Индикаторными приборами называют приборы, предназначенные для визуального представления информации. Важность таких приборов трудно переоценить, так как до 80% информации воспринимается человеком через органы зрения. Развитие систем программного управления, автоматического сбора и обработки информации, контрольно-измерительной аппаратуры, вычислительной техники привело к созданию множества разнообразных приборов, воспроизводящих информацию в виде, удобном для зрительного восприятия.
Электровакуумным прибором (ЭВП) называется электронный прибор, в котором проводимость осуществляется посредством электронов или ионов, движущихся между электродами через вакуум или газ. Электроды, предназначенные для испускания (эмиссии) и поглощения носителей электрического заряда, называют соответственно катодом и анодом.
Характер переноса заряда между катодом и анодом можно изменять введением между ними дополнительных электродов. Число используемых в ЭВП электродов и тип носителей заряда определяют конкретные свойства прибора. Область применения ЭВП в настоящее время ограничена генераторами мощных СВЧ колебаний и индикаторными приборами. Из остальных областей ЭВП практически полностью вытеснены полупроводниковыми приборами.
Очень крутой индикатор уведомлений
Явление свечения некоторых материалов при бомбардировке их направленным пучком электронов используется в ЭВП, называемых электронно-лучевыми трубками. Электронно-лучевые трубки (ЭЛТ), действие которых основано на формировании и управлении по интенсивности и положению одним или более электронными пучками, классифицируют по назначению и способу управления электронным пучком. В зависимости от назначения ЭЛТ подразделяют на приемные, передающие, запоминающие и др. В качестве индикаторных приборов используют приемные трубки.
По способу управления электронным пучком ЭЛТ подразделяют на трубки с электростатическим и магнитным управлением. В первых, для управления пучком электронов применяют электрическое поле, а во вторых – магнитное. Электронно-лучевые трубки с магнитным управлением получили широкое распространение в качестве устройств отображения информации – индикаторных устройств дисплеев ЭВМ.
Электронно-лучевые трубки с электростатическим управлением обеспечивают более высокие частотные свойства, поэтому их широко используют в качестве индикаторов электронных осциллографов.
Низковольтные индикаторы классифицируются: на активные (преобразование энергии электрического тока в световой поток) и пассивные (модуляция внешнего светового потока под действием электрического поля). К первому классу относятся вакуумные накаливаемые, полупроводниковые и вакуумные люминесцентные индикаторы, ко второму – жидкокристаллические индикаторы.
Вакуумный накаливаемый индикатор – электровакуумный прибор, внутри которого расположены элементы излучения в виде нитей накаливания. Из низковольтных приборов вакуумные накаливаемые индикаторы обладают самой высокой яркостью свечения, что позволяет эксплуатировать их в любых условиях внешнего освещения, вплоть до прямого солнечного света. Цвет свечения индикатора соломенно-желтый.
Полупроводниковый индикатор выполняют на основе светоизлучающих диодов. Используя различный исходный материал, можно получить светоизлучающие диоды с различным цветом свечения — от красного до зеленого. Светодиодные индикаторы изготовляют как бескорпусными, так и в металлическом, металлокерамическом или пластмассовом корпусах.
Во всех конструкциях принимают специальные меры для визуального увеличения размеров индикаторов: используют фокусирующие и диффузионные линзы, прозрачные пластмассовые корпуса, создают многократные отражения от внутренних поверхностей излучающего диода. Диаметр светового пятна индикатора составляет (1,5. 4) мм.
Вакуумный люминесцентный индикатор аналогично ЭЛТ использует эффект свечения люминофора при бомбардировке его потоком электронов. Вакуумные люминесцентные индикаторы в настоящее время используются в одноразрядных и многоразрядных буквенно-цифровых, матричных, мнемонических (предназначены для отображения специальных условных знаков) и шкальных индикаторах.
Вакуумные люминесцентные индикаторы нашли широкое распространение благодаря высокой яркости и возможности получения многоцветного свечения в одном баллоне, полной электрической совместимости с интегральными схемами, малой потребляемой мощности и возможности создания, гибридных вакуумно-полупроводниковых дисплеев.
Жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) работает за счет изменения оптической плотности жидкого кристалла. По способу использования внешнего освещения ЖКИ подразделяют на индикаторы, работающие на просвет и на отражение. ЖКИ состоят из двух параллельно расположенных стеклянных пластин, на внутренних поверхностях которых нанесены пленочные электроды. Межэлектродное пространство заполнено жидкокристаллическим веществом. Один из электродов выполняется в виде рисунка отображаемого знака, а второй является общим.
У ЖКИ, работающего на просвет, оба электрода прозрачны, а у ЖКИ, работающего на отражение, внутренний общий электрод имеет зеркальную поверхность. В зависимости от свойств используемых жидких кристаллов возможно получение одноцветных темных изображений на светлом фоне, светлых изображений на темном фоне или цветных изображении.
Источник: studfile.net
Приборы и устройства индикации
Индикаторные приборы или элементы индикации составляют основу устройств отображения информации, которые предназначены для преобразования электрического сигнала в видимую форму.
Накальные индикаторы — используется свечение нити накаливания, разогретой электрическим током. Представляют собой миниатюрные лампы накаливания, подсвечивающие цветные корпуса (светофильтры) индикаторов и кнопок или определенные изображения, знаки, символы.
Электролюминесцентные индикаторы — применяется свечение некоторых веществ под воздействием электрического поля. Например, вакуумно-люминесцентные индикаторы. Представляют собой многоанодные лампы, имеющие катод, эмиттириющий электроны и сетку, управляющую током индикатора. Аноды выполняются в виде знакосинтезирующих сегментов, покрытых люминофором.
При столкновении с поверхностью анодов электроны вызывают свечение люминофора необходимого цвета. На каждый анод отдельно подается питающее напряжение.
Ранее широко применяемые, вытесняются другими видами индикаторов. Позволяют получить большое количество элементов и знаков разных цветов и высокой яркости.
Электронно-лучевые приборы — основаны на свечении люминофора при бомбардировке его электронами.
Самыми яркими представителями электронно-лучевых приборов являются электроннолучевые трубки (ЭЛТ). ЭЛТ — электронный электровакуумный прибор, в котором используется поток электронов, сконцентрированный в форме луча, управляемый электрическим или (и) магнитным полем и создающий на специальном экране видимое изображение (рис. 1).
Применяются в осциллографах — для наблюдения электронных процессов, в телевидении (кинескопы) — для преобразования электрического сигнала, содержащего информацию о яркости и цвете передаваемого изображения, в индикаторных устройствах РЛС — для преобразования электрических сигналов, содержащих информацию об окружающем пространстве, в видимое изображение.
Рисунок 1 – Конструкция электронно-лучевой трубки
Интенсивно вытесняются жидкокристаллическими индикаторами: выпуск ЭЛТ мониторов прекращен, ЭЛТ телевизоров — сокращается.
Газоразрядные (ионные) приборы — используется свечение газа при электрическом разряде.
Состоят из герметичного баллона с впаянным в него электродами (в простейшем случае анодом и катодом – неоновая лампа), и заполненного инертными газами (неон, гелий, аргон, криптон) под низким давлением. При подаче напряжения наблюдается свечение газа. Цвет свечения определяется составом газа-наполнителя. Используются для индикации постоянного или переменного напряжений.
На сегодняшний день газоразрядные приборы применяются для изготовления плазменных панелей.
Плазменная панель PDP (plasma display panel) — это матрица ячеек, заключенная между двумя стеклами. Каждая ячейка покрыта люминофором (соседние ячейки образуют триады из трех цветов – красного, зеленого и синего R, G, B) и заполнена инертным газом — неоном или ксеноном (рис. 2). Когда на электроды ячейки подаётся электрический ток, газ переходит в состояние плазмы и заставляет люминофор светиться.
Рисунок 2 – Конструкция ячейки плазменной панели
Основным достоинством плазменных панелей является большие размеры экрана — обычно варьируются от 42” до 65”. Кроме того, отдельные панели можно собирать в большие экраны для использования на концертных площадках, стадионах, площадях и т.д.
Плазменные панели имеют высокую контрастность (разность между черным и белым), большой угол обзора и широкий диапазон рабочих температур.
Наряду с достоинствами есть и недостатки: только большие по размеру панели, постепенное «выгорание» люминофора, относительно большая потребляемая мощность.
Полупроводниковые индикаторы — принцип действия основан на излучении квантов света в области p-n-перехода, к которому приложено напряжение.
— дискретные (точечные) полупроводниковые индикаторы – светодиоды;
— знаковые индикаторы — для отображения цифр и букв;
Светодиоды, или светоизлучающие диоды (англ. LED — Light Emitted Diod), получили широкое распространение благодаря компактности, возможности получения любого цвета излучения, отсутствия хрупкой стеклянной колбы, низким питающим напряжениям и простоте включения.
Светодиод состоит из одного или нескольких кристаллов (рис. 3), испускающих излучение, и расположенных в одном корпусе с линзой и рефлектором, который формирует направленный световой луч в видимой или инфракрасной (невидимой) части спектра.
Рисунок 3 – Конструкция светоизлучающего диода
Пример. На рисунке 4 приведена схема включения светодиода к источнику питания 12 В. Падение напряжения на диоде в прямом включении составляет порядка 2,5 В, поэтому необходимо последовательно включать гасящий резистор. Для обеспечения достаточной яркости ток диода должен составлять величину порядка 20 мА. Необходимо определить сопротивление гасящего резистора R.
Рисунок 4 – Схема включения светодиода
Для этого определяем напряжение, которое должно падать (гаситься) на резисторе: UR = UП – UVD = 12 – 2,5 = 9,5 В
Для обеспечения заданного тока в цепи при известном напряжении, по закону Ома определяем величину сопротивления резистора: R = UП / I = 9,5/20•10-3 = 475 Ом
Далее выбирается ближайшее большее стандартное значение резистора. Для данного примера можно выбрать ближайшее значение 470 Ом.
Мощные светодиоды используются в качестве источников света в комнатном и уличном освещении, в прожекторах, светофорах, фарах автомобилей. Безинерционность делает светодиоды незаменимыми, когда нужно высокое быстродействие.
Объединение в одном корпусе семи светодиодов позволяет создать семисегментный знаковый индикатор, который позволяет отображать 10-ть цифр и некоторые буквы. В представленном на схеме индикаторе (рис 5) общим для диодов является анод, на него подается питающее напряжение, а катоды подключаются к электронным ключам (транзисторам), которые соединяют их с корпусом. Обычно управление знаковым индикатором осуществляется микросхемой.
Рисунок 5 — Знаковый полупроводниковый индикатор
Светодиодные матрицы (модули) — определенное количество светодиодов, выполненных в виде законченного блока и имеющих схему управления. Матрицы используются для изготовления светодиодных экранов (LED дисплеи).
Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) — основаны на изменении оптических свойств жидких кристаллов под воздействием электрического поля.
Жидкие кристаллы (ЖК), представляют собой органические жидкости с упорядоченным расположением молекул, характерным для кристаллов. Жидкие кристаллы прозрачны для световых лучей, но под действием электрического поля структура их нарушается, молекулы располагаются беспорядочно и жидкость становится непрозрачной.
По принципу действия различают ЖКИ, работающие в проходящем свете (на просвет), созданном источником подсветки (газоразрядные лампы или светодиоды) и в свете любого источника (искусственного или естественного), отражающемся в индикаторе (на отражение). Работа на просвет используется в мониторах, дисплеях сотовых телефонов. Индикаторы работающие на отражение встречаются в измерительных приборах, часах, калькуляторах, дисплеях бытовой техники и др.
Кроме того, ряд индикаторов используется с отключаемой подсветкой в условиях яркого освещения и с включенной подсветкой в условиях низкой освещенности, что позволяет уменьшить потребляемую мощность.
Рисунок 6 — Жидкокристаллический индикатор, работающий на отражение
На рисунке 6 представлен ЖКИ, работающий на отражение. Между двумя прозрачными пластинками находится слой жидкого кристалла (толщина слоя 10 — 20 мкм). На верхнею пластинку нанесены прозрачные электроды, имеющие форму сегментов, цифр или букв.
Если на электроды напряжение не подано, то ЖК прозрачен, световые лучи внешнего естественного освещения проходят через него, отражаются от нижнего зеркального электрода и выходят обратно — мы видим пустой экран. При подаче на какой-либо электрод напряжения, ЖК под этим электродом становится непрозрачным, лучи света не проходят через эту часть жидкости, и тогда на экране мы видим сегмент, цифру, букву, знак и т.п.
Жидкокристаллические индикаторы обладают целым рядом преимуществ, среди которых можно выделить очень низкое энергопотребление, долговечность, компактность.
На сегодняшний день ЖК-мониторы (LCD-мониторы — Liquid Crystal Display — жидкокристаллические мониторы, TFT-мониторы — ЖК-матрица с использованием тонкопленочных транзисторов) являются основным типом мониторов и телевизионных приемников.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Источник: electricalschool.info
Группы Юнитех
Присоединяйтесь к Юнитех в социальных сетях: группа Вконтакте и страница в Facebook.
Сортировка по релевантности
ru:статьи:световая_индикация
Световая индикация
Определение
Индикаторная лампа (индикатор) — это электронное показывающее устройство, предназначенное для визуального контроля за событиями, процессами и сигналами. 1)
Назначение
Цифровой индикатор предназначен для отображения цифровой информации в электронных устройствах. 
Единичный индикатор предназначен для индикации состояния или привлечения внимания.
Может использоваться как самостоятельно, так и для организации более сложных устройств световой индикации: шкальных для отображения уровня аналогового сигнала (в т.ч. с разноцветным отображением различных уровней) и матричных (графических) для построения, например, «бегущих строк». 
Матричный индикатор предназначен для отображения отображения любой информации, включая символы и графику. 
Световой индикатор помогает человеку быстро и наглядно оценить необходимые параметры, особенно те, которые человек непосредственно не может определить с помощью своих органов чувств. Если требуется высокая точность такой оценки, устанавливаются многоразрядные цифровые индикаторы. В случаях, когда точность не требуется и необходимо увидеть лишь наличие или отсутствие сигнала, применяют единичные индикаторы.
Конструкция
Обычная лампочка накаливания, созданная для освещения, при использовании в системах оповещения или пультах управления и контроля, может считаться индикатором. В то же время, электронное табло, изготовленное из матричных светодиодных индикаторов и используемое для рекламы, уже индикатором не считается. Таким образом, название «индикатор» определяется зачастую не только конструкцией или физическими особенностями изделия, а способом его применения в конкретном устройстве или системе. К классу сигнальных и индикаторных лампочек причисляют и специальные виды ламп с тепловыми и морозоустойчивыми характеристиками, которые используются в конструкциях микроволновых печей и холодильников. Чаще всего в качестве индикаторных ламп используют светодиодные лампы.
Светодиод состоит из корпуса, отражателя (рефлектора), внутри которого помещается полупроводниковый кристалл, линзы и контактного провода. 2) Обычно пластиковый корпус представляет собой устройство фокусировки света в заданном угле, препятствуя светопотерям в других направлениях. Размеры корпуса определяют размер источника света. 3)
Светодиод имеет два вывода, один из которых катод («минус»), а другой — анод («плюс»). 4) Светодиоды подключаются к источнику тока, анодом к плюсу, катодом к минусу. 5)
Принцип действия
Световой индикатор подключается к какому-либо прибору и посредством электронных сигналов реагирует на изменение заданных показателей данного прибора.
Применение
Индикаторные лампы широко используются в системах сигнализации и связи, автоматике и вычислительной технике, контрольно-измерительной аппаратуре. 6)
Для использования в качестве индикаторов работы электронного прибора или выбора определенного режима его работы, а также сигнализации неисправности или аварии предназначены сигнальные и индикаторные лампы. От обычных ламп их отличают малые размеры, использование специальных цоколей и, как правило, низкое напряжение питания. 7)
Индикаторная отвертка применяется для определения отсутствия фазы. Реже она используется, наоборот, для проверки присутствия фазы, в целях проверки: включен автомат или нет, а так же для определения обрыва одного из двухфазного или нулевого проводника, что поможет в устранении поломки.
Работает он следующим образом: ток протекает по пути «жало отвертки — ограничивающий ток резистор — контакт неоновой лампы — замыкание на человека», т.е. сопротивление тела человека включено в рабочую цепь индикатора. Без прикосновения к металлическому контакту лампа не будет светится. Пользоваться индикаторной отверткой очень просто. Необходимо коснуться пальцем верхнего металлического контакта и поочередно проверить прикосновением жала наличие фазы на всех проводах. 8)
Световой индикатор входящего звонка будет полезен людям с пониженным слухом, а также в любых других случаях, когда необходима тишина, например, если в квартире спит маленький ребенок. Бывают и обратные ситуации — когда в помещении очень шумно и звонка просто не слышно — различные мастерские, цеха, т.п. Индикаторы звонка используются как для стационарного телефона, так и для любого мобильного. Световой индикатор телефонных звонков может работать вместо телефонного звонка или одновременно с ним. 9)
Техническое обслуживание
Если индикатор предназначен для установления наличия какой-либо физической величины, то в качестве его технического обслуживания достаточно ограничиться проверкой на работоспособность. А если индикатор предназначен для установления превышения уровня порогового значения физической величины, то проверки его на работоспособность уже оказывается недостаточно и нужна калибровка. 10)
Источник: wiki.unitechbase.com