельный вывод, к которому прикладывается положительное напряжение (+ U). Сетка расположена между анодом и катодом, она металлическая, служит для управления током индикатора (рисунок 57).

При U _c ≈ 0 проходящий через сетку поток электронов максимален, в связи с чем свечение

анодов отсутствует.

Применяют в портативных КИП, счетно-решающих устройствах; работают в непрерывном и импульсном режимах работы.

Газоразрядные знаковые индикаторы (ИН)

Позволяют не только высветить цифры 0 – 9, но имеют наиболее удобную конструкцию цифр.

Конструкция и принцип действия: это многокатодные приборы с одним или двумя анодами (сеткой). Катоды из тонкой проволоки в виде цифр, букв, знаков располагаются один за другим и связаны с внешними выводами. Стеклянный баллон.

Принцип работы. При подаче U _н на анод и один из катодов между ними в газовой среде возникает разряд. Вид свечения тлеющего разряда внутри баллона имеет форму катода. Подавая напряжение на разные катоды, можно получить смену цифр до 10 знаков в баллоне. Цвет свечения знаков зависит от наполненного газа (неон, аргон, гелий). Анод – Ni, Ti (ИН -11, ИН – 12,
ИН – 15), U _п = 170 – 220 В, I _р = 1,5 – 3 мA.

Ионные приборы (газоразрядные)

Отличаются от электронных тем, что в их работе принимают участие как свободные электроны, так и ионы газа или паров. Если к двухэлектродному ионному прибору (вакуумному) приложить некоторое напряжение, то в междуэлектродном промежутке возникнет электрический разряд, а во внешней цепи появится анодный ток I _а.

Электрический разряд – это совокупность явлений, возникающих при прохождении электрического тока через ионный прибор.

Процессы в газовом разряде. Электроны, эмитируемые катодом, движутся в атмосфере газа. Сталкиваясь с атомами газа, электроны отдают свою энергию и производят возбуждение или ударную ионизацию атомов (образуются новые электроны и положительные ионы).

В процессе движения электронов и ионов под действием электрического поля возможны образование объемных зарядов, рекомбинация, вторичная эмиссия и другие явления. Например ионы, движущиеся к катоду, образуют у поверхности катода положительный объемный заряд, который компенсирует отрицательный заряд эмитированных с катода электронов, при этом снижается R_i прибора.

Разряды в газе – несамостоятельные и самостоятельные.

Несамостоятельный разряд может длительно существовать при условии подведения энергии извне (внешние ионизаторы), например нагрев или облучение катода.

Самостоятельный разряд – электроны и ионы образуются за счет энергии поля и самого разряда, применяется наиболее широко.