ЛПЗ 13 Приборы индикацииВ автоматических устройствах и вычислительной технике широко используются средства отображения информации. Основными элементами систем отображения информации являются индикаторы. Оптические индикаторы подразделяют на активные — излучающие свет в видимой части спектра (лампы накаливания, газоразрядные приборы, кинескоп и т. д.), и пассивные - - работающие на отражении света внешних источников (шкала электроизмерительного прибора, цифровой индикатор счетчика электроэнергии, жидкокристаллические индикаторы и т. д.). В последнее время для отображения дискретной знаковой информации (цифры, буквы, символы) наибольшее распространение получили светодиодные, электролюминесцентные и газоразрядные. Светодиодные индикаторы представляют собой отдельные или сгруппированные в необходимом порядке светодиоды. Важнейшим параметром светодиода является сила света, которая пропорциональна прямому току, протекающему через светодиод. Хорошая видимость при дневном свете обеспечивается при прямом токе порядка 5...20 мА, при этом постоянное прямое напряжение на светодиодах составляет 2...3 В. Таким образом, светодиоды по своим электрическим параметрам хорошо согласуются с транзисторными и интегральными схемами. Управлять включением светодиодов можно при помощи простейших транзисторных ключей. На рисунке 2.36, а показана схема включения светодиода высоким (единичным) уровнем управляющего напряжения, а на рисунке 2.36, б - низким (нулевым) уровнем. Благодаря усилительному действию ключа ток, потребляемый от источника сигнала, в десятки раз меньше прямого тока светодиода.Помимо точечных светодиодных индикаторов выпускаются цифрознаковые и линейные индикаторы. Наибольшее распространение среди цифровых индикаторов получили семисегментные индикаторы, в которых стилизованное изображение цифры (и некоторого набора букв) составляется из семи линейных светодиодных сегментов, расположенных в виде цифры 8 (рис. 2.37). Высвечивание необходимого знака происходит при подаче напряжения на выбранные сегменты. Так, для свечения цифры 2 необходимо подать напряжение на сегменты a, b, a е, d. Линейный светодиодный индикатор выполняется в виде интегральной микросхемы из светящегося столбика, образованного последовательно включенными светодиодными сегментами, и устройства управления. Линейные шкалы являются аналогами стрелочных измерительных приборов и служат для отображения непрерывно меняющейся информации. Особенно удобны для операторов группы рядом расположенных линейных шкал для индикации одинаковой информации в многоканальных системах. Люминесцентные индикаторы представляют собой вакуумную электронную лампу с катодом, управляющей сеткой и несколькими изолированными один от другого анодами. Все аноды покрыты слоем люминофора, который начинает светиться при попадании на него потока электронов, испускаемых катодом (рис. 2.38). Жидкокристаллические индикаторы относятся к электрооптическим индикаторам
Вычислительная техника ОПК Юшковский А.Н.
пассивного типа, так как их использование возможно только при внешнем естественном или искусственном освещении. Жидкие кристаллы с упорядоченной пространственной структурой молекул были открыты еще в конце прошлого века, однако их техническое использование началось только в 1970-х гг. Принцип действия этих индикаторов основан на изменении степени прозрачности органических жидкокристаллических веществ, находящихся в электрическом поле. Если жидкокристаллическое вещество поместить в переменное электрическое поле, то упорядоченная пространственная структура молекул будет разрушена и в результате изменятся условия отражения света от слоя жидкости. Конструктивно жидкокристаллический индикатор выполняют в виде двух плоских стеклянных пластин, разделенных по периметру прокладкой (рис. 2.39). На внутреннюю поверхность одной пластины наносятся прозрачные проводящие электроды, форма и расположение которых будут определять индицируемые знаки. На вторую пластину наносится общий (во всю пластину) проводящий прозрачный электрод. Пространство между пластинами заполняют жидкокристаллическим веществом (толщина слоя около 10 мкм) Для управления индикатором между общим электродом и электродами-элементами прикладывают переменное напряжение в пределах 4... 15 В. Так как удельное сопротивление жидкокристаллического вещества очень велико (10*...10'2 Ом/см), то ток тндикатора, как правило, не превышает нескольких микроампер. Оптические характеристики индикатора при хорошей внешней освещенности вполне удовлетворительны, так как контрастность знаков по отношению к индикационному полю достигает 70-90°.Индикаторы выходят из строя при перегреве (Т>60°С) и при наличии постоянной составляющей в управляющем напряжении (из-за электролитических процессов). Срок службы индикаторов очень велик, наработка на отказ превышает 20 000 ч.
|