ЛПЗ 13 Приборы индикации

В 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.