электровакуум.приборы (1084498), страница 67
Текст из файла (страница 67)
16 вьшодов. Изображенный на рис. 27.2 прибор содержит стеклянную или керамическую подложку П, на которую наносятся никелевые катодные электроды 1С (сегменты), контактные площадки Е77 и разводка электродов. Металлические слои покрываются слоем диэлектрика, закрываю- 322 щим все участки металлизации, кроме рабочих частей катодов, Сверху подложка накрьшается стеклянной рамкой СР и стеклянной лицевой пластиной ЛП с нанесенным на ее внутреннюю поверхность рисунком прозрачных анодов А, изготовленных, например, из двуокиси олова.
Соединение деталей между собой и герметизация объема прибора осуществляется стеклоцементом. Знаковый индикатор должен работать в режиме слабо аномального тлеющего разряда, т. е. при токах, слабо превышающих ток покрытия катода свечением. Поэтому для нормальной работы знаковых индикаторов должно выполняться условие, вытекающее из (25.42): 1к = 7г1л = 7сук,нэк = 7с1к,ноР эк (27.1) где !к — катодный ток; 1„— ток полного покрытия катода свечением; Хк „вЂ” плотность тока нормального тлеющего разряда; Як — площадь катода (в виде знака или сегмента); к — коэффициент, больший единицы.
Кроме того, должно выполняться условие возникновения разряда Еа~ а* (27.2) где Е, — напряжение питания анода. Исходя из приведенных условий, можно сформулировать определен-. ные требования к газовому наполнению и конструкции прибора. Чтобы уменьшить питающее напряжение Е„все промежутки анод — катод должны иметь минимально и приблизительно одинаковое напряжение возникновения разряда.
В конструкции, изображенной на рис. 27.1, расстояние между анодом и различными катодами меняется в широких пределах. Поэтому здесь в качестве газового наполнения целесообразно использовать смесь неона с аргоном, в которой напряжение возникновения разряда слабо зависит от расстояния между электродами (см. рис. 25.8). Другим достоинством этой смеси являются малые значения 1к „о, что позволяет выполнить условие (27.1) при сравнительно больших давлениях, когда катодное распыление происходит с малой скоростью. При включении промежутка анод — катод индикатора по схеме рис. 24.2 неизбежно возникает разброс катодных токов, обусловленный неидентичностью ВАХ, разбросом номиналов резисторов Еа и напряжений источника питания Е,. Определить катодный ток индикатора по его ВАХ можно, использовав формулу (24.1) и выполнив следуюгцее графическое построение (рис.
27.3). Построить ВАХ в координатах П =1'(1), отложить по оси ординат значение Е„провести из этой то и нагРУО У ПРЯ У с Углом 7н =стала по отноше коси абсцисс, направленную вниз. Легко видеть, что ордината точки пересечения этой прямой с ВАХ дает падение напряжения на промежутке, а абсцисса — катодный ток. 323 Еа та» Еа лттп Рис. 27.3. К определению рабочих точек катодов пифроных индикаторов 7 ,н = стакат!и 7н = стадата» Рис. 27.4. Схема коммутации катодов циф.
роного индикатора знакомодслирующсго типа Используя этот метод построения, покажем теперь, что катодные токи разных катодов имеют значительный разброс. Приведенные на рис. 27.3 ВАХ 1-3 относятся к различным катодам, а точки А, Б, В на них соответствуют переходу от нормального к аномальному тлеющему разряду. Допустим теперь, что нагрузочные прямые также имеют разброс, обусловленный непостоянством Е, и Ею Очевидно, нагрузочная прямая 4, соответствующая режиму Еат~п, Еагпах должна пересекаться с ВАХ в точке А; при этом будет обеспечен режим полного покрытия свечением всех катодов. Естественно, что построенная для Евах Еаетн прямая 5 пересекается с ВАХ в точках 1, 2, 3, соответствующих большему току, чем в точке А, При этом более высокое катодное падение напряжения приводит к большей скорости распыления катодов и к уменьшению срока службы индикатора вследствие запыления лицевого стекла баллона и возникновения проводящих мостиков или разрывов электродов.
Для уменьшения скорости катодного распыления используют материал с малым коэффициентом распыления — титан, которнй, однако, не обладает стабильными эмиссионными свойствами, или же ннхром, который при высокой эрозионной стойкости сохраняет стабильные эмиссионные свойства в условиях тлеющего разряда. Для уменьшения катодного распыления следует увеличивать давление газа, однако возможности этого пути ограничены необходимостью выполнения условия (27.1). Другим эффективным способом уменьшения катодного распыления является введение в прибор небольшой добавки ртути. Предполагается, что пары ртути создают на поверхности катода защитную пленку, находящуюся в равновесии с паровой фазой. Однако добавка ртути эффективно действует только при температурах, обеспечивающих достаточную упругость ртутного пара.
В реальных схемах включения для коммутации катодов используются транзисторы УТΠ— УТ9 с ифил типом проводимости, из которых один включен, а остальные выключены (рис. 27.4). В результате один из катодов 1иццуцируемьш) оказывается под нулевым потенциалом, 324 остальные (неиндицнруемые) — под напряжением Е, . С известным приближение~у можно рассматривать неиндицируемые катоды, на которые подается положительное смешение, как зонды, принимающие из плазмы ионный ток (плазма в индикаторе находится под потенциалом анода).
Типичная ВАХ неинднцируемого катода показана на рнс. 27.5. Когда напряжение по1щержания аномального разряда 1!к а заметно выше нормального 1!к н, разряд может происходить и на неиндицируемый катод. ПоэтомУ в области 1, где Ук,а — Усм > 1!к,н за счет малого Сгсм, в индикаторе возникает ненормальный режим токораспределения между катодами и подсветки неиндицируемого катода.
В области 11 напряжение между анодом и неиндицируемым катодом меньше, чем напряжение поддержания разряда (У„, — У„„( У, ). В этом рабочем режиме ток на неиндицируемом катоде мал, В области П! потенциал неиндиплруемого катода Усм выше потенциала анода Ц, а и тем самым выше потенциала плазмы. На этот катод проходит электронный ток из плазмы н даже может возникнуть самостоятельный разряд, при котором неиндицируемый катод выполняет функции анода. Поскольку между катодами неттокоограннчивающего резистора, данный режим может стать катастрофическим. Нормальная работа индикатора обеспечивается в области Ус = 40+ 100 В.
В технических условиях на знаковые индикаторы указывают напряжение возникновения разряда У и допустимые минимальный !кюти (обеспечивающий полное покрытие катода свечением) и максимальный !кача„(гарантирующий срок службы) катодные токи. Однако диапазон токов !канто 1кмах иногда настолько узок, что затрудняется эксплуатация приборов. Поэтому часто используют импульсные режимы, в которых ток 1кмах увеличивается по сравнению с указанным для постоянных напряжений. Понижение долговечности из-за большого импульсного тока компенсируется уменьшением фактического времени протекания тока через прибор. Импульсные режимы также используются для возбуждения индикаторов с объединенными в группы катодами.
При подаче на газоразрядный промежуток импульсного напряжения возникновение разряда происходит с запаздыванием (время стати- 325 1,иА г Рис. 27.5. Вольт-ампернзя характеристика неинлицируемого катода цифрового индикатора стического запаздывания гззл), Статистиче- 0 скос время запаздывания первого включения индикатора при низкой освещенности окружаюшей среды может достигать Нескольких секунд. Затем в приборе появляются заряды, которые не успевают исчезнуть в паузе между импульсами тока, что приводит к уменьшению статистического запаздывания до значения, меньшего длительности возбуждаюших импульсов. Другой особенностью импульсных режимов является то, что ток покрьпня 1„ в них при длительностях импульсов менее 100 мкс может в десятки раз превышать статический. Дпя расчета импульсного тока сегмента 1, „„многоразрядного индикатора может быть рекомендована формула ги 1с, имл 1с, срА7 гн — Гп зззп (27.3) где 1,,р — рекомендованное значение среднего тока через сегмент в статическом режиме; Ф вЂ” число знакомест; ги — длительность импульса; гл — время паузы, большее времени денонизации; ㄄— время запаздывания возникновения разряда.
Для ги — г > 80 мкс величиной т,з„можно пренебречь. Тогда при 1 р =4 10Г~ А,А7=11,ти =10'~ сполучнм 1 и „=11 4 10з = =4,4.10 = 0,44мА. 27.4. ШКАЛЬНЫЕ ИНДИКАТОРЫ В современной электронной аппаратуре информация представляется не толысо в виде цифр или букв, но и в виде различного рода шкал. В этом случае наблюдатель видит какой-либо указатель (стрелку, световой зайчик, границу между черной и белой частями ленты), перемеШаюшдйся относительно начала шкалы вслед за изменением измеряемого параметра. Газоразрядные шкальные индикаторы могут быть двух видов: аналоговые индикаторы, использующие пропорциональность значения тока нормального тлеюшего разряда площади катода, покрытой свечением, и дискретные индикаторы, основанные на переносе разряда по дискретным электродам.
Конструкция линейного аналогового индикатора показана на рис. 27.6. Электродная структура прибора содержит проволочный катод К, фиксатор Ф, изолятор И, цилиндрический анод А с прорезью для наблюдения свечения. 32б бмте ге иаз га Рис. 27.6. Конструкция линейного шкального аналогового индикатора в разрезе Рис. 27.7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
