Индикаторные элементы преобразователей электрических сигналов в информацию

 

В автоматических устройствах и вычислительной технике широко используются средства отображения информации. Они служат для предъявления оператору физиологических раздражителей, позволяющих воспринять, осмыслить закодированную электрическими сигналами информацию. Более 90% оперативной информации в автоматических системах выводится через оптические средства отображения. Основными элементами систем отображения информации являются индикаторы. Оптические индикаторы подразделяют на активные — излучающие свет в видимой части спектра и пассивные — работающие на отражении света внешних источников.

Для отображения дискретной знаковой информации используются светодиодные, электролюминесцентные и газоразрядные активные индикаторы, жидкокристаллические пассивные индикаторы. На этих же физических принципах могут быть созданы индикаторные панели и экраны, предназначенные для предъявления более сложной графической информации.

Основными параметрами являются форма, размер и яркость символа. Для зрительного восприятия определяющим оказывается угловой размер символа. Физиологически видимость объекта определяется не столько его яркостью, сколько контрастом между яркостями объекта и фона.

 

Светодиодные индикаторы

 

Светодиодные индикаторыпредставляют 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 и потому светодиоды по своим электрическим параметрам хорошо согласуются с транзисторными и интегральными схемами. Управлять включением светодиодов можно при помощи простейших транзисторных ключей. В соответствии с рисунком 67показаны две схемы включения светодиода. Благодаря усилительному действию ключа ток, потребляемый от источника сигнала, в десятки раз меньше прямого тока светодиода.

Рисунок 67

Помимо точечных светодиодных индикаторов выпускаются цифрознаковые и линейные индикаторы. Наибольшее распространение получили семисегментные индикаторы, в которых стилизованное изображение цифры составляется из семи линейных светодиодных сегментов, расположенных в виде цифры 8 в соответствии с рисунком 68.

Рисунок 68

Высвечивание необходимого знака происходит при подаче напряжения на выбранные сегменты. Линейный светодиодный индикатор выполняется в виде интегральной микросхемы из светящегося столбика. Линейные шкалы являются аналогами стрелочных измерительных приборов и служат для отображения непрерывно меняющейся информации. Типичные значения высоты цифро-буквенных индикаторов от 2,5 до 18 мм.

 

Люминесцентные индикаторы

 

Люминесцентные индикаторы, изображенные в соответствии с рисунком 69, представляют собой вакуумную электронную лампу скатодом, 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.

Рисунок 69

Катод выполнен в виде двух тонких вольфрамовых нитей, натянутых параллельно анодам. Между катодом и анодами размещена плоская сетка. На катод подают напряжение накала. На сетку и аноды подают положительное относительно катода напряжение. Поток электронов, испускаемых катодом, устремляется к положительно заряженной сетке, пролетает по инерции сквозь нее и попадает в ускоряющее поле тех анодов, на которые подано напряжение. В результате кинетическая энергия разогнанных до большой скорости электронов переходит в световую энергию излученных люминофором квантов света. Серийно выпускаемые люминесцентные индикаторы имеют напряжение накала 0,8...5 В, анодное и сеточное напряжение 20... 30 В.