Классификация индикаторов.

Во всех системах, где требуется представить информацию в форме, удобной для визуального восприятия человеком, применяются средства отображения информации (СОИ). Од­ной из основных частей СОИ является индикатор.

Индикатор — элект­ронный прибор для преобразования электрических сигна­лов в пространственное распределение яркости (контраста).

Свойства и характеристики индикатора определяют важней­шие параметры СОИ — информационную емкость, быстро­действие, надежность и др.

В последние годы при построении СОИ наряду с электронно-лучевыми приборами (ЭЛП) стали широко применять­ся дискретные индикаторы. Преимуществами дискретных индикаторов являются возможность непосредственной свя­зи с вычислительными комплексами, практически любая необходимая точность воспроизведения информационных моделей, в том числе при совмещении нескольких изображе­ний, экономичность, высокая надежность, простота сопря­жения с микроэлектронной аппаратурой. Многообразие Элементной базы индикаторной техники ставит серьезные проблемы перед разработчиками СОИ при выборе конкретного индикатора, поскольку приходится учитывать не только технические требования, но и инженерно-психологические факторы.

В отличие от чисто электронных или чисто оптических устройств, в индикаторах происходит смена носителя ин­формационных сигналов. Оптоэлектронное преобразование информации в индикаторе — физический процесс, в резуль­тате которого информационный сигнал, переносимый элект­ронами, превращается в информационный сигнал, переноси­мый фотонами.

Многообразие физических принципов и областей приме­нения индикаторов привело к различным их классификациям. Надо сказать, что выбор групп, уровней и квалификационных признаков субъекти­вен, однако проведя анализ назначения индикаторов, и физических принципов их работы можно провести классификацию так, указано на (рис. 1.)

Активными индикаторами называются такие индикаторы, в которых происходит преобразование электрической энергии в свето­вую.

Пассивными индикаторами называются индикаторы, модулирующие внешний световой поток под действием электрического поля или тока. Часто в каче­стве внешнего светового потока используется рассеянный дневной свет (от солнца или обычных источников света).

В активных индикаторах для преобразования электри­ческой энергии в световую применяются следующие физи­ческие эффекты: свечение накаленных тел в вакууме, низ­ковольтная катодолюминесценция, излучение газового раз­ряда, предпробойная электролюминесценция, инжекционная электролюминесценция.

В пассивных индикаторах непосредственно под воздей­ствием электрических информационных сигналов изменя­ются оптические показатели. Это позволяет модулировать свет, внося в него пространственно-распределенную по сече­нию светового пучка информацию в виде изменения ампли­туды, фазы и длины световой волны, плоскости поляриза­ции, направления распространения волны. Наибольшее рас­пространение получили пассивные индикаторы с модуляци­ей по интенсивности. Это объясняется тем, что глаз способен наблюдать различие интенсивности света, направлений его распространения и спектрального состава. В то же время без специальных приспособлений невозможно отличать све­товые волны с различными начальной фазой и направлением поляризации.

Для модуляции светового потока используют ряд элект­рооптических эффектов в жидких кристаллах (жидкокрис­таллические индикаторы). Кроме того, в пассивных индика­торах применим электрохромный эффект, т. е. широкий круг явлений, при которых любое изменение цвета вещества вызывается электрическим полем (электрохромные индика­торы), и электрофорез, заключающийся в перемещении за­ряженных пигментных частиц также под действием электри­ческого поля (электрофоретические индикаторы).

Знакомоделирующие индикаторы — это индикаторы, в которых световой или электронный пучок профилируется по форме знака, например ЭЛП со знакопрофилирующей матрицей.

В знакогенерирующих индикаторах знаки синтезируются по принципу фигур Лиссажу из отрезков кривых, формируемых на экране электронным (ЭЛП) и световым (лазерным) пучком.

Главная" особенность знакосинтезирующих индикаторов (ЗСИ) — получение с помощью мозаики изображения независимо управляемых элементов, каждый из ко­торых является преобразователем сигнал — свет. К до­стоинствам таких индикаторов относятся: однозначная связь координат изображения и информационных сигналов, что позволяет обеспечить любую точность воспроизведения ин­формации; высокая надежность получения информации при отказе отдельного элемента отображения индикатора; воз­можность, создания индикаторов больших размеров без ис­пользования проекционных систем; наличие цифрового входа, позволяющего не применять (в отличие от ЭЛП) пре­образователь код — аналог при сопряжении индикаторов с современными электронными устройствами.

В соответствии с принципом формирования изображения рассматривают: сегментные ЗСИ — индикаторы, элементы отображения которых являются сегментами и сгруппирова­ны в одно (одноразрядный ЗСИ) или несколько (многоразрядный ЗСИ) знакомест; матричные ЗСИ—индикаторы, эле­менты отображения которых образуют ортогональную матрицу, и мнемонические ЗСИ — индикаторы, предназначен­ные для отображения информации в виде мнемосхемы. Мнемосхемой называется условная информационная модель производственного процесса или системы, выполненная в ви­де комплекса знаков, изображающих элементы процесса (системы) с их взаимными связями.

Строго- говоря, ЭЛП не является матричным индикато­ром. Однако при использовании точечного способа построе­ния изображений, при котором на экране высвечиваются дискретные световые пятна в соответствии с принятой ко­ординатной сеткой, ЭЛП может быть отнесен к разряду матричных ЗСИ.

Знакосинтезирующие индикаторы имеют корпус ци­линдрической или плоской формы. В первом случае воспри­ятие информации осуществляется либо с торца, либо непо­средственно с цилиндрической поверхности. Что касается конкретного конструктивного исполнения сегментных ЗСИ, то оно может допускать отображение только цифр (цифро­вой ЗСИ) или цифр и букв русского и латинского алфавитов (буквенно-цифровой ЗСИ). Несмотря на распространенность цифровой индикации, в ряде случаев более удобной формой представления информации является аналоговая. При этом используются шкальные или цифро-аналоговые ЗСИ. На­конец, следует упомянуть о таком конструктивном варианте ЗСИ, как модуль, конструктивное исполнение которого обес­печивает создание составных приборов. Примером могут являться газоразрядные индикаторы, предназначенные для набора индикаторов коллективного пользования. Конструктивное исполнение и характе­ристики ЗСИ коллективного пользования обеспечивают на­дежное считывание информации с расстояния более 4 м, у индикаторов группового и индивидуального пользования расстояния считывания составляют 1,5—4 м и менее 1,5 м соответственно.