Общая характеристика и классификация индикаторных приборов

Общая характеристика и классификация индикаторных приборов

Индикаторные приборы или элементы индикации составляют основу устройств отображения информации, которые предназначены для преобразования электрического сигнала в видимую форму.
Накальные индикаторы – приборы, в которых используется свечение нити накаливания, разогретой электрическим током. Они представляют собой миниатюрные лампы накаливания, подсвечивающие цветные корпуса (светофильтры) индикаторов и кнопок или определенные изображения, знаки, символы.

Электролюминесцентные индикаторы – приборы, в которых применяется свечение некоторых веществ под воздействием электрического поля. Например, вакуумно-люминесцентные индикаторы. Они 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. Данные индикаторы позволяют получить большое количество элементов и знаков разных цветов и высокой яркости.

Работа электронно-лучевых приборов основана на свечении люминофора при бомбардировке его электронами.

Газоразрядные (ионные) приборы используют 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 — 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 . Когда на электроды ячейки подаётся электрический ток, газ переходит в состояние плазмы и заставляет люминофор светиться. Основным достоинством плазменных панелей является большие размеры экрана. 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 – приборы, принцип действия которых 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 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, испускающих излучение и расположенных в одном корпусе с линзой и рефлектором, который формирует направленный световой луч в видимой или инфракрасной (невидимой) части спектра.

Светодиодные матрицы (модули) представляют собой определенное количество светодиодов, выполненных в виде законченного блока и имеющих схему управления. Матрицы используются для изготовления светодиодных экранов.

Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) – их работа основана на изменении оптических свойств жидких кристаллов под воздействием электрического поля.

Жидкие кристаллы 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.

Осциллографы

Электронный осциллограф – это прибор, который позволяет визуально наблюдать и фотографировать форму и характер быстро изменяющихся процессов, происходящих в любой электрической цепи.

Электронно-лучевая трубка является одной из основных деталей прибора (рис.2.3.1.). Она представляет собой стеклянный баллон, похожий на колбу с плоским дном, покрытым с внутренней стороны веществом, светящимся под ударами электронов (люминофором). Внутри баллона трубки укреплены электроды: нить накала Н, катод К, управляющий электрод-модулятор М, аноды А1 и А2 и отклоняющие пластины Y—Y’, Х—Х’. Комплекс электродов, исключая отклоняющие пластины, предназначенный для создания электронного луча, называется электронным прожектором .

Нить накала питается переменным током низкого на­пряжения и разогревает катод, выполненный в виде цилиндра, окружающий нить накала. Торцевая часть катода К покрыта оксидным слоем, испускающим электроны. Вокруг катода расположен цилиндрический электрод с отверстием в торце, называемый модулятором М. На негоподают отрицательныйпотенциал относительно катода, благодаря чему поток электронов, испускаемый катодом, группируется в виде луча, проходящего через отверстие в моду­ляторе. Также с помощью модулятора регулируется яркость электронного луча.

Для того, чтобы электронный поток достигал экрана и концентрировался на нем в виде резкой точки, используется система анодов А1 и А2, создающих ускоряющее электрическое поле, действующее на электронный поток и фокусирующее электронныйлуч. На первый анод А1 подают положительное напряжениеот 200 до 1000В в за­висимости от типа трубки, а на второй А2 — от 1000 до 4000В, Вследствие разности потенциалов анодов между ними образуется электрическое поле. Электронный луч, попадая в это поле, отклоняется им в направлении к горизонтальной оси и получает ускорение в направлении к экрану Э. Следовательно, аноды действуют как собирательная линза, направляя электронный луч на экран в виде резко очерченной точки.

СТРЕЛОЧНЫЕ ПРИБОРЫ — ИНДИКАТОРЫ

Наглядность — большое дело. Вот и народная мудрость гласит: — «Лучше раз увидеть, чем сто услышать». А в электронике, где протекающие процессы в работе того или иного устройства, подтверждаются зачастую косвенно, а то и вообще подразумеваются и даже берутся на веру, наглядное отображение вообще переоценить сложно. Недаром таким почитанием в среде радиолюбителей пользуются осциллографы, дающие возможность «заглянуть» даже внутрь процесса. Но не буду о сложном – разобраться бы с простым. Собрал почти десяток различных зарядных устройств, а для зарядки аккумуляторов использую всё больше простенький лабораторный блок питания, имеющий визуальное отображение выходного напряжения и тока. Измерительные головки чётко информируют, сколько вольт и миллиампер идёт на заряжаемый аккумулятор. Вот только далеко не везде есть возможность их использовать, даже самые маленькие из них, зачастую всё равно будут непомерно большими для многих радиолюбительских самоделок. А вот стрелочные индикаторы от магнитофонов и других радиотехнических устройств прошлого века, которые не перевелись на базарах до сих пор, будут тут в самый раз. Вот некоторые из них:

Стрелочный индикатор М476 предназначен для работы в цепях постоянного тока, при любом положении шкалы. Ток полного отклонения (зависит от модели) 40 — 300 мкА. Внутреннее сопротивление 4000 Ом. Длина шкалы — 28 мм, масса 25 гр.

Стрелочный индикатор М4762 предназначен для работы при вертикальном положении шкалы. Ток отклонения 220 — 270 мкА. Внутреннее сопротивление 2800 Ом. Размеры 49 х 45 х 32 мм. Длина шкалы – 34 мм.

Стрелочный индикатор М68502 предназначен для работы при любом положении шкалы. Ток полного отклонения не более 250мкА. Внутреннее сопротивление 1000 Ом. Размеры 21,5 х 60 х 60,5 мм. Масса 30 гр. Эти индикаторы и им подобные объединяет:

• небольшой размер
• простота конструкции
• низкая стоимость
• и, конечно же, принцип действия

Принцип действия основан на взаимодействии двух магнитных полей. Поля постоянного магнита и поля, образованного током, проходящим по бескаркасной рамке, которая состоит из большого числа (115 — 150) витков медного провода диаметром всего 8 — 9 микрон. Не вникая в нюансы можно назвать два основных действия, которые необходимо произвести для того, чтобы стало возможным использовать имеющийся индикатор:

1. Оснастить его шунтом или добавочным сопротивлением (применяются для изменения верхнего предела измерения), в зависимости от того как будете его использовать (вольтметр / амперметр).
2. Изготовить новую шкалу.

Подбор шунта – подходящий по мощности низкоомный резистор ставим на контакты индикатора, параллельно ему переменный резистор с большим сопротивлением, выставляем ток, на который будет использоваться индикатор, вращением переменного резистора устанавливаем стрелку на крайнее правое деление шкалы.

Подбор добавочного сопротивления – подходящий по мощности переменный резистор большого сопротивления ставим на один из контактов индикатора, выставляем напряжение и вращением резистора устанавливаем стрелку на крайнее правое деление шкалы. Теперь дело за малым – нужно «добраться» до шкалы внутри индикатора, а для этого необходимо открыть его корпус. И вот тут впору растеряться, потому как никакого крепежа нет и корпус, состоящий из двух половинок, элементарно склеен. Потому, насколько качественно эта операция выполнена и какой клей применён, можно судить о том родились ли Вы под счастливой звездой )). Будем открыть индикатор М4762, на мой взгляд, самый сложный вариант. Но даже если был применён дихлорэтан, отчаиваться не стоит, так как он наверняка растворил только верхний слой органического стекла – материала, из которого изготовлен корпус. Поэтому берём в руки надфиль с крупной насечкой и обтачиваем по периметру место соединения двух половинок корпуса, равномерно со всех сторон.

В процессе обтачивания периодически необходимо пробовать разъединить половинки корпуса, прилагая при этом какое-то усилие. В результате всё получилось.

Изготовить новую шкалу не сложно:

1. сканируем старую
2. вставляем изображение в специализированный графический редактор Sprint-Layout
3. обрисовываем
4. распечатываем
5. вырезаем и клеим по месту

Что там ни говори, а даже самый простой пробник с индикатором — это уже целый измерительный прибор!

Форум по индикаторам

Форум по обсуждению материала СТРЕЛОЧНЫЕ ПРИБОРЫ — ИНДИКАТОРЫ
МИКРОФОНЫ MEMS
Микрофоны MEMS — новое качество в записи звука. Подробное описание технологии.

ВОЗМОЖНОСТИ БЕСПРОВОДНОГО ПИТАНИЯ
Про использование технологии беспроводного питания различных устройств.SMD ПРЕДОХРАНИТЕЛИ
Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА
Обзор китайского устройства для электролиза воды — фото, видео, описание работы.

Индикатор часового типа: описание, характеристики прибора

Индикатор часового типа – это прибор, предназначенный для относительных измерений отклонений формы, наружных размеров, расположения поверхностей. Он представляет систему связующих шестерен и рычагов, которые усиливают движение стержня и преобразуют эти движения в показания прибора. В большинстве устройств часового типа перемещение измеряющего стержня прибора на один миллиметр соответствует одному обороту стрелки. В таком случае цена деления, а следовательно, значение перемещения стержня, которое прибор позволяет надежно измерить, составляет 0,01 мм. Пределы измерений составляют 0-5 мм и 0-10 мм. Индикаторы часового типа бывают трех классов точности: нулевого, первого, а также второго. Приборы нулевого типа допускают наименьшую погрешность измерений, а второго класса — наибольшую погрешность.

С целью относительных измерений в сфере слесарно-инструментального производства в трудоемких местах и при изготовлении различных деталей используют рычажно-зубчатый индикатор особо малых габаритных размеров.

Индикатор часового типа используют также для измерения значения биения цилиндрических деталей или для проверки параллельных сторон изделия, например, призм. С целью определения значения биения деталь необходимо установить на центрах специального устройства.

Все часовые индикаторные приборы унифицированы. Выпускают модели приборов брызгозащищенные на основе трех камней, с разгрузкой в случае удара по стержню, с диапазоном измерения 0-25 мм и 0-50 мм.

Индикатор часового типа способен измерять глубину просверленных отверстий. Такие приборы, как и микрометры, имеют точность измерений 0,01 мм. Малая стрелка устройства указывает на миллиметры, а большая — на сотые доли миллиметра. Для замера внутреннего диаметра используют специальное приспособление, надеваемое на индикатор.

Индикатор часовой служит для определения отклонения в размерах или положения проверяемой детали. В связи с тем, что циферблат делится на 100 частей, отсчет производится с точностью до 0,005 мм. Циферблат прибора имеет от нуля двухстороннюю градуировку: деления в правую сторону обозначают отклонение размеров в направлении увеличения, соответственно, в левую – в направлении уменьшения.

Для измерения линейных величин, отклонения геометрической формы, а также взаимного размещения поверхностей деталей используют индикатор часового типа с дополнительными устройствами. Такие измерения проводятся с помощью метода абсолютных измерений, когда измеряемое значение не превышает предела измерений шкалы прибора, и методом относительного измерения, путем сверки с концевой мерой длины.

Существуют индикаторы, основанные на использовании зубчатой передачи. В таких приборах подпружиненный измеряющий стержень и зубчатая рейка конструктивно выполнены как единое целое. Рейка находится в зацеплении с 16-тизубчатым колесом.

В заключение отметим, что индикаторы часового типа являются наиболее распространенными и широко применяемыми в конструкциях и элементах контрольных приспособлений измерительными устройствами. Эти приборы с ценой деления 0,01 мм применяются крайне редко — во-первых, от того, что контроль деталей и заготовок не требует такой высокой точности, и, во-вторых, в связи с быстрым износом измерительных устройств при работе в условиях кузнечно-штамповочных и литейных цехов.