Вакуумные и плазменные приборы

1Температура катода К10002Удельная мощность излучения оксида катода Вт/см22,73Диаметр катодной трубки, мм14Длина не покрытых концов катода, мм35Активная длина катода, мм12,26Полная длина

Вакуумные и плазменные приборы

Курсовой проект

Компьютеры, программирование

Другие курсовые по предмету

Компьютеры, программирование

Сдать работу со 100% гаранией

1. Техническое задание

 

Спроектировать электронно-оптическую систему осциллографической трубки.

Исходные данные к проекту:

. Ускоряющее напряжение - 5 кВ.

. Ток эмиссии катода - 1 мА.

. Диаметр луча на экране - 0,5 мм.

. Развертка луча - линейная.

. Угол отклонения луча - 200.

 

 

2. Общие данные

 

.1 Междуэлектродные емкости

 

Входная ………………………………………………………4,3.

Выходная……………………………………………………. 5,4.

Проходная……………………………………………………. 2,4.

 

2.2 Номинальные электрические данные

 

Напряжение, В6.3Напряжение на аноде, В300Напряжение смещения на сетке, В-6Ток в цепи накала, мА810+-50Ток в цепи анода при параллельно соединенных триодах, мА7Ток в цепи анода при напряжении на сетке, равном нулю, мА17.5Крутизна характеристики при параллельно соединенных триодах, мА/В3.2+-0.5Внутреннее сопротивление при параллельно соединенных триодах, кОм11.4+-2.1Коэффициент усиления при параллельно соединенных триодах35+-5Выходная мощность при напряжении смещения на сетке -5 В, переменном напряжении на сетке 35 В, сопротивлении в цепи сетки 500 Ом и сопротивлении нагрузки в цепи анода 2500 Ом, Вт4.2Выходная мощность при напряжении 5.7 В, Вт3.2

2.3 Предельно допустимые электрические величины

 

Наибольшее напряжение, В7.0Наименьшее напряжение, В5.7Наибольшее напряжение на аноде, В300Наибольшая мощность, рассеиваемая на аноде, Вт6.0Наибольшее постоянное напряжение между катодом и подогревателем, В100Наибольший ток утечки между катодом и подогревателем при напряжении между катодом и подогревателем 100 В, мкА30

Характеристики зависимости тока анода и тока сетки от напряжения на аноде

 

Характеристики зависимости тока анода и тока сетки от напряжения на аноде

 

Динамические характеристики зависимости тока анода от напряжения на сетке при напряжении источника питания 250 В

3. Выбор типов конструкции электродов

 

Для любого типа электронно-лучевых трубок имеется непосредственная связь между формой ее основных электродов и ее электрическими и механическими характеристиками.

При выборе формы электродов нужно учитывать следующие факторы:

.) С точки зрения простоты изготовления и обеспечения жесткости конструкции более пригодны:

а) катоды круглого сечения по сравнению с плоскими.

б) овальная сетка по сравнению с круглого и овального сечения.

в) аноды круглого или овального сечения по сравнению с анодами прямоугольного сечения.

.) С точки зрения получения лучших электрических параметров предпочтительнее плоскопараллельная конструкция как наиболее близкая по форме к идеальной.

На основании вышеперечисленного для упрощения расчетов выбираем трубки плоскопараллельной конструкции, которая будет иметь катод - круглой формы, анод - круглой формы, сетку - круглой формы.

 

 

4. Расчет геометрических размеров основных электродов

 

.1 Расчет катодов

 

Самым распространенным типом катодов, применяемых в трубках, является оксидный катод косвенного накала. Он представляет собой гильзу, покрытую слоем оксида толщиной 50-100 мкм и нагреваемую до температуры 1000-1100 К с помощью проволочного подогревателя, находящегося внутри гильзы и электрически изолирован от нее. Оксид это смесь окислов бария и стронция, представляющий собой диэлектрик. После специальной обработки этот диэлектрик превращается в полупроводник электронного типа, что резко повышает эмиссионные свойства катода. Часто в качестве материала применяют никель с различными активирующими присадками как например кремний или магний.

Тепловое расширение катодной трубки при нагреве позволяет закреплять катод жестко только на одном конце. Для этого на гильзе либо выдавливается специальный упор, либо приваривается соединитель. При нанесении оксидного слоя концы катода остаются неприкрытыми примерно на длине 3 - 5 мм для закрепления в слюде.

У катодов овального сечения вся поверхность покрывается оксидом и является рабочей. Недостатком в данном случае является то, что часть электронов с катода попадает на траверсы сетки, увеличивая ток сетки.

Экспериментально доказано, что существует связь между сроком службы лампы и температурой катода. При долговечности более 500 часов температура катода составит 1000К.

Расчет катода сводится к определению эффективной поверхности, обеспечивающей получение заданного тока эмиссии.

Считая, что температура катода одинакова по всей его длине, можно определить мощность, необходимую для получения заданной температуры. Взяв из исходных данных значения тока и напряжения накала можно определить мощность накала:

 

 

где Рн - мощность накала, Вт.

Iн - ток накала, А.

Uн - напряжение накала, В.

для двойного триода:

удельная мощность излучения зависит от температуры катода и составляет для

 

 

где Тк - температура катода, К.

ŋокс - удельная мощность излучения катода, Вт/см²

Выбираем диаметр катодной трубки равный:

dk=1 мм=0,1 см

Длина непокрытых концов катода выбирается из интервала 3-5 мм. Я выбираю 3 мм, тогда активная длина катода будет равна:

 

 

где - мощность накала, Вт.

- удельная мощность излучения катода, Вт/см²

- активная длина катода, см

, - длина непокрытых концов катода, см

- диаметр катода, см

,== 0,3 см

Полная длина катодной трубки:

 

 

рекомендуемые соотношения полной длины катодной трубки к диаметру от 3 до 20.

условия выполняются:

<<20

Толщину стенки катодной трубки возьмем равной 0,05 мм. В нижней части катода делается накатка для упора в слюду и приваривается соединитель из никелевой ленты 0,1 Х 0,8 мм.

У катодов круглого и овального сечений вся поверхность покрывается оксидом и является рабочей. Недостатком в данном случае является то, что часть электронов с катода попадает на траверсы сетки, увеличивая ток сетки.

При нанесении оксидного слоя концы катода остаются непокрытыми примерно на длине 3-5 мм для закрепления в слюде.

 

4.2 Расчет и конструирование подогревателей

плазменный осциллографический оптический электрод

Для определения длины и диаметра проволоки подогревателя воспользуемся формулой:

 

где - удельное сопротивление материала подогревателя

- удельная мощность излучения материала подогревателя.

В качестве материала подогревателя используют либо вольфрам либо его сплавы с мышьяком.

Температура подогревателя берется на 400-500 К выше, чем температура катода. Следовательно температура разрабатываемого подогревателя 1400-1500 К, что соответствует:

Зная ток и напряжение накала, по приведенным формулам рассчитываем диаметр и длину проволоки подогревателя:

 

 

длина проволоки подогревателя рассчитывается по формуле:

 

 

Длина проволоки подогревателя должна быть больше на величину отрезков необходимых для приваривания подогревателя к держателю (3 мм)

В качестве изолирующего покрытия подогревателя используют алунд. Толщину алундового покрытия выбирают в пределах 50-100 мкм. В нашем случае 50 мкм.

Основные виды конструкций подогревателей: петлевой, простая спираль, бифилярная (двойная) спираль.

Петлевые подогреватели - проволока сложенная в виде петли. Их легко изготавливать, дешевы, обладают средней долговечностью, так как приходиться размещать в заданном объеме и следовательно брать тонкую и короткую нить.

Простая спираль - изолирующий слой на наружную поверхность спирали. Поэтому выигрыш в пространстве позволяет использовать проволоку большего диаметра и большей длины. Такой подогреватель имеет большую долговечность, чем петлевой. Но стоимость его выше из-за сложности изготовления.

Бифилярная спираль - такие подогреватели в лампах с низким уровнем шума. В обоих спиралях подогревателя ток протекает в противоположных направлениях. Поэтому паразитное магнитное поле, вызывающее шумы, устраняется. Нагрев катода более равномерный. Подогреватели этого типа достаточно дороги.

Исходя из вышеуказанных свойств конструкции подогревателей, выбираем простую спираль.

Расчет подогревателя:

Оставляя прямые концы равные и до места приваривания, получаем длину свиваемой проволоки:

Длину спирали берем несколько короче катодной трубки:

 

 

Внутренний диаметр катода трубки равен:

 

где 0,05 - толщина стенки катода.

Диаметр спирали подогревателя определим по формуле:

 

 

Определим шаг навивки спирали подогревателя:

 

 

условие выполняется:

 

 

полный расход проволоки составит:

.

 

4.3 Расчет межэлектродных расстояний и сетки

 

Расстояние сетка - катод можно определить из уравнения степени 3/2, которое для плоских электродов записывается в следующем виде:

 

Где

- анодный ток равный 35 мА

активная поверхность анода

- расстояние сетка катод

 

 

- напряжение на

Похожие работы

1 2 3 > >>