Материал: fW5B0fDXqV

словами, в импульсном режиме работы напряжение, прикладываемое к электродам ГРИ, должно на несколько десятков процентов превышать статическое напряжение возникновения разряда Uв. Кроме того, для снижения времени запаздывания возникновения разряда в ячейках ГИП увеличивают кадровую частоту до 300 Гц и более.

Но наиболее эффективным способом минимизации tст является дежурный разряд – метод подготовки зажигания с использованием вспомогательного катода, на котором горит слаботочный разряд, являющийся "поставщиком", электронов для основного разряда.

При использовании перечисленных методов и дежурного разряда tст можно снизить от секунд до 10–5 с.

Время прекращения разряда, определяемое временем деионизации tд, в газоразрядных индикаторах может составлять сотни микросекунд. Именно этот фактор ограничивает быстродействие ГРИ: частота следования управляющих импульсов не превышает нескольких килогерц.

Яркость ГРИ (3.1) зависит от плотности разрядного тока, которая, в свою очередь, зависит от давления наполняющего газа:

где Jк0 – единичная плотность тока (плотность тока с единицы площади поверхности катода при давлении 133 Па); р – давление газа.

Нетрудно показать (3.2), что яркость свечения пропорциональна квадрату давления газа:

где η – световая отдача; Uп – напряжение поддержания разряда.

Описание лабораторной установки

Лабораторная установка для исследования ГРИ (рис. 3.4) содержит ряд независимых блоков, в каждый из которых входит исследуемый индикатор 1,

4

Рис. 3.4. Структурная схема лабораторной установки:

1 – индикатор, 2 - схема управления, 3 - органы регулировки, 4 - блок измерительныхприборов.

Порядок выполнения работы

1. Точечные индикаторы 1.1. Снять вольт-амперные характеристики и зависимости яркости от разрядного

тока для индикаторов ИНС-1 и МТХ-90.

1.2. Определить световую отдачу индикатора ИН-28. 2. Индикатор матричный газоразрядный ИМГ-1 (Газоразрядная индикаторная панель ГИП-10000)

2.1.Ознакомиться с возможностями индикатора (см. приложение к лабораторной

работе).

2.2.Измерить с помощью фотодатчика яркость ячеек ГИП. Для получения правильных результатов фотодатчик фиксировать при максимальном значении фототока. Определение значений яркости производится по градуировочной кривой фотодатчика.

21

3. Индикатор матричный газоразрядный ИМГ-1-03 3.1. Ознакомиться с возможностями индикатора (см. приложение к лабораторной

работе).

3.2. Измерить яркости знака и фона и определить коэффициент яркостного контраста. 3.3. Определить расстояние считывания информации с учетом внешней освещен-

ности. Сравнить полученные результаты с расчетными по теоретическим формулам. 4. Газоразрядная индикаторная панель ИГПП –32 х 32

4.1. Измерить с помощью фотодатчика яркость ячеек индикатора для 4-х режимов развертки. Изменение режимов осуществляется переключателем П1, который позволяет ступенчато менять число строк. Таким образом, изменяется кадровая частота и, соответственно, скважность импульсов и яркость индикаторных ячеек.

4.2. Измерить с помощью люксметра габаритную яркость индикатора для 4-х режимов развертки. Габаритная яркость Вг (кд/м2) связана с освещенностью Е(лк) следующим выражением:

стота развертки – 300 Гц.

5. Содержание отчета

1.Краткие сведения о конструкции и параметрах исследованных ГРИ.

2.Таблицы и графики вольт-амперных характеристик и зависимостей яркости свечения индикаторов от разрядного тока. Расчетное значение световой отдачи.

3.Значения коэффициента яркостного контраста и расстояния считывания для индикатора ИМГ-1-03. Расчетное значение остроты зрения.

4.Таблицы и графики зависимости яркости свечения ячеек индикаторной панели

ИГГ1-32×32Л от режима развертки.

5. Выводы по проделанной работе с физическим объяснением полученных зависимостей.

22

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПОРОГОВОГО КОНТРАСТА ОТ ЯРКОСТИ ФОНА

Цель работы – исследование зрительного восприятия контраста в зависимости от яркости фона.

Лабораторная работа реализована с помощью компьютерной программы.

Описание программы

Программа RGB предназначена для изучения зависимостей порогового контраста от яркости фона. Имеется возможность выбора из основных трех цветов, цветов, дополняющих их до белого и оттенков серого. Работа с этой программой позволяет изучить зависимость порогового контраста от яркости фона не используя дополнительное оборудование. Программа может работать с градациями цвета от 0 до 255, т.е. от черного (минимальная яркость, 0%) до действительного цвета (максимальная яркость, 100%). Также имеется возможность работы с переходом цвета от действительного до дополнительного. Полученные зависимости возможно сохранять в файл или сразу выводить на печать. Программа RGB позволяет выбирать возможность работы в двух цветовых диапазонах: действительные цвета (красный, зеленый, синий и оттенки серого) и дополнительные цвета (переход от красного к голубому, от синего к желтому и от зеленого к фиолетовому).

Рис. 4.1. Основное окно программы

По умолчанию выбраны дополнительные цвета.

При выборе дополнительных цветов программа RGB предоставляет возможность работы с тремя основными цветами: красным, зеленым и синим. Далее будет осуществляться переход от этих цветов к дополняющим их до белого в соответствующем процентном соотношении.

При выборе действительных цветов программа RGB предоставляет возможность работы с тремя основными цветами: красным, зеленым и синим. Яркость цвета будет меняться от 0% (черный цвет) до 100% (действительный цвет). Выбор цвета производится путем выбора соответствующего пункта.

Программа RGB позволяет выбирать произвольно размеры объекта (в процентах от размера фона). По умолчанию размер объекта выбран 50%.

Для того чтобы ввести значение порогового контраста необходимо выставить значение яркости фона с помощью полосы прокрутки "Фон" (полоса прокрутки "Объект" передвинется сама). Затем меняя яркость объекта полосой прокрутки "Объект" добиться по-

23

явления изображения объекта на фоне. В окне раздела "Ввод результатов" появляется вы-

численное значение порогового контраста. Для его ввода нажать кнопку

Рис. 4.2. Выбор размеров объекта

В случае ввода неверного результата достаточно вернуть яркость фона в то положение, при котором был введен неверный результат. Затем выставить яркость объекта в

нужное положение и нажать кнопку. Неверный результат заменится автоматически. В программе RGB предусмотрена возможность удаления результатов отдельно для

дополнительных цветов и отдельно для действительных цветов. Для удаления результатов

необходимо выбрать удаляемую группу цветов и нажать кнопку Для просмотра результатов необходимо в меню "Результаты" выбрать нужный ва-

риант цветов, при этом откроется окно результатов:

Рис. 4.3. Окно результатов

24

Для сохранения полученных результатов необходимо выбрать пункт "Сохранить как..." меню "Файл". Далее ввести имя файла и нажать"Сохранить". Для печати полученных результатов необходимо выбрать пункт "Печать" меню "Файл".

Порядок выполнения работы:

1.Ознакомиться с инструкцией по использованию программы RGB.

2.Выбрать следующие установки: размер объекта – 50%; цвета – действитель-

ные.

3.Установить «Действительные цвета» - черно белый,

4.Меняя фон с шагом 10 от 1 до 251 определить фон объекта, при котором можно его распознать. Сохранять каждое значение порогового контраста.

5.Сохранить график полученных результатов.

6.Каждый студент должен снять зависимость порогового контраста от яркости для одного из действительных цветов: красного и зеленого.

Порядок оформления отчета.

1.Основные теоретические положения.

2.Порядок выполнения работы.

3.Полученные зависимости

4.Выводы по проделанной работе с физическим объяснением полученной за-

висимости.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТРОТЫ ЗРЕНИЯ

Цель работы – ознакомление с методикой исследования остроты зрения (

Основные теоретические положения

Острота зрения характеризует способность глаза различать мелкие детали и представляет собой минимальный угол, при котором две равноудалённые точки видны как раздельные. Угол зрения, равный примерно 1', считается пределом разрешающей способности глаза, обусловленным размерами фоторецепторов – палочек и колбочек. Здесь речь идет о «среднем глазе» и 1' – это порог остроты зрения (иногда в литературе за пространственный порог остроты зрения принимают угол 0.5'). Острота зрения зависит от яркостного контраста, т.е. от яркости объекта и фона. Она уменьшается при увеличении освещенности фона почти по линейному закону (в диапазоне 1-100 лк)

Острота зрения – достаточно сложное понятие. Различают так же остроту глубинного (стереоскопического) зрения и остроту минимального видения (минимального обнаружения). Дело в том, что яркие объекты кажутся больше, чем они есть на самом деле. Темные же объекты кажутся меньше, чем они есть, т.к. колбочки возбуждаются фоном. Поэтому яркая звезда на темном небе различима под углом 0.05 угл. сек, а темное пятно на ясном небе – под углом 15 угл. сек.

Для глаза, как и для любой оптической системы, типична хроматическая аберрация, поэтому черно-белое изображение обычно кажется более четким, чем цветное. Разрешающая способность глаза и зависимость этого параметра от различных факторов определяют необходимое разрешение дисплеев, картин, фотографий и т.п.

Предельный угол зрения порядка 1’ это угол, под которым можно видеть дискретность изображения. Предельный угол зрения, необходимый для восприятия каких либо объектов значительно больше. Т.е. кроме предельного порога остроты зрения существует оперативный порог. Так, для восприятия объектов простой конфигурации предельный угол зрения составляет 15′, сложной конфигурации - 40′. Лабораторная работа выполняется с помощью компьютерной программы Rastr.

25