книги / Электрооборудование электровакуумного производства

При вращении двигателя на зажимах якоря возника­ ет противо-э. д. с., пропорциональная скорости вращения, и ток через якорь будет идти, пока мгновенное значение сетевого напряжения превышает величину противо-э. д. с. Это означает, что ток якоря будет импульсным и что при снижении скорости вращения противо-э. д. с. упадет, уве­ личив длительность импульсов тока якоря, т. е. возни­ кает компенсация снижения частоты вращения. Другими словами, в описываемой схеме существует стабилизиру­ ющая обратная связь по частоте вращения якоря дви­ гателя. Это позволяет поддерживать устойчивый режим на малых скоростях вращения, что требуется при сливе суспензии из стеклооболочки ЭЛТ после осаждения лю­ минофора, чтобы медленным и плавным наклоном стек­ лооболочки суспензию вылить, а осевший слой люмино­ фора не смыть.

Частота вращения контролируется вольтметром по напряжению на якоре, обмотка возбуждения двигателя питается от обычного выпрямителя. Эти элементы, а так­ же пусковые контакты, предохранитель и др. на схеме не приведены с целью упрощения и как не требующие дополнительного описания.

В установке экранирования важнейшей операцией яв­ ляется приготовление рабочих растворов в необходимых объемах и в нужной концентрации. Эта операция выпол­ няется автоматическими дозаторами, в которых отме­ ряются заданные порции порошков и жидкостей. Жид­ кости— вода и растворы — дозируются по объему, т. е. о заполнении какой-либо емкости судят по достижении заданного уровня. Автоматическая фиксация заданного уровня в установке выполняется с помощью фотоэлек­ трических сигнализаторов уровня.

Чувствительным элементом фотоэлектрического сиг­ нализатора является фоторезистор. В исходном состоя­ нии на него не попадает свет и сигнал на выходе сигна­ лизатора отсутствует. При заполнении мерного стакана дозируемой жидкостью поплавок поднимается вместе с подъемом жидкости, и когда он достигает установлен­ ного уровня, фоторезистор освещается отраженным от по­ плавка светом лампы накаливания. Фоторезистор под действием света увеличивает свою электропроводность, в результате чего срабатывает электромагнитное реле — исполнительный элемент сигнализатора. Контактами ре­ ле с помощью электромагнитных клапанов прекращает­

ся подача дозируемой жидкости в мерный стакан и отме­ ренная доза сливается в резервуар мешалки.

Схема фотоэлектрического сигнализатора уровня при­ ведена на рис. 2-60. В исходном состоянии базы обоих транзисторов находятся под положительным потенциа­

ма которого обведена пунктиром. Это — элемент Т-402 серии «Логика-Т», выпускаемый промышленностью се­ рийно. Подача отрицательного (по отношению к вы­ воду 15) напряжения на вход 5 усилителя Т-402 вызы­ вает отпирание транзистора и ток через обмотку реле i?4, включенного в цепь коллектора усилителя. Реле сра­ батывает, реагируя тем самым на освещение фоторезис­ тора Re- Диод, включенный параллельно с обмоткой ре­ ле, входит в элемент Т-402 и предназначен специально для шунтирования индуктивной нагрузки. Это нужно для защиты транзистора от перенапряжений. При запи­

в сердечнике электромагнита реле. Всякое же изменение магнитного потока вызывает в обмотке э. д. с. самоин­ дукции. При запирании транзистора усилителя Т-402 •на обмотке реле возникает э. д. с., действующая соглас­ но с напряжением питания, и при достаточно быстром запирании транзистора сумма э. д. с. самоиндукции и напряжения питания может превысить допустимый уро­ вень и транзистор пробьется, т. е. выйдет из строя. Если

212

же параллельно реле включен диод, то возникшая э. д. с. самоиндукции вызывает кратковременный разряд­ ный ток через диод и ее величина не превышает прямого падения напряжения на диоде (0,6—0,8 В).

Переменный резистор предназначен для настрой­ ки порога срабатывания реле, т. е. для установления та­ кого тока на базу Гь который при заданном световом потоке на фоторезистор вызывает срабатывание испол­ нительного реле.

Для чего применен транзистор Гь нельзя ли обойтись одним или использовать оба усилителя элемента Т-402 (этот элемент — сдвоенный усилитель), подав выходной сигнал одного на вход другого, что позволило бы собрать схему на готовых элементах? Здесь транзистор Тг при­ менен в схеме так называемого эмиттерного повторите­ ля, который обладает высоким входным и низким выход­ ным сопротивлением. Это здесь и требуется, так как фоторезистор имеет сопротивление от 3 МОм (темновое сопротивление) до 33 кОм, а входное сопротивление эле­ мента Т-402 не превышает 2 кОм. А для передачи элек­ трического сигнала с наименьшими потерями требуется, как известно, равенство (хотя бы приблизительное) вы­ ходного сопротивления источника и входного сопротив­ ления приемника сигнала. Особенно это относится к электрическому току или напряжению, когда они яв­ ляются носителями сигналов, а не энергии. В схеме рис. 2-60 высокоомный фоторезистор нагружен на высо­ коомный вход эмиттерного повторителя, а его низкоом­ ный выход — на низкоомный вход усилителя элемента Т-402.

Это называется согласованием нагрузок и является одним из главных условий правильной работы почти любой электронной схемы. На переменном токе согласова­ ние наиболее просто достигается с помощью трансфор­ матора, а на постоянном приходится применять согла­ сующие каскады. Из соображений уменьшения габари­ тов и массы, а также при широкополосном усилении согласующие каскады применяются и на переменном токе (имеется в виду сигнал в форме переменного тока).

Согласование нагрузок широко применяется и в ме­ ханике, только оно там иначе называется. Согласование высокооборотного двигателя с тихоходным рабочим ме­ ханизмом с помощью редуктора является согласованием

213

моментов (т. е. нагрузок) на валах двигателя и рабочего механизма. Редуктор является согласователем нагрузок.

Вустановке экранирования имеется пять дозаторов,

икаждый из них снабжен рассмотренным фотоэлектри­ ческим сигнализатором уровня.

ПОЛУАВТОМАТ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ПУЛЬВЕРИЗАЦИЕЙ

Полуавтомат нанесения покрытий пульверизацией предназначен для нанесения покрытий из суспензий по­ рошковых люминофоров и фотопроводников в органиче­ ских лаках на плоские подложки методом распыления пульверизацией с последующей сушкой.

Площадь поперечного сечения струи распыляемой суспензии гораздо меньше площади подложки, на кото­ рую производится напыление, поэтому пульверизатор в процессе напыления движется вдоль подложки в го­ ризонтальном направлении возвратно-поступательно со скоростью 50—300 мм/с, а каретка с укрепленной на ней подложкой движется вверх и вниз со скоростью 1— 1,5 мм/с. Траектория пульверизатора относительно под­ ложки получается зигзагообразной, чем достигается равномерность напыления по всей площади подложки.

Возвратно-поступательное движение пульверизатора осуществляется с помощью цепного привода, в котором электродвигатель вращается в одном направлении, а из­ менение направления движения пульверизатора происхо­ дит за счет его кинематической связи с одним из звень­ ев цепи и движения вместе с ним то по прямой, то по обратной ветвям цепи. Электропривод пульверизатора собран ш схеме рис. 2-53 и отличается только номина­ лами элементов.

Что касается привода каретки, то изменение направ­ ления ее движения осуществляется электрически, путем переполюсовки напряжения, подаваемого на якорь элек­ тродвигателя. Схема электропривода каретки также только по номиналам отличается от схемы рис. 2-53. Кроме того, в цепь якоря введены контакты реле для переключения направления вращения.

В обоих приводах шкалы приборов, измеряющих на­ пряжение с выходов тахомостов, градуированы непосред­ ственно в мм/с.

Для управления реверсивным приводом вертикаль­ ного перемещения каретки используется схема, приве­ денная на рис. 2-61. Реле Р5 и Р6 своими контактами

214

подают на электроДвйгат'ель привода каретии напряЖё* ние прямой или обратной полярности.

Во избежание одновременного включения обоих реле и возникновения короткого замыкания цепи питания яко­ ря в схему введена взаимная блокировка реле Р5 и Р6 их размыкающими контактами, включенными последо­ вательно с обмотками реле. Так, срабатывание реле Р5 приводит к разрыву цепи реле Р6 и наоборот.

Рис. 2-61. С хем а управления реверсивным приводом каретки.

Рисунок 2-61 показывает исходное состояние схемы. Кнопкой Кн2 включается реле Р4, замыкающий контакт которого перемыкает цепь кнопки Кн2, и ее можно от­ пустить. Другим контактом реле Р4 включает привод движения пульверизатора вдоль подложки. Одновремен­ но подается напряжение на выключатель В п.

В надлежащий момент времени можно запустить при­ вод каретки выключателем В и . Если каретка находи-

215

Лаёь вверху или внизу, т. ё. был наи<ат один из конЦёвых выключателей Вю или Вцу то одно из реле вклю­ чится и начнется движение каретки. Но каретка может стоять и в промежуточном положении, выключатели В \ 3 и B Vk не нажаты, т. е. электрически пребывают в поло­ жении, показанном на схеме. В этом случае цепи питания реле разорваны и замыкание выключателя Вц только подготовит цепь для работы. Нажатием одной из кно­ пок, Кн3 или Кнь каретка направляется вверх или вниз. Например, нажата кнопка Кн3. Реле Р5 срабатывает, своим контактом подключается к замкнутому контакту В и, кнопка может быть отпущена, а цепь остается за­ мкнутой. Размыкающий контакт реле Р5 разрывает цепь реле Ре, и даже нажатие кнопки /С«4 ничего не меняет (так же, как и нажатие кнопки Кнз).

В крайнем нижнем положении каретка наезжает на рычаг концевого выключателя Вн, он переключается и находится в таком положении (нажатом), пока каретка не уйдет вверх. Цепь питания реле Р3 при этом разры­ вается, и напряжение поступает на реле Р6 через нор­ мально замкнутый контакт Р3, который пока еще разо­ мкнут. Как только обесточенное реле Р3 отпустится, ра­ зомкнется его самоудерживающий контакт, создавая в цепи реле второй разрыв, и замкнется контакт Р3 в цепи реле Р3.

Через сработавший концевой выключатель Вц и этот замкнувшийся н. з. контакт Р3 на обмотку реле Р3 по­ ступает напряжение, реле срабатывает, своим нормаль­ но открытым (н. о.) контактом создает себе параллель­ ную цепь питания с контакта Вц, а н. з. контактом вво­ дит еще один разрыв в цепь питания реле Р$. Каретка движется вверх до срабатывания концевого выключа­ теля В 12. Цикл повторяется.

Каждое срабатывание реле Р3, т. е. начало движения каретки вниз, отсчитывается счетно-импульсным реле Pi, так как на его пусковой вход подключен замыкаю­ щий контакт Рь. На реле Р7 устанавливается число про­ ходов каретки, необходимое для нанесения достаточного количества распыляемой суспензии на поверхность под­ ложки.

Когда пройдет установленное количество циклов дви­ жения каретки, реле Pi своим контактом замкнет цепь питания промежуточного реле Рд, замкнется самоудер­ живающий контакт Рд. Реле Рд другими своими контак­

216

тами с помощью электромагнитного клапана и исполни­ тельных реле прекратит подачу суспензии и сжатого воздуха в пульверизатор и включит нагреватели для сушки нанесенной на подложку суспензии.

Циклическое перемещение каретки продолжается, ко­ личество циклов подсчитывается вторым счетно-импульс­ ным реле Р$, которое по достижении установочного числа циклов сушки выключает всю схему с помощью проме­ жуточного реле Рю и его размыкающего контакта, вклю­ ченного последовательно с контактом Pt в цепи блоки­ ровки кнопки Кн2. Схема приходит в исходное состояние, покрытая подложка снимается, на ее место ставится следующая, и процесс покрытия повторяется.

Установка алюминирования, предназначенная для нанесения алюминиевой пленки на экраны специальных ЭЛТ, работает с использованием вакуумного распыле­ ния алюминия, и ее электрооборудование аналогично электрооборудованию ранее описанной установки ваку­ умного напыления.

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПЛЕНКИ

При алюминировании большое значение имеют тол­ щина алюминиевой пленки и равномерность толщины пленки по всему экрану. На прохождение алюминиевой пленки затрачивается часть энергии электронного пучка, причем с увеличением толщины алюминиевого покрытия возрастают потери энергии, что приводит к уменьшению яркости. С другой стороны, с увеличением толщины плен­ ки алюминиевого покрытия возрастает коэффициент от­ ражения, что повышает яркость. Для получения равно­ мерной яркости и контрастности необходимо получить алюминиевый слой одинаковой толщины по всему экра­ ну. Толщину алюминиевой пленки, нанесенной на слож­ ную поверхность экрана, измерять прямыми методами весьма сложно, поэтому измерение толщины алюминие­ вой пленки производят косвенными методами. На рис. 2-62 показана электрическая схема прибора, пред­ назначенного для быстрого неразрушающего измерения толщины тонкой алюминиевой пленки при алюминиро­ вании экранов ЭЛТ, термоизлучающих и зеркальных ламп, а также других подобных изделий. Измерение толщины тонкой металлической пленки производится методом сравнения измеряемой пленки с эталонной.

217

to

Рис. 2-62. Электрическая схема прибора для контроля толщины пленки при алюминировании экранов ЭЛТ.

Пределы измерения толщины пленки составляют 10~5— 10~3 мм. Принцип действия прибора для измерения тол­ щины алюминиевой пленки основан на том, что при внесении электропроводной пленки в поле катушки кон­ тура генератора в металлической пленке возникают вих­ ревые токи, в результате чего из-за увеличения потерь в контуре уменьшается амплитуда колебаний генерато­ ра. Изменение амплитуды колебаний генератора приво­ дит к изменению величины сеточного тока лампы, изме­ ряемого магнитоэлектрическим прибором. В качестве датчика сигнала используется колебательный контур LC, настроенный на фиксированную частоту и разме­ щенный в измерительной выносной головке. Этот контур является анодной нагрузкой лампы Лз и питается посто­ янным по величине анодным током этой лампы. При от­ сутствии вблизи контура металлической пленки потери

вконтуре минимальны и постоянны по величине. При внесении в поле контура металлического электропровод­ ного слоя в последнем возникают вихревые токи, зави­ сящие от толщины слоя металла и электропроводности его. При увеличении толщины слоя металла (для дан­ ной марки металла) потери на вихревые токи, вносимые

вконтур, соответственно увеличиваются, что вызывает увеличение затухания контура. Амплитуда переменного напряжения в контуре уменьшается.

Переменное напряжение с анода Л3 и контура пода­ ется через разделительную цепочку C3R3 на сетку катод­ ного повторителя Лк (6Ж4). Так как входное сопротив­ ление катодного повторителя велико, то он практически не шунтирует колебательный контур LC, а уменьшает внутреннее сопротивление источника переменного сигна­ ла и передает сигнал на управляющую сетку лампы Ль (6Ж4) без поворота фазы.

Этот сигнал усиливается и поступает с анода лампы Л5 через цепочку Cgi?7 в фазе с напряжением на сетке

автогенератор, частота колебаний которого определяется параметрами контура LC.

Напряжение смещения на управляющей сетке лампы Ль, получаемое за счет сеточного тока, подбирается та­ ким, чтобы амплитуда сигнала, поступающего с катода лампы Лк, была несколько больше напряжения смеще­ ния. При этом через прибор ИП1 и резисторы Rib и Rn

219

будет протекать сеточный ток Лампы Л5, который ком­ пенсируется током, протекающим через резистор Rio и Rn в противоположном направлении.

Регулируя потенциометром R и напряжение на экран­ ной сетке Ль, можно установить такую амплитуду пере­ менного напряжения генератора, что ток, протекающий через резистор Rio и прибор, будет полностью компенси­ роваться сеточным током лампы Ль, и поэтому прибор ИП1 будет показывать нуль.

Если теперь измерительную головку поднести к из­ меряемой металлической пленке, то вследствие увеличе­ ния потерь в контуре амплитуда генератора уменьшает­ ся, а вместе с ней и ток сетки Ль- Баланс токов наруша­ ется, и прибор ИП1 показывает величину изменения тока сетки, соответствующую определенной толщине пленки металла. Чувствительность индикатора ИПi регулирует­ ся с помощью потенциометра Rn- Установка нуля при­ бора осуществляется резистором Ru — «Установка ну­ ля». Переключение пределов измерения осуществляется переключателем В2, коммутирующим сопротивления анодных нагрузок ламп Лз и Ль.

Выпрямитель источника питания собран по двухполупериодной схеме на кенотроне типа 6Ц5С с реостат­ но-емкостным фильтром CIRIC2. Анодное напряжение ламп Лз и Ль стабилизировано газовым стабилизатором Л2 типа СГ-4С.

Глдва третья

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ АППАРАТУРЫ ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ И ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ

3-1. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Широкое внедрение электроники в самые различные отрасли народного хозяйства и области науки привела к количественному росту выпуска электровакуумных при­ боров, а разнообразное применение электронной аппа­ ратуры, часто работающей в очень тяжелых условиях (вибрации, ускорения, перепады температур и давлений, влажность и т. д.), предъявляет повышенные качествен­ ные требования к электровакуумным приборам. Количе-

220