第一章数字显示仪表蔺捷.doc

数字显示仪表之显示器 一、总述 显示仪表是用以显示（指示、记录等）被测值的工业自动化仪表。一般是把温度、压力、流量、物位和机械量等传感器送来的检测量用指针或数字指示出来。显示方式有指针、记录笔、打印及显示屏等。显示仪表包括指示仪表和记录仪，工业自动化行业中习惯称为二次仪表。显示仪表适用于各种温度、压力、液位、速度、长度等物理量的测量与控制。采用微处理器进行数学运算，可对各种非线性信号进行高精度的线性矫正。 在数显仪表中，最终需要将测量和处理的结果以十进制数码显示出来。而测量和处理的结果一般为二进制代码，故需要对其译码，来驱动显示软件。二、分类 1、辉光数码管 概述：辉光放电管，亦称“冷阴极离子管”或“冷阴极充气管”是一种利用气体辉光放电原理而工作的离子管，在电子电路中指示、稳压等作用。在工作时，管内产生明显的辉光。辉光的颜色决定于管内所充气体的成分，如氖显红色，氩显浅紫色，汞显淡蓝色，氦显粉红色等。常见的辉光放电管有氖管、稳压管等。 特征：低压气体中显示辉光的气体放电现象。在置有板状电极的玻璃管内 充入低压（约几毫米汞柱）气体或蒸气，当两极间电压较高（约1000伏）时，稀薄气体中的残余正离子在电场中加速，有足够的动能轰击阴极，产生二次电子，经簇射过程产生更多的带电粒子，使气体导电。辉光放电的特征是电流强度较小（约几毫安），温度不高，故电管内有特殊的亮区和暗区，呈现瑰丽的发光现象。 原理：辉光放电时，在放电管两极电场的作用下，电子和正离子分别向阳极、 阴极运动，并堆积在两极附近形成空间电荷区。因正离子的漂移速度远小于电子，故正离子空间电荷区的电荷密度比电子空间电荷区大得多，使得整个极间电压几乎全部集中在阴极附近的狭窄区域内。这是辉光放电的显著特征，而且在正常辉光放电时，两极间电压不随电流变化。 在阴极附近，二次电子发射产生的电子在较短距离内尚未得到足够的能使气体分子电离或激发的动能，所以紧接阴极的区域不发光。而在阴极辉区，电子已获得足够的能量碰撞气体分子，使之电离或激发发光。其余暗区和辉区的形成也主要取决于电子到达该区的动能以及气体的压强（电子与气体分子的非弹性碰撞会失去动能）。 2、荧光数码管 概述：用来显示数字和符号的器件。按显示原理分辉 光放电数码管、荧光数码管、半导体数码管、等离子数码 管和液晶数码管等。广泛用于数字化仪表、计算器、移动 、电话、寻呼器中。 引脚图和原理：它的数码字形由若千段分立的笔划构成。YS27-3行端面管的字形连小数点在内公分九段，即九个阳极，在涂上应字母a、b、c、d、e、f、g、h、i表示，数字2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12为每个阳极引出的脚号。通常是用逻辑电路控制某几个阳极一道起辉，显示出所需要的字形。例如，要显示“4”，则点亮b、c、d、e、g即可。管脚采用缺口排列。 特点：荧光数码管的优点是，工作电压低、功耗小;缺点是，字形不美观，且亮度不如辉光数码管亮。 3、液晶显示器 液晶显示器利用液态的的金属做成的。在一定的范围内，他同时具有液体和晶体的双重特性。他对外界的电厂、磁场、光等的变化很敏感，并能把这些变化转化为可视信号，液晶显示器就是利用液晶的这种特性制成的。 显示数字用的液晶显示器是在一个透明电极和一个镜面电极之间夹一层厚度仅为10-20um的液晶膜构成的，后面的电极做成七段或八段数字的形状。当一部分电极加上电压后，电极上层液晶的化学性能发生变化，使光反射的强度改变，从而显示出数字来。 液晶本身并不发光，它是靠对环境光的反射来显示的。电极上的电压只是改变了液晶的透明度和反射率。所以环境光线越强，显示就越清楚;环境光线越暗，显示效果就越差。在全黑的环境中，液晶显示器失去了显示功能。 液晶的物理特性是：当通电时导通，排列变的有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。从技术上简单地说，液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材，称为Substrates，中间夹著一层液晶。当光束通过这层液晶时，液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状，因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。将液晶倒入一个经精良加工的开槽平面，液晶分子会顺着槽排列，所以假如那些槽非常平行，则各分子也是完全平行的。 液晶显示器的优点是功耗很小，电压很低;缺点是响应速度慢，工作寿命短，环境较暗时，显示效果差。