【电子行业标准(SJ)】 电子管电性能的测试 第２２部分：冷阴极计数管和显示管的测试方法

中华人民共和国电子工业推荐性部标准电子管电性能的测试
第22部分：冷阴极计数管和显示管的测试方法SJ/Z9010.22--87
IEC151-22(1970)
Measurements of the electrical propertiesof electronic tubes and valvesPart 2 2:Methods of mcasarement for cald cathodecounting and 'indicator tubes1范围
本文件提供冷阴极计数管和显示管的术语、定义、基本原理和推荐的测试方法。本文件论述实际字符显示有关的一些特性，以及在某些管子中，提供作辅助器件或电路激励用的阶梯电脉冲的一些特性。本文件与射性计数管没有关系。2定义
文件将使用下列定义。
2.1本文件范围以内所有管子有关的定义；2.1.1主放电
在阳极和主电极间的自持放电。2.1.2引燃电压
加到特定的阳极一阴极间之间规定的时间，引起主放电开始的最低直流电压2.1.3引燃电压延迟
将真流电压（等于或超过引燃电压）加到特定的阳极一阴极间隙时起到在该间隙中建立起主要放电时止的时间间隔。21。4维持电压
进行主放电时跨在阳极一阴极间隙上的电压降。2.1.5阴极电流
进行主放电时流过阴极的电流。2.1.6探极电流
从一个电极流进或流出的电流，该电极并不构成主放电间隙的一部分。2.1.7探极电压（预偏压）
加到或出现在一个电极上的电压，该电极并不构成主放电间隙的一部分。中华人民共和国电子工业部1987—09—14批准*
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2.2与显示管有关的定义
2，2.1字符显示管
阴极辉光形成或显示字符形状的辉光放电管。2。2.2熄灭电压
见IEC50（07），IEV07组，“电子学”，07—40-160名词。2.2.3最大阴极负探极电流
可以流到阴极的最大电流，不会引起该极上构成可见的辉光。2.2.4最大阴极正探极电流
可以流到阴极上的最大正电流，不会在显示中引起任何寄生效应，或超过最大额定值。
22.5最小阴极探极电压
可以加到极上的最小电压，流到该阴极电流不会超过最大的阴极负深极电流。2.2.6最大阴极探极电压
可以加到阴极上的最大电压，流到该阴极电流不会超过最大的阴极正探极电流。2.2.7最大阴极工作电流
可以流到阴极的最大稳态电流，不会超过将阴极溅射限制到合理值而规定的功率额定值，或者不会导致无关的辉光（例如引线辉光、插脚辉光）出现。2.2.8最小阴极电流
明极完全被辉光复盖时的最小阴极电流。2。2.9显示的均匀性
字符最暗部分的亮度对最亮部分充度的比值。2.2.10最大观察距离
一个有一定经验的普通观察者能够阅读在规定的环境光线条件下工作的管子所显示的字符相隔的最大距离。
注1——一个普通的观察者是由一定数目的观察者所形成的经验来确定的。注2—显示的易读性用观察距离来表示。2.1.11最大观察角
当管子在规定的环境光线条件下，距离管子大约为字符高度四十倍来观察，一个有一定经验的普通观察者能够以规定的准确性阅读字符时对字符垂直线的最大角度。
2.3有关计数管的定义
在下面的定义中，所有的电压都参考任何主阴极（不是引导阴极）的最正电压。2.3.1冷阴极计数管
按照所加的输入脉冲环绕着一组主阴极连续地进行放电并提供可见输出成电输出的辉光放电管。
2。3.2冷阴极选择管
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对每个主阴极能在外面分开进行连接的冷阴极计数管。2.3。3引导电极*（转换电极）
保证放电从一个主间隙转移到下一个主间隙的电极。2.3，4引导间隙，（转换间隙）使放电从一个主间隙转换到下一个主间隙的间隙。2。3。5最小负引导极工作电压
为了将放电转换到触发引导阴极，必须加到这个引导阴极上的最小电压。2.3.6最大负引导极工作电压
可以加到引导阴极上的最大电压。注，最大负引导极工作电压决定于所充的气体和管子的结构，它要求限制以避免，（a）在管层的引线之闻不带要的击穿：（b）以前导电的引导阴极区城过度的电离而引起的计数失误。2.3.7最小正引导极电源工作电压保证放电从一个引导电极转换到邻近的主阴极而必须加的最小正引导电源电压。2.3。8最大正引导极电源工作电压可以加到引导阴极电路的最大正引导电源电压。2.3.9阴极通导电压
进行主放电时在主阴极或引导阴极上出现的电位。2.3。10最小工作转换电压
如果要求将放电直接从一个主阴极转换到一个特定的主阴极、必须加到这个特定的主阴极上的最小负电压。
2.3。11最大工作转换电压
将放电直接从一个主阴极转换到特定的阴极而不会在管内产生寄生击穿，可以加到这个特定主阴极上的最大负电压。2.3。12最小阳极工作电流
保证邻近的阴极可靠的工作而接收充分的引燃所要求的最小阳极电流。2.3.13最大阳极工作电流
在工作期间（不是转换）不会引起管子特性的稳定性迅速变坏所允许的最大阳极电流。
2。3.14最大主阴极负工作电压
在引导极B放电结束后，该组阳极对阴极间隙的击穿电压仍然大于下一个阳极对阴极间的击穿电压时，可以加到主阴极上的最大负电压。3基本原理
·国际电工辞汇，07章，第三版。8*
3.1引燃
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如果将两个或两个以上电极封进充着稀薄气体（例如TTorr压力的空间，将有很小的电流在它们任何一对之间流过，直到电压差超过与气体压力和电极间隙的乘积有关的临界值为止（平行板在大气中有关的经典理论，但是也近似地适用于成形电极的实际情况）。在有字符形电极被显示的显示管中，在给定的气压下，通常有一个与最小引燃电压相对应的阳极一阴极间隙（见图1）。计数管
显示管
气压X电极间累
图1一一典型的引燃特性曲线
在达到这个临界电压以前，电流只由电子和正离子的多动，起，这些电子和离子是由外部源如宇审线所产生，或者在基些情况下由内部放射性融发产生。在已经通过临界电压以后，电子和离子的速度足以产生积累电离，这种电离是由离子轰击阴极产生的二次放射得到的快速移动的电子和以前未带电荷的气体原子之简的非弹性碰童引起的。
所得的汤逊雪崩放电电流主要受管子外部电路阻抗的限制。3.2辉光放电
如果流过的电流限制到毫安的数量级，出现辉光形式的放电，表征为电压降与电流没有多大关系。该维持电压在阳极初阴极的间隙之间不是均匀地下降，而大部分压降是在辉光最强的阴极区并具有阴极形状。一且阴极被完全复盖，就达到一种辉光状态，任意增加电流会引起维持电压上升，这个现象称为异常辉光状态。对于字符显示管，需要使它们工作电流高于使阴极完全复盖的最小值。在计数管中，阴极电流必须足够高，以保证对邻近电极的影响，因此，实际上这通常也包括阴极完全复盖。
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在显示管中，工作点的维持电压可能高于起始的引燃电压（图2a），这可以与表示计数管特性的图2b进行比较。在任何辉光电流下，如果管子两端的电压减小到低于维持电压，就发生熄灭。引燃电压
工作电流
引燃电压
典型的维持电压特性曲线一一显示管工作区
图2b典型的维持电压特性曲线计数管3.3探极效应
在多极管中，如显示管和计数管中，放电的形式可以由加到选择导电的阳极和阴极以外的电极上的电位来改变，其它电极将按照它们离放电途的距离以及它们所加的电位是高于还是低于临界值（稍微低于维持电压，见图8）来收集电子或正离子。断开电路，探极将自然地达到这个临界电位。5*
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正离子电流
相对于辉光阴极的探极电压
图3一一探示极特性费线
如果探极收集电子相当多，阴极电流将要增加并可能达到使明板耗敬超过安全破限的程度。
如果探极收集正离子，可见的辉光有一些扩展到它们上面。对于小电流，这个现象在显示管中可以产生很小的效应，但是对于较高的电流，这个现象导致背景模糊，在极端情况下，将引起一个以上阴极发光。放电从一个阴极转换到另一个阴极是所加电位相对变化引起的。在显示管中，阴极互相邻接分布，而辉光的转移通过机减或！子控制它们的相对电位实现的。
在计数管中，由中间引导电极使放电从个阴极到另个阴极逐步进行，该引导电极加上负激励脉冲即变为媒介阴极。引导阴极在内部连接成一组或一组以上：并位于连续排列的主阴极间。利用一个脉冲加到该组引导阴极上使放电从一个主阴极转移到下一个主阴极。当有一组以上引导阴极时，在每个主阴极后面，位于最前面的挪一组（从管顶去看，放电按顺时钟方向转动）就称为引导极，其次为引导极B等等。导电的主阴极能用视觉识别，如果对这个特定的阴极在外部分开连接，就能用来给出一个电输出。
在显示管中，按照辉光特性选择混合气体（主要选用氧气），在计数管中，按照电离一恢复一转换特性选择混合气体。4显示管的测试
4.1总则此内容来自标准下载网
大多数测试应对管中每个字符重复进行。6*
4.2引燃电压
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管子通常用在黑暗的范围内并可能要求在完全黑暗中工作。因此，需要测试在这些条件下贮存以后的引燃电压。管子应在完全黑暗中贮存并远离电离辐射至少24小时，在这个时间中不应加上电压。所有的阴极都应接在一起，而阳极电路应包含足够大的电阻来限制电流到适当的数值。当管子仍在完全黑暗中，加上一个正阳极电压，或者连续地逐渐增大，或者在一定速率下以较小的阶梯逐渐增大（典型的增加率为5伏／秒）直到管子通导为止。测出引燃所要求的最小电压。为了包括管子在正常照度条件下工作的应用，上面所给的测试可以在501x和5001×之间的照度下进行，并不用在完全黑暗的条件下预先储存。这个测量给出最小电压间隙的引燃电压。如果要求确定最大的间隙的引燃电压，必须一次连接一个阴极，保留其余阴极不连接，并在每次引燃电压测试之间允许经过2-4小时的时间。
4..3维持电压
通过一个足够大的电阻将一个直流正电压加到阳极上，将电流限制到复盖阴极整个显示区域的数值。测试的维持电压为跨在阳极一阴极间隙上的电压降。4。4引燃延迟时间
在某些应用中，要求很快的工作，可能需要测试引燃电压加上的瞬时和管子实际引燃之间的时间延迟（即引燃延迟时间）。对于这种测试，在确定任何与阴极有关的延迟时间以前，管子在完全黑暗中并远离电离辐射至少应经过24小时。4。5最小的复盖阴极电流
通过一个合适的电阻和安表在阳极及任何阴极（其余的阴极不连接）加上一个大于阳极引燃电压的可变正电压。减小这个正电压直到复盖数字的辉光恰好变成不均匀或者直到复盖区域减小到刚好能别。另一种情况，能将这个电压从一个低数值增加直到引燃发生，然后进步增加直到辉光刚好均匀地复盖数字。随便哪一种情况下，被测的电流是最小的复盖阴极电流，但是电压变化的方向必须明确地规定。
实际上，对于给定的电极由不同的观察者能够得到可重复的结果是在10%以内。
4.6最大阴极电流
通过阳极及任何阴极（其余的阴极不连接）之间的一个合适的电阻和毫安表加上一个大于阳极引燃电压的可变正电压。增加这个正电压直到辉光扩展超过显示电极到达规定的观察区域以内的邻近区域。测量开始看见上述辉光扩展的电流。不应超过由管子功率额定值所决定的最大额定阴极电流。4。7最大峰值阴极工作电流
充气显示管的脉冲运用已经证明：能够使用的瞬时峰值阴极电流超过最大的稳态电流，而在规定的观察区域以内不会引起额外的辉光。峰值电流多少与脉冲形状、*7*
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持续时间和频率有关。为了测试蜂值阴极电流，将一个有规定特续时间、工作比和频率的适当幅值矩形波加到管子的阳极上。将一个负载电阻接人被测的阴极电路中，其余的阴极不连接。出现在阴极电阻上的最大电压用一个示波器来测量。增加锋值电流直到额外的辉光出现在规定的观察区以内。如根据示波器的读数计算时，对管内所有阴极测得的峰值阴极电流最小值，就是管子最大峰值阴极电流。4.8探极电流
管子在现定的阳极电流下工作，其阴极之一通过一个合适仪表接到对主放电阴极为规定的正电位，不用的阴极接到相同的正电位，但不通过仪表。在仪表中流过的电流规定为探极电流。
4。9显示的尺寸
管子在规定的条件下工作，通过一个矩形面罩在大约为字符高度四十倍的距离来观察，面罩接触管壳并有可移动的边平行于字符主轴。移动面罩的边，直到每一边恰好开始遮掩最靠近它的字符边缘为止。显示的尺寸就由所得的面罩孔来确定。4.10准直性
元件的准直性可以参考管基来检验。下面叙述一个实际的方法作为例子。将五只管子（包括进行试验的一只）放在经过仔细校准和定位的一排紧密间隔的管座内工作。符号的准直性和方向性（祖对于基准管）应在规定的直线范围和角度范围以内。
4.11亮度
4。11。1亮度的均匀性
在规定的电流下字符上放电的尧度用一个稳光光点光度计来滤翼。光点与图象放电相比较小，并应注意在光点和放电之闻要得到良好的色彩匹配。根据需要对字符上不同的点应重复测量。
4.11.2总的亮度
每个字符的亮度用一个照度计和一个光电池来测量，将它的灵敏度校准到相当于人眼的灵敏度。
利用一个规定长度的防光盒将光电池接测被测管上。5计数替的测试
5.1总则
将七个主要参数列出如下
（a）引导极负电压：
（b）引导极正电源电压：
（e）主阴吸负电压，
（d）主阴极上出现的正电压：
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（。）引导极输入信号的持续时间：（f）引导极输人信号的频率，
（g）阳极电流。
参数不可以单独地考患。如果要求参数的极限值，就需要其它的参调到管子容许的工作条件中最不利的一组条件。因此，对于与其它变数有关的任何参数，这个参数的最大极限值就是在这个容许的范围内其它变数任意组合的最低的最大值。同样，一个参数最小的极限值就是其它变数在它们容许的范围内最高的最小值。在某种条件下（例如待用条件），使用寿命的影响可能会减小管子可用的工作区域。当为了研究一个参数变化的程度循环放电时，可能要除去造成工作区域减小的污物，并使管子反回到它的原来状态。所以，如果在测最期间，使放电在任意的时间长度内循环，就不会得到所估计的在特定的工作条件下所考虑的参数实际极限值。因此，当测量已经工作的管子时，应使放电在尽可能短的时间中循环。基于类似的原理，双向管中的放电只应在一个规定的方向逐步进行。确定常用的十个位置三十个阴极计数管的主要特性的基本溯量电路示于图4中。应该规定电阻R，和R，的数值（典型值为100kQ）。依次加到引导电极A和B上的规定的负脉冲应有短的上升和下降时间，以便能精确地规定加上的周期。此外，在引导极A脉冲结束以前，引导极B的脉冲应该开始，以保证在脉冲之间没有间隙存在。
引导极正电源电玉
引导极A
o引导极BKo.Kg
RKi最正的主阴极电源电压
负的电源电压
图4一计数管的基本测试电路
引导极正
电源电压
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最正的主阴极电源的电位
引导极“A”的脉冲引导极“B”的脉冲图5引导极电源电压
图5表示了相对于最正的主明极电源电位的负引导极电压和正引导极电源电压，主阴极电源在所有的测量中都用作参考电平，应保证能独立地改变后两个电位。5。2最小负引导极工作电压
参数（b）到（g）为选定的数值时，引导极负转换电压零缓慢地增加。测量环绕管子放电正常回转时的最低电压值。53最大引导极负工作电压
参数（b）到（g）为选定的数值时，增加引导极的负电压。测量使环绕管子的放电停止在回转时的最低电压值。5。4最小引导极正电源工作电压参数（a）到（g）为选定的数值（参数（h）除外），缓慢地减少引导极正电源电压，测环绕管子的放电停止正常回转时的最高电压值。5。5最大引导极正电源工作电压参数（）到（名）为选定的数（参数（b）除外时），缓慢地增加引导极正电源电压。测量使环绕誉子的放电停止正带回转时的最小电压。注，这个电压可能受到下列两个原因的限制，(a）当引导极正电压增加时，由主要放电产生的引导阴极探极电流破减少，引导阴极在待用期间由放电阴极溅射的物质将引导阴极迅速地污染，(b）为了避免使剩余的正离子聚集到靠近消电离主阴极周周的区域，这样，要阻止消电离过程。在引导极有高的正电源电压和短的放电时间下，在引导极放电时间结束后，引燃前面主阴极对阳极间隙所要求的电位差可能要小于引燃后面的主阴极对阳极间隙听要求的电位差，因此也妨碍放电的正常转换。5。6晨大主阴极工作电压
参数（a）到（）为选定的数值（参数（e）除外）时，想到选择输出端的负电压从零缓慢地增加。测量管子周圈的放电等止正常循环的最小电压。5。7在主阴极上出现的最大工作正电压参数（a）到（g）为选译的数值（参数（e）阶外）附，将主阴极输出电阻*10*
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的数值增加，直到放电停止正常转移为止。用一个示波器测盘主阴极和零位线之间出现的最大电压。刚好在管子放电停止正常间转以前，就达到这个最大值。5.8小工作复位电压
参数（b）和（）为选定的数值，以一定的速率将脉冲依加到每个主阴极选择加上的次序，以便在每种情况下，要求放电沿管子对地转移，缓慢地减小脉冲的数值，测量放电停止正常回转时的脉冲数值。应该规定前沿上升率和脉冲的持续时间。
5。9最大工作复位电压
参数（b）和（g）为选定的数值，以一定的速率将脉冲依次加到每个主阴极选择加上的次序，以便在每种情况下，要求放电沿管子对应地转移。缓慢地增加肠冲的数值，测量放电停止正常回转时的脉冲数值。应该规定前沿的上升率和脉冲的持续时间。
5.10引燃电压
通过足够大的电阻将直流正电压加到阳极来限制电流到需要的数值，并将这个电压以恒定的速率增加（典型值为5V／S），记录对任何阴极发生引燃的电压。5.11维持电压
通过足够大的电阻将直流正电压加到阳极来限制电流到需要的数值。测量维待电压即为阳极一阴极间隙（对每个主阴板和引导阴极的）上的电压降。电源电压和不测量的电极阻抗应该规定。
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