2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Характеристика и принцип действия

Характеристика и принцип действия

Все принтеры, будь то матричные, струйные, лазерные, выполняют, в сущности, одну и ту же работу: они создают комбинацию точек на листе бумаги. Точки могут быть разного размера и цвета, печатная краска подается на бумагу тоже разными способами, но абсолютно все изображения, будь то текст или рисунок, состоят из точек. Чем мельче точки, тем более впечатляющ конечный результат.

Принцип действия матричного принтера

Разрешение — 72 – 360 dpi

Количество цветов — Один цвет (правда, есть матричные принтеры с многоцветной красящей лентой)

Быстродействие — до 1500 строк в минуту

Как и печатная машинка, матричный принтер имеет печатающую головку, движущуюся в каретке вдоль листа бумаги.

Электрические сигналы от процессора после усиления направляются к головке принтера. Головка содержит от 9 до 24 печатающих иголок, концы которых выстроены в вертикальную линию. Другие концы входят в электромагнит. Ток от процессора активизирует соленоид, который создает магнитное поле; последнее отталкивает магнит на конце иголки, вызывая движение иголки к бумаге.

Движущаяся иголка ударяет по ленте, пропитанной краской. Сила удара переносит краску на бумагу, расположенную по другую сторону ленты. После удара иголкой по ленте пружина возвращает ее назад к первоначальному положению. Головка принтера по мере движения вдоль страницы продолжает активизировать разные комбинации иголок, так что все символы формируются из вертикальных шаблонов точек.

На некоторых принтерах можно повысить качество печати или увеличить толщину линий путем второго прохода принтера над той же строкой, в результате чего напечатается второй набор точек, чуть-чуть сдвинутый относительно первого.

Специальная защита не допускает попадания на бумагу лишнего красителя.

Принцип действия струйного принтера:

Разрешение — до 1440 dpi

Количество цветов — Один цвет (чёрный) или четыре цвета (модель печати CMYK)

Быстродействие — Печать тесктов составляет 3-4 ppm, печать графики дольше

Печатающая головка движется относительно неподвижной бумаги, не касаясь её.

На печатающей головке струйного принтера вместо игл имеются специальные отверстия – сопла, через которые чернила разбрызгиваются на бумагу.

Капля красителя может выстреливаться из сопла либо за счёт пьезоэффекта, либо за счёт давления пузырьков пара, возникающего при нагревании чернил.

Различные модели принтеров имеют от 12 до 256 сопел. Размер каждого сопла существенно меньше диаметра иглы, что обеспечивает большую чёткость изображения.

Принцип действия лазерного принтера

В лазерном принтере изображение строится на вращающемся барабане при помощи лазерного луча. Затем на барабан наносится тонер – красящая пыль, изображение переносится на бумагу и закрепляется нагретым роликом.

Разрешение — 600–1200 dpi

Количество цветов — одноцветная и цветная печать

Быстродействие — до 12 ppm

Принцип действия сублимационого принтера

Количество цветов — цветная печать

Быстродействие

Сублимационные принтеры применяются для печати высококачественных фотографий (открыток).

Такие принтеры создают изображение, испаряя (сублимируя) краситель с пленок трех цветов. При этом, в отличии от струйных принтеров, где яркость передается размером капель, сублимационные принтеры позволяют получить равномерную заливку цветом любого оттенка (при струйной печати это будет набор маленьких точек на белом фоне).

Технические характеристики принтеров:

Термин разрешение (resolution) используется для описания контрастности и качества напечатанного образца. Во всех рассматриваемых технологиях печати изображение создается путем воспроизведения точек на бумаге. Разрешение принтера, а следовательно, и качество печати зависит от размера и количества этих точек. При просмотре страницы, напечатанной с низким разрешением на матричном принтере, невооруженным глазом можно увидеть узор из точек, формирующих символы. Это вызвано тем, что точки довольно велики и имеют одинаковый размер. А при просмотре страницы, напечатанной с высоким разрешением на лазерном принтере, символы имеют «сплошной» вид, поскольку точки намного меньше и как правило имеют разный размер.

Разрешение принтера обычно измеряют в точках на дюйм (dots per inch — dpi), другими словами, это количество отдельных точек, которые может напечатать принтер на линии длиной в один дюйм. В большинстве принтеров разрешение определяется двумя направлениями — вертикальным и горизонтальным.

Например, под разрешением 300 dpi подразумевается 300×300 точек на одном квадратном дюйме, т.е. принтер может напечатать 90 тыс. точек на квадратном дюйме бумаги.

Разумеется, качество бумаги влияет на напечатанное изображение. Поскольку при лазерной и струйной печати используются различные материалы (сухой тонер и жидкие чернила), необходимо с особой тщательностью подходить к выбору бумаги, особенно если предполагается высококачественная печать фотографического качества. Неверно выбранный тип бумаги может привести к размазыванию напечатанного изображения или появлению других дефектов, например осыпанию частиц тонера. Для специальных типов печати в настоящее время существуют специализированные типы бумаги: например, для печати с фотографическим качеством 720 dpi на струйном принтере необходимо приобрести специальную бумагу — более гладкую и быстросохнущую.

матричный

Невысокая цена самого принтера и расходных материалов

Возможность печати под копировальную кальку.

Термистор – характеристика и принцип действия

Главная страница » Термистор – характеристика и принцип действия

Термистор (терморезистор) – твердотельный электронный элемент, внешне напоминающий постоянный резистор, но обладающий выраженной температурной характеристикой. Этот вид электронных приборов, как правило, используются для изменения аналогового выходного напряжения с учётом изменения окружающей температуры. Другими словами – электрические свойства термистора и принцип действия напрямую связаны с физическим явлением — температурой.

Характеристика электронного элемента

Термистор — термочувствительный полупроводниковый элемент, изготовленный на основе полупроводниковых оксидов металлов. Обычно имеет форму диска или шара с металлизированными или соединительными выводами.

Такие формы позволяют изменять резистивное значение пропорционально малым изменениям температуры. Для стандартных резисторов изменение сопротивления от нагрева видится нежелательным явлением.

Но этот же эффект видится удачным при построении многих электронных схем, требующих определения температуры.

Таким образом, будучи нелинейным электронным устройством с переменным сопротивлением, терморезистор успешно подходит для работы в качестве терморезистора-датчика. Такого рода датчики широко применяют для контроля температуры жидкостей и газов.

Выступая твердотельным устройством, изготовленным на основе высокочувствительных оксидов металлов, терморезистор работает на молекулярном уровне.

Валентные электроны становятся активными и воспроизводят отрицательный ТКС либо пассивными и тогда воспроизводят положительный ТКС.

В результате электронные приборы – термисторы, демонстрируют очень хорошую воспроизводимую резистивность, сохраняя эксплуатационные характеристики, позволяющие продуктивно работать в диапазоне температур до 200ºC.

Применение терморезисторов на практике

Базовым направлением применения, в данном случае, являются резистивные температурные датчики. Однако эти же электронные элементы, принадлежащие семейству резисторов, можно успешно использовать включенными последовательно с другими компонентами или устройствами.

Простые схемы включения терморезисторов, показывающие работу приборов в качестве температурных датчиков — своеобразных преобразователей напряжения за счёт изменения сопротивления

Такая схема включения позволяет контролировать ток, протекающий через компонент. Таким образом, термисторы, по сути, выступают ещё и токоограничителями.

Производятся термисторы разного типа, на основе различных материалов и отличаются по размерам в зависимости от времени отклика и рабочей температуры.

Существуют герметичные модификации приборов, защищённые от проникновения влаги. Есть конструкции под высокие рабочие температуры и компактные по размерам.

Следует выделить три наиболее распространенных типа терморезисторов:

Работают приборы в зависимости от изменения температуры:

  1. На уменьшение резистивного значения.
  2. На увеличение резистивного значения.

То есть существует два типа приборов:

  1. Обладающие отрицательным ТКС (NTC).
  2. Обладающие положительным ТКС (PTC).

Отрицательный коэффициент ТКС

NTC-термисторы с отрицательным ТКС уменьшают собственное резистивное значение по мере увеличения внешней температуры. Как правило, именно эти приборы чаще выступают датчиками температуры, поскольку идеально подходят практически к любому типу электроники, где требуется контроль температуры.

Относительно большой отрицательный отклик термистора NTC означает, что даже небольшие изменения температуры способны значительно изменить электрическое сопротивление прибора. Этот фактор делает модели NTC идеальными датчиками точного измерения температур.

Схема калибровки (проверки) терморезистора: 1 — источник питания; 2 — направление тока; 3 — испытуемый электронный элемент термистор; 4 — калибровочный микроамперметр

Терморезисторы NTC, снижающие сопротивление с повышением температуры, по исполнению доступны с различными базовыми сопротивлениями. Как правило, характеристика привязывается к базовым сопротивлениям при комнатной температуре.

Например: 25ºC берётся за контрольную (базовую) температурную точку. Отсюда выстраиваются значения приборов, допустим, следующих номиналов:

Другой важной характеристикой является значение «В». Величина «В» представляет собой постоянную константу, которая определяется керамическим материалом, из которого изготовлен термистор.

Этой же константой определяется градиент кривой резистивного отношения (R/T) в определенном температурном диапазоне между двумя температурными точками.

Каждый материал термистора имеет различную материальную константу и, следовательно, индивидуальную кривую отношения сопротивления и температуры.

Так, константа «B» определяет одно резистивное значение при базовой T1 (25ºС), и другое значение при Т2 (например, при 100ºC).

Следовательно, значение B определит постоянную константу материала термистора, ограниченную диапазоном T1 и T2:

B * T1 / T2 (B* 25 / 100)

p.s. значения температуры в расчётах берутся в градуировке Кельвина.

Отсюда вытекает, что имея значение «В» (из характеристики производителя) конкретного прибора, электронщику останется только создать таблицу температур и сопротивлений, чтобы построить подходящий график при помощи следующего нормированного уравнения:

где: T1, T2 – температуры в градусах Кельвина; R1, R2 – сопротивления при соответствующих температурах в Омах.

Так, например, термистор NTK, обладающий сопротивлением 10 кОм, имеет значение «В» равным 3455 в рамках температурного диапазона 25 — 100ºC.

Очевидный момент: термисторы экспоненциально меняют сопротивление с изменениями температуры, поэтому характеристическая кривая приборов нелинейная. Чем больше контрольных точек устанавливаются, тем точнее получается кривая.

Применение термистора в роли активного датчика

Поскольку прибор является активным типом датчика, для работы требуется сигнал возбуждения. Любые изменения сопротивления в результате изменения температуры преобразуются в изменение напряжения.

Промышленностью выпускаются термисторы разного исполнения, в том числе высокоточные, надёжно защищённые для применения в системах высокого уровня

Самый простой способ добиться подобного эффекта — использовать термистор как часть схемы делителя потенциала, как показано на рисунке ниже. Постоянное напряжение подаётся в цепь резистора и терморезистора.

К примеру, используется схема, где термистор 10 кОм включен последовательно с резистором 10 кОм. В этом случае выходное напряжение при базовой Т = 25ºC составит половину напряжения питания.

Таким образом, схема делителя потенциалов является примером простого преобразователя сопротивления в напряжение. Здесь сопротивление термистора регулируется температурой с последующим формирования величины выходного напряжения, пропорциональной температуре.

Простыми словами: чем теплее корпус термистора, тем ниже напряжение на выходе.

Между тем, если изменить положение последовательного резистора, RS и термистора RTH, в этом случае уровень выходного напряжения изменится на противоположный вектор. То есть теперь чем больше нагреется термистор, тем выше будет уровень выходного напряжения.

Использовать термисторы допускается и как часть базовой конфигурации с использованием мостовой схемы. Связью между резисторами R1 и R2 устанавливается опорное напряжение до требуемого значения. Например, если R1 и R2 имеют одинаковые значения сопротивления, опорное напряжение равно половине напряжения питания (V/2).

Схема усилителя, построенная с использованием этой мостовой схемы с термозондом, может выступать в качестве высокочувствительного дифференциального усилителя или в качестве простой схемы запуска Шмитта с функцией переключения.

Включение терморезистора в мостовую схему: R1, R2, R3 -обычные постоянные резисторы; Rт — термистор; А — измерительный прибор микроамперметр

Существует проблема, связанная с прохождением тока через термистор (эффект «самонагрева»). В таких случаях рассеиваемая мощность I 2 R достаточно высока и создаёт больше тепла, чем способен рассеять корпус прибора. Соответственно, это «лишнее» тепло влияет на резистивное значение, что приводит к ложным показаниям.

Одним из способов избавления от эффекта «самонагрева» и получения более точного изменения сопротивления от влияния температуры (R/T), видится питание термистора от постоянного источника тока.

Термистор как регулятор пускового тока

Приборы традиционно используются в качестве резистивных чувствительных к температуре преобразователей. Однако сопротивление термистора изменяется не только под влиянием окружающей среды, но также изменения наблюдаются от протекающего через прибор электротока. Эффект того самого «самонагрева».

Разное электрооборудование на индуктивной составляющей:

подвергается чрезмерным пусковым токам при первом включении. Но если в цепь последовательно включить термистор, можно эффективно ограничивать высокий начальный ток. Такое решение способствует увеличению срока службы электрооборудования.

Терморезисторы с низким ТКС (при 25°C) обычно используются для регулирования пускового тока. Так называемые ограничители тока (перенапряжения) меняют сопротивление до очень низкого значения при прохождении тока нагрузки.

В момент первоначального включения оборудования пусковой ток проходит через холодный термистор, резистивное значение которого достаточно велико. Под воздействием тока нагрузки термистор нагревается, сопротивление медленно уменьшается. Так осуществляется плавная регулировка тока в нагрузке.

Термисторы NTC достаточно эффективно обеспечивают защиту от нежелательно высоких пусковых токов. Преимущественной стороной здесь является то, что этот тип приборов способен эффективно обрабатывать более высокие пусковые токи по сравнению с резисторами стандартного образца.

Характеристика и принцип действия принтеров

Принтер (от английского print — печать) — периферийное устройство компьютера, предназначенное для перевода текста или графики на физический носитель, из хранящегося в электронном виде. Получили распространение многофункциональные устройства (МФУ), в которых в одном приборе объединены функции принтера, сканера, копировального аппарата и телефакса. Такое объединение рационально технически и удобно в работе. Различают матричные, лазерные и струйные принтеры универсального и специального назначения.

По принципу переноса изображения на носитель принтеры делятся на:

-лазерные (также светодиодные принтеры);

1. Матричный принтер — компьютерный принтер, создающий изображение на бумаге из отдельных маленьких точек ударным способом. Матричные принтеры — старейшие из доныне применяемых принтеров.

В матричном принтере изображение формируется на носителе печатающей головкой, которая состоит из набора иголок, приводимых в действие электромагнитами. Головка передвигается поперёк листа бумаги по направляющим (обычно при помощи ременной передачи); при этом иголки в заданной последовательности наносят удары по бумаге через красящую ленту, аналогичную применяемой в печатных машинках и обычно упакованную в картридж, тем самым формируя точечное изображение. Выпускаются принтеры с 9, 18, 24 и 36 иголками в головке; разрешающая способность печати, а также скорость печати графических изображений напрямую зависят от числа иголок. Наибольшее распространение получили 9- (для скоростной печати) и 24-игольчатые (для качественной печати) принтеры. Сегодня матричные принтеры находят применение там, где требуется факт необратимой деформации носителя для предотвращения подделки документа путем внесения изменений (финансовая сфера), или недорогая массовая печать на многослойных бланках (например, на авиабилетах) или под копирку, а также в случаях, когда требуется вывод значительного количества чисто текстовой информации без предъявления особых требований к качеству получаемого документа (печать этикеток, ярлыков, данных с систем управления и измерения). Ещё одним преимуществом матричной печати является высокий ресурс как самого принтера (8 млн. строк), так и печатной головки (30 млн. символов).

Основными недостатками матричных принтеров являются:

-монохромность (возможность цветной печати, как правило, ограничена четырьмя цветами);

-низкая скорость печати в графическом режиме;

-высокий уровень шума, который достигает 25 дБ.

2. Струйные принтеры. Принцип действия струйных принтеров похож на матричные принтеры тем, что изображение на носителе формируется из точек. Но вместо головок с иголками в струйных принтерах используется матрица сопел, печатающая жидкими красителями. Печатающая головка может быть встроена в картриджи с красителями (в основном такой подход используется компаниями Hewlett-Packard, Lexmark), а может и является деталью принтера, а сменные картриджи содержат только краситель (Epson, Canon).

Основным недостатком струйных принтеров является высыхание остатков красителя на соплах печатающей головки при длительном простое принтера (особенно критично засорение сопел печатающей матрицы принтеров Epson, Canon). Но принтер умеет сам автоматически чистить печатающую головку, иначе требуется ремонт специалистом.

Лазерные принтеры подобно фотокопировальным аппаратам используют в работе процесс ксерографической печати, однако отличие состоит в том, что формирование изображения происходит путём непосредственного сканирования лазерным лучом фоточувствительных элементов принтера.

Отпечатки сделанные таким способом не боятся влаги, устойчивы к истиранию и выцветанию. Качество такого изображения очень высокое. Процесс лазерной печати складывается из пяти последовательных шагов:

1)Зарядка фотовала. Зарядка фотовала — нанесение равномерного электрического заряда на поверхность вращающегося фотобарабана.

2)Лазерное сканирование (засвечивание) — процесс прохождения отрицательно заряженной поверхности фотовала под лазерным лучом.

3)Наложение тонера. Отрицательно заряженный ролик подачи тонера придаёт тонеру отрицательный заряд и подаёт его на ролик проявки. Тонер, находящийся в бункере, притягивается к поверхности магнитного вала под действием магнита, из которого изготовлена сердцевина вала. Во время вращения магнитного вала тонер, находящийся на его поверхности, проходит через узкую щель, образованную между дозирующим лезвием и магнитным валом. После этого тонер входит в контакт с фотовалом и притягивается на него в тех местах, где отрицательный заряд был снят путём засветки.

4)Перенос тонера. Частички тонера, войдя в соприкосновение с положительно заряженной бумагой, переносятся на неё и удерживаются на поверхности за счёт электростатики.

5)Закрепление тонера. Бумага с «насыпанным» тонерным изображением двигается далее к узлу закрепления (печке). Закрепляется изображение за счёт нагрева и давления. При нагреве бумаги (180-220°C) тонер, притянутый к ней, расплавляется и в жидком виде вжимается в текстуру бумаги. Выйдя из печки, тонер быстро застывает, что создаёт постоянное изображение, устойчивое к внешним воздействиям.

Лазерные принтеры обладают большей скоростью и при этом экономичнее, чем струйные. Лазерные отпечатки более стойкие, четкость отпечатков не нарушается в условиях повышенной влажности.

При работе лазерного принтера выделяется озон. Большая концентрация озона нежелательна, малые же дозы благотворно влияют на человека.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8940 — | 7245 — или читать все.

188.64.174.65 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Характеристики и принцип действия выпрямительных диодов

Существует немало устройств, созданных с целью преобразования электрического тока, и выпрямительные диоды – одни из них.

Выпрямительный диод – преобразователь тока переменного в постоянный. Является одним из видов полупроводников. Широкое применение получил благодаря основной характеристике – переводу электрического тока строго в одном направлении.

Принцип действия

Необходимый эффект при работе устройства создают особенности p-n перехода. Заключаются в том, что рядом с переходом двух полупроводников встраивается слой, который характеризуется двумя моментами: большим сопротивлением и отсутствием носителей заряда. Далее при воздействии на данный запирающий слой переменного напряжения извне толщина его уменьшается и впоследствии исчезает. Возрастающий во время этого ток и является прямым током, который проходит от анода к катоду. В случае перемены полярности внешнего переменного напряжения запирающий слой будет больше, и сопротивление неминуемо возрастет.

ВАХ выпрямительного диода (вольт-амперная характеристика) также дает представление о специфике работы выпрямителя и является нелинейной. Выглядит следующим образом: существует две ветви – прямая и обратная. Первая отражает наибольшую проводимость полупроводника при возникновении прямой разницы потенциалов. Вторая указывает на значение низкой проводимости при обратной разнице потенциалов.

Вольт-амперные характеристики выпрямителя прямо пропорциональны температуре, с повышением которой разность потенциалов сокращается. Электрический ток не пройдет через устройство в случае низкой проводимости, но лавинный пробой происходит в случае возросшего до определенного уровня обратного напряжения.

Использование сборки

При эксплуатации выпрямительного полупроводникового диода польза извлекается только из половины волн переменного тока, соответственно, безвозвратно теряется более половины входного напряжения.

С целью улучшить качество преобразования переменного тока в постоянный используется сборка из четырех устройств – диодный мост. Выгодно отличается тем, что пропускает ток на протяжении каждого полупериода. Диодные мосты производят в виде комплекта, заключенного в пластиковый корпус.

Принципиальная схема диодного моста к содержанию ↑

Физико-технические параметры

Основные параметры выпрямительных диодов базируются на таких значениях:

  • максимально допустимом значении разницы потенциалов при выпрямлении тока, при котором устройство не выйдет из строя;
  • наибольшем среднем выпрямленном токе;
  • наибольшем значении обратного напряжения.

Выпрямители промышленность выпускает с разными физическими характеристиками. Соответственно, устройства имеют разную форму и способ монтажа. Разделяются при этом на три группы:

  1. Выпрямительные диоды большой мощности. Характеризуются пропускной способностью тока до 400 А и являются высоковольтными. Высоковольтные выпрямительные диоды производятся в корпусах двух видов –штыревом, где корпус герметичный и стеклянный, и таблеточном, где корпус из керамики.
  2. Выпрямительные диоды средней мощности. Обладают пропускной способность от 300 мА до 10А.
  3. Выпрямительные диоды малой мощности. Максимально допустимое значение тока – до 300 мА.

Выбор выпрямительных диодов

При приобретении устройства необходимо руководствоваться такими параметрами:

  • значениями вольт-амперной характеристики максимально обратного и пикового тока;
  • максимально допустимым обратным и прямым напряжением;
  • средней силой выпрямленного тока;
  • материалом прибора и типом монтажа.

В зависимости от физических характеристик на корпус устройства наносится соответствующее обозначение. Каталог с маркировкой выпрямительных диодов представлен в специализированном справочнике. Необходимо знать, что маркировка импортных аналогов отличается от отечественных.

Также стоит обратить внимание на то, что выпрямительные схемы отличаются по количеству фаз:

  1. Однофазные. Широко применяются для бытовых электроприборов. Существуют диоды автомобильные и для электродуговой сварки.
  2. Многофазные. Незаменимы для промышленного оборудования, общественного и специального транспорта.

Диод Шоттки

Отдельную позицию занимает диод Шоттки. Изобрели его в связи с растущими потребностями в развивающейся отрасли радиоэлектроники. Основное отличие его от остальных диодов заключается в том, что в его конструкцию заложен металл-полупроводник как альтернатива p-n переходу. Соответственно, диод Шоттки обладает своими, уникальными свойствами, которыми не могут похвастаться кремниевые выпрямительные диоды. Некоторые из них:

  • оперативная возобновляемость заряда благодаря его низкому значению;
  • минимальное падение напряжения на переходе при прямом включении;
  • ток утечки обладает большим значением.

При изготовлении диода Шоттки применяют такие материалы, как кремний и арсенид галлия, но иногда применяется и германий. Свойства материалов немного отличаются, но в любом случае, максимально допустимое обратное напряжение для выпрямителя Шоттки составляет не более 1200 V.

В противовес всем достоинствам конструкция данного вида имеет и минусы. Например, в сборке моста устройство категорически не воспринимает превышение обратного тока. Нарушение условия приводит к поломке выпрямителя. Также малое падение напряжения происходит при невысоком напряжении около 60-70 V. Если значение превышает этот показатель, то устройство превращается в обыкновенный выпрямитель.

Стоит отметить, что достоинства диода мощного выпрямительного Шоттки значительно превышают недостатки.

Диод-стабилитрон

Для стабилизации напряжения используют специальное приспособление, способное работать в режиме пробоя, – стабилитрон, зарубежное название которого «диод Зенера». Выполняет свою функцию устройство, работая в режиме пробоя при напряжении обратного смещения. Возрастание силы тока происходит в момент пробоя, одновременно опускается до минимума дифференциальное значение, вследствие чего напряжение стабильное и охватывает достаточно серьезный диапазон обратных токов.

Практическое использование выпрямительного диода

В связи с неудержимым развитием научно-технического прогресса применение выпрямителей затронуло все сферы жизнедеятельности человека. Диоды силовые выпрямительные эксплуатируются в таких узлах и механизмах:

  • в блоках питания главных двигателей транспортных средств (наземных, воздушных и водных), промышленных станков и техники, буровых установок;
  • в комплектации диодного моста для сварочных аппаратов;
  • в выпрямительных установках для гальванических ванн, используемых для получения цветных металлов или нанесения защитного покрытия на деталь или изделие;
  • в выпрямительных установках для очистки воды и воздуха, фильтрах различного рода;
  • для передачи электроэнергии на дальние расстояния посредством высоковольтной линии электропередач.

В повседневной жизни выпрямители используют в различных транзисторных схемах. Применяют в основном маломощные устройства как в виде однополупериодного выпрямителя, так и виде диодного моста. Например, диоды выпрямительного блока генератора хорошо известны автолюбителям.

Характеристика и принцип действия технологического оборудования

Начальные стадии технологического процесса производства карамели с жидкими начинками выполняются при помощи комплексов оборудования для приготовления карамельного сиропа и начинки. В состав этих комплексов входят ёмкости для хранения и устройства для дозирования рецептурных компонентов, смесители и варочные аппараты.

Ведущий комплекс оборудования линии предназначен для приготовления карамельной массы, формования и охлаждения карамели. В его составе находятся дозаторы карамельного сиропа, вкусовых добавок и красителей, вакуум-аппарат, охлаждающая и тянульная машины, темперирующая машина и дозатор для начинки, карамелеобкаточная, жгутовытягивающая и формующая машины, а также узкий охлаждающий конвейер и охлаждающий агрегат.

Завершающие операции производства карамели выполняются комплексом оборудования, состоящим из заверточных, фасовочных и упаковочных машин, а также системы конвейеров, их соединяющих.

Устройство и принцип действия линии

В состав входит сироповарочная установка ШСА, предназначенная для получения карамельного сиропа. Она состоит из блока рецептурных сборников, двух сироповарочных агрегатов и щитов управления. Блок рецептурных сборников включает в себя сборники 2 для патоки, инвертного сиропа и воды, а также два плунжерных насоса 1.

В сироповарочный агрегат входит сборник 3 с дозатором сахара, смеситель 4, плунжерный насос 5, змеевиковая варочная колонка 6, снабжённая расширителем 7, пароотделитель 8, вентилятор 11, сборник готового сиропа 9 с сетчатым фильтром и шестерённый насос 10.

Принцип действия сироповарочной установки ШСА основан на растворении сахара в патоке под давлением с добавлением воды, что обеспечивает наиболее короткий производительный цикл и сокращает продолжительность температурного воздействия на сахарозу. Это позволяет получить карамельный сироп более высокого качества и повысить стойкость карамели.

Установка ШСА работает следующим образом. Из рецептурных сборников 2 насосы-дозаторы 1 подают жидкие компоненты: патоку (или инвертный сироп) и воду в приёмную воронку смесителя-растворителя 4. В эту же воронку дозатором из бункера 3 подаётся сахар-песок.

Температура патоки и воды, подаваемых в смеситель, 65… (температура инвертного сиропа не должна превышать 40…). В смесителе 4 рецептурная смесь обрабатывается в течение 3…3,5 мин и нагревается до 65…. Эта смесь имеет влажность 17…18% и представляет собой кашицу с не полностью растворёнными кристаллами сахара.

Плунжерным насосом 5 кашицеобразная смесь подаётся в змеевик варочной колонки 6. На выходе из колонки змеевик соединён с расширителем 7, внутри которого установлен диск с отверстием 10…15 мм. Диск оказывает сопротивление потоку движущейся рецептурной смеси, обеспечивая тем самым избыточное давление в змеевике 0,17…0,2 МПа. Благодаря этому давлению смесь нагревается до более высокой температуры, чем при атмосферном давлении без повышения концентрации раствора. При избыточном давлении греющего пара в варочной колонке в пределах 0,45…0,55 МПа температура сиропа на выходе из змеевика достигает 120…. В результате повышения температуры происходит более растворение кристаллов сахара в несколько меньшем количестве воды, чем принято обычно при других способах уваривания.

Образовавшийся в сиропе вторичный пар удаляется в пароотделителе 8 и вместе с воздухом вентилятором 11 выводится наружу.

Готовый сироп собирается в нижней конической части пароотделителя 8 и отводится в сборник сиропа 9. Сборник снабжён фильтром с ячейками диаметром 1 мм. По мере необходимости готовый карамельный сироп перекачивают к местам потребления шестерённым насосом 10.

В состав линии входит установка для приготовления жидких начинок. Она состоит из блока рецептурных сборников с дозирующими устройствами, двух начиночных вакуум-аппаратов, сборника начинки и щитов управления. Блок рецептурных сборников 14 включает в себя сборники для сахарного сиропа, патоки, фруктово-ягодной пульпы, молочных продуктов и др., а также дозирующие устройства для этих компонентов.

Начиночные вакуум-аппараты 13 имеют паровую рубашку, механическую мешалку и спускной штуцер с затвором. Рабочий объём аппарата через трубопровод на верхней крышке соединён с мокровоздушным вакуум-насосом 12, снабжённым конденсатором смешения.

Приёмный сборник начинки 15 имеет водяную рубашку, механическую мешалку и спускной штуцер, соединённый через трубопровод с шестерённым насосом 10.

При работе установки исходные компоненты дозируют и загружают в начиночный вакуум-аппарат в соответствии с рецептурой. После герметизации варочного объёма включают вакуум-насос и подают греющий пар. При уваривании начинки поддерживают избыточное давление греющего пара в пределах 0,4…0,6 МПа, а остаточное давление (разрежение) в варочном объёме 65…75 кПа. Рецептурная смесь уваривается в течение 30…45 мин до влажности 16…19 %.

Готовая начинка по направляющим желобам перетекает в приёмный сборник 15, охлаждающая до температуры и насосом 10 перекачивается в темперирующую машину 29. Сюда же дозирующими устройствами 27 подаются кислота и ароматическая эссенция, которые перемешиваются с начинкой. Готовая начинка перекачивается насосом 26 в начинконаполнитель 28.

Наличие пары варочных аппаратов в установке позволяет организовать бесперебойное приготовление начинки: пока в одном аппарате уваривается начинка, в другом производят вспомогательные операции, и наоборот.

Уваривание карамельного сиропа для получения карамельной массы осуществляется в змеевиковом вакуум-аппарате непрерывного действия. Он состоит из греющей части — змеевиковой варочной колонки 19, выпарной части — вакуум-камеры 21 с разгрузочным механизмом 22 и сепаратора-ловушки 20, соединённого через конденсатор смешения с мокровоздушным насосом 18.

При работе вакуум-аппарата карамельный сироп из расходного сиропного бака 16 плунжерным насосом-дозатором 17 непрерывно нагнетается в змеевик колонки 19 под избыточным давлением 0,08…0,15 МПа. Одновременно в корпус колонки подаётся греющий пар под давлением 0,4…0,6 МПа. Проходя через змеевик, сироп нагревается, закипает и, смешиваясь с выделившимся из него паром, поступает в вакуум-камеру 21.

Остаточное давление (разрежение) в вакуум-камере поддерживается в пределах 85…95 кПа, поэтому в ней продолжается процесс уваривания массы благодаря интенсивному самоиспарению влаги в разрежённом пространстве. Вторичный пар, выделяющийся из сиропа при его уваривании, и воздух проходят через сепаратор-ловушку 20, в которой задерживаются частицы карамельной массы. Далее вторичный пар охлаждается, конденсируется и вместе с воздухом удаляется вакуум-насосом 18. Уваренный карамельный сироп накапливается в вакуум-камере 21 и при помощи разгрузочного устройства 22 выгружается из неё порциями по 15…20 кг через 1,5…2 мин.

Процесс уваривания сиропа в змеевиковом вакуум-аппарате протекает в течение 1,5…2 мин. Готовая карамельная масса остаточной влажностью 2…3,5% при температуре поступает в приёмную воронку охлаждающей машины 23.

Из приёмной воронки карамельная масса выходит непрерывной лентой между двумя вращающимися полыми барабанами, которые охлаждаются изнутри водой. Передвигаясь по нижнему барабану, она попадает на наклонную плиту, охлаждаемую водой. Лента массы толщиной 3…6 мм и шириной 0,4…0,6 м быстро теряет тепло на охлаждаемых поверхностях, образуя твердую корочку, которая препятствует прилипанию карамельной массы к соприкасающимся поверхностям оборудования. Из-за плохой теплопроводности внутри ленты карамельной массы температура снижается медленно и сохраняется жидкое состояние продукта.

После предварительного охлаждения при продвижении массы по наклонной плите на поверхность ленты из дозаторов 24 подаются краситель, кислота и эссенция. В нижней части плиты карамельная лента проходит между подвёртывателями, которые свёртывают ленту в трубу таким образом, чтобы добавки попали внутрь. Далее лента прокатывается валками и превращается в многослойный пласт. На охлаждающей машине 23 карамельная масса в течении 20…25 с охлаждается до средней температуры .

Затем лента карамельной массы загружается конвейером на рабочие органы тянульной машины 25, которые растягивают и складывают пряди карамельной массы. В результате такой обработки в течении 1,0…1,5 мин карамельная масса перемешивается с добавками, температура массы выравнивается по всему объёму, а также масса насыщается пузырьками воздуха, теряет прозрачность и приобретает шелковистый блеск.

Карамельные изделия формуются комплексом оборудования, состоящим из трёх машин, работающих синхронно: карамелеобкаточной 30 с начинконаполнителем 28, жгутовытягивающей 31 и карамелештампующей 32.

Внутри корпуса карамелеобкаточной машины 30 расположено шесть вращающихся рифлёных веретен. Они образуют конусообразный жёлоб, на который конвейером загружают тянутую карамельную массу температурой . Масса обёртывается вокруг трубки начинконаполнителя 28 и по мере накопления порции (батона) до 50 кг обкатывается веретенами и постепенно приобретает форму конуса. Он непрерывно вращается вокруг продольной оси, совпадающей с осью начинконаполнительной трубки. На выходе из машины вершина карамельного батона обкатывается в виде бесконечного жгута. При нагнетании начинки в наполнительную трубку центральная полость жгута наполняется начинкой. Количество начинки дозируется в зависимости от вида карамели и составляет от 23 до 33% от общей массы изделия.

Из обкаточной машины карамельный жгут непрерывно проходит в жгутовытягивающую машину 31. Жгут последовательно проходит через три пары калибрующих роликов, при этом диаметр жгута уменьшается от 45…50 мм до 14…16 мм. Окончательный размер диаметра жгута зависит от вида вырабатываемой карамели.

Откалиброванный карамельный жгут непрерывно поступает в карамелештампующую машину 32, которая формует и разделяет его на отдельные изделия соответствующей длины и формы с рисунком на поверхности. Обычно вырабатывают карамель длиной 30 или 38 мм овальной или удлинённо-овальной формы.

Отформованная карамель температурой непрерывной цепочкой с тонкими перемычками между изделиями поступает на узкий ленточный охлаждающий конвейер 33 и в течение 12…15с обдувается воздухом, имеющим температуру . За этот промежуток времени на поверхности изделий образуется твёрдая корочка охлаждённой массы. Что исключает деформацию карамели при более продолжительном окончательном охлаждении в охлаждающем агрегате.

Этот агрегат состоит из загрузочного 34 и отводящего 36 вибролотков, а также охлаждающего шкафа 35. В последнем размещён сетчатый конвейер и автономная система охлаждения и циркуляция воздуха. Шкаф 35 выполнен в виде герметичной камеры, внутри которой поддерживают температуру охлаждающего воздуха с относительной влажностью не выше 60%.

Карамельная цепочка, поступающая с конвейера 33, раскладывается вибролотком 34 в виде петель по ширине сетчатого конвейера, размещённого в шкафу 35. Карамель движется под распределительным воздуховодом, через щели которого поступает охлаждающий воздух. В течение 1,5 мин температура карамели снижается до , а перемычки между изделиями становятся твердыми и хрупкими. На выходе из шкафа 35 охлаждённая карамель ссыпается на отводящий вибролоток 36, на котором перемычки между изделиями окончательно разрушаются, а карамельная крошка отделяется от изделий. Карамель с вибролотка 36 загружается промежуточным конвейером 37 на распределительный конвейер 38, обеспечивающий подачу изделий в питатели завёрточных машин 39.

Карамель, поступающая на завёртку, должна соответствовать заданным размерам и форме, не иметь деформации, открытых швов и налипших крошек. Поверхность карамели должна быть сухой, нелипкой. Карамель должна быть равномерно охлаждена и обладать прочностью, исключающей её разрушение при завёртке. На машинах 39 карамель завёртывается поштучно в этикетку с подвёрткой. Наиболее производительные завёрточные машины заворачивают карамель вперекрутку с использованием рулонных этикеток и подвёртки.

Завёрнутая карамель поступает на сборный конвейер 40 и промежуточным конвейером 41 загружается в дозирующее устройство 42 для упаковки в торговую тару — картонные короба. Далее короба передаются конвейером 43 на обандероливающую машину 44 и отгружаются в экспедицию.

Транзисторы. Классификация, характеристики, принцип действия и назначение.

Транзи́стор (англ. transistor), полупроводниковый триод — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.

Классификация:

1.По основному полупроводниковому материалу:

Помимо основного полупроводникового материала, применяемого обычно в виде монокристалла, транзистор содержит в своей конструкции легирующие добавки к основному материалу, металлические выводы, изолирующие элементы, части корпуса (пластиковые или керамические). Иногда употребляются комбинированные наименования, частично описывающие материалы конкретной разновидности (например, «кремний на сапфире» или «металл-окисел-полупроводник»). Однако основными являются транзисторы на основе кремния, германия, арсенида галлия.

Другие материалы для транзисторов до недавнего времени не использовались. В настоящее время имеются транзисторы на основе, например, прозрачных полупроводников для использования в матрицах дисплеев. Перспективный материал для транзисторов — полупроводниковые полимеры.

2.1.1 n-p-n структуры, «обратной проводимости».

2.1.2 p-n-p структуры, «прямой проводимости»

В биполярном транзисторе носители заряда движутся от эмиттера через тонкую базу к коллектору. База отделена от эмиттера и коллектора pn переходами. Ток протекает через транзистор лишь тогда, когда носители заряда инжектируются из эмиттера в базу через pn переход. В базе они являются неосновными носителями заряда и легко проникают через другой pn переход между базой и коллектором, ускоряясь при этом. В самой базе носители заряда движутся за счет диффузионного механизма, поэтому база должна быть достаточно тонкой. Управления током между эмиттером и коллектором осуществляется изменением напряжения между базой и эмиттером, от которой зависят условия инжекции носителей заряда в базу.

2.2.1 с p-n переходом

2.2.2 с изолированным затвором

В полевом транзисторе ток протекает от истока до стока через канал под затвором. Канал существует в легированном полупроводнике в промежутке между затвором и нелегированной подложкой, в которой нет носителей заряда, и она не может проводить ток. Преимущественно под затвором существует область обеднения, в которой тоже нет носителей заряда благодаря образованию между легированным полупроводником и металлическим затвором контакта Шоттки. Таким образом ширина канала ограничена пространством между подложкой и областью обеднения. Приложенное к затвору напряжение увеличивает или уменьшает ширину области обеднения и, тем самым, ширину канала, контролируя ток.

2.4. Криогенные транзисторы (на эффекте Джозефсона

2.5. Многоэмиттерные транзисторы

2.6. Баллистические транзисторы

2.7. Одномолекулярный транзистор

По рассеиваемой в виде тепла мощности различают:

3.1маломощные транзисторы до 100 мВт

3.2транзисторы средней мощности от 0,1 до 1 Вт

3.3мощные транзисторы (больше 1 Вт).

4. По исполнению:

4.1 дискретные транзисторы:

4.1.1.1 Для свободного монтажа;

4.1.1.2 Для установки на радиатор;

4.1.1.3 Для автоматизированных систем пайки.

4.2 транзисторы в составе интегральных схем.

5. По материалу и конструкции корпуса:

6.1 Одноэлектронные транзисторы содержат квантовую точку (т. н. «остров») между двумя туннельными переходами. Ток туннелирования управляется напряжением на затворе, связанном с ним ёмкостной связью.[5]

Характерестики:

Принцип действия:

В полевых и биполярных транзисторах управление током в выходной цепи осуществляется за счёт изменения входного напряжения или тока. Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т. п.). В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (БТ) (международный термин — BJT, bipolar junction transistor). Другой важнейшей отраслью электроники является цифровая техника (логика, память, процессоры, компьютеры, цифровая связь и т. п.), где, напротив, биполярные транзисторы почти полностью вытеснены полевыми.

Назначение:

Вне зависимости от типа транзистора, принцип применения его един:

Источник питания питает электрической энергией нагрузку, которой может быть громкоговоритель, реле, лампа накаливания, вход другого, более мощного транзистора, электронной лампы и т. п. Именно источник питания даёт нужную мощность для «раскачки» нагрузки.

Транзистор же используется для ограничения силы тока, поступающего в нагрузку, и включается в разрыв между источником питания и нагрузкой. То есть транзистор представляет собой некий вариант полупроводникового резистора, сопротивление которого можно очень быстро изменять.

Выходное сопротивление транзистора меняется в зависимости от напряжения на управляющем электроде. Важно то, что это напряжение, а также сила тока, потребляемая входной цепью транзистора, гораздо меньше напряжения и силы тока в выходной цепи. Таким образом, за счёт контролируемого управления источником питания достигается усиление сигнала.

Если мощности входного сигнала недостаточно для «раскачки» входной цепи применяемого транзистора, или конкретный транзистор не даёт нужного усиления, применяют каскадное включение транзисторов, когда более чувствительный и менее мощный транзистор управляет энергией источника питания на входе более мощного транзистора. Также подключение выхода одного транзистора ко входу другого может использоваться в генераторных схемах типа мультивибратора. В этом случае применяются одинаковые по мощности транзисторы.

Транзистор применяется в:

1.Усилительных схемах. Работает, как правило, в усилительном режиме. Существуют экспериментальные разработки полностью цифровых усилителей, на основе ЦАП, состоящих из мощных транзисторов.Транзисторы в таких усилителях работают в ключевом режиме.

2.Генераторах сигналов. В зависимости от типа генератора транзистор может использоваться либо в ключевом (генерация прямоугольных сигналов), либо в усилительном режиме (генерация сигналов произвольной формы).

3.Электронных ключах. Транзисторы работают в ключевом режиме. Ключевые схемы можно условно назвать усилителями (регенераторами) цифровых сигналов. Иногда электронные ключи применяют и для управления силой тока в аналоговой нагрузке. Это делается, когда нагрузка обладает достаточно большой инерционностью, а напряжение и сила тока в ней регулируются не амплитудой, а шириной импульсов. На подобном принципе основаны бытовые диммеры для ламп накаливания и нагревательных приборов, а также импульсные источники питания.

Читать еще:  Что такое холецистэктомия
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×
Тип принтераДостоинстваНедостатки