Московский государственный университет печати. Основные характеристики оптических приборов Характеристика оптических и печатных устройств

Печатающие устройство – периферийное устройство компьютера, предназначенное для перевода текста или графики на физический носитель из электронного вида.

Все печатающие устройства делятся на ударного действия и безударного действия. К 1-ым относятся матричный, ко 2 – струйный, лазерный и принтеры для термопечати. К основным характеристикам печатающих устройств относятся: максимальный печатающий формат, скорость печати выраженная в строках в ед.времени или в страницах в ед.времени, возможность цветной печати, шумность.

Основными характеристиками любого принтера являются:

1. Формат печати (максимальный).

2. Скорость печати (может определятся в листах в единицу времени, в символах или строках в единицу времени) .

3. Возможность цветной печати

4. Качество печати

5. Шумность не должна превышать 50 децебел.

6. Количество листов печатаемых на одной заправке катрижда.

33. Лазерные печатающие устройства. Особенности конструкции. Достоинства и недостатки.

Основным узлом лазерного принтера является барабан представляющий собой цилиндр, на боковую поверхность которого нанесен слой материала, который на свету диэлектрик, а в темноте проводник. Изначально поверхность барабана заряжается, а затем в тех местах где изображения не должно быть происходит засветка лучом лазера в результате чего заряд исчезает. Далее тонер распыляется над барабаном. Его частицы прилипают к не засвеченным участкам, после чего по барабану прокатывается лист бумаги заряженный противоположно. Тонер переноситься на бумагу которая проходит через печку и нагревается до 180 градусов. Клеящее вещество тонера расплавляется и сцепляется с бумагой.

+ высокое качество печати, высокая скорость.

При увеличении печатаемого формата и при цветной печати увеличивается стоимость и габариты принтера.

34. Матричные и струйные печатающие устройства. Особенности конструкции. Достоинства и недостатки.

Основным узлом матричных печатных устройств является печатающая головка, в которой имеется от 9 и выше подпружиненных иголочек управляемых электромагнитами. В определенный момент иголочки выдвигаются из головки и через красящую ленту переносят изображение на бумагу. Чем больше щелочек, тем качественнее изображение можно получить за один проход головки.

+ низкие эксплуатационные расходы.

Ограничена возможность цветной печати, т.к. для неё используется 4-х цветная красящая лента, при этом увеличивается время печать в 1,5-2 раза.

В струйных принтерах основным узлом является ёмкость с чернилам, в которой есть сопла. Выброс чернил обеспечивается за счёт создания электрич. поля между соплами картриджа и листом бумаги, а также применение пьезопластин, создающих кратковременное повышение давления в картридже.

+ относительно дешевые, возможна печать на большие форматы и цветная печать.

Эксплуатационные расходы значительны в связи с малым количеством копий на одной заправки (300-500) и высокая стоимость расходных материалов.

Тест-объект, предназначенный для определения качества изображения при исследовании оптических систем (объективов), фотоматериалов, печатных оттисков и печатных форм. Обычно мира представляет собой пластинку из прозрачного или непрозрачного материала, на которую нанесен стандартный рисунок. Часто элементами такого рисунка служат чередующиеся с заданной частотой темные штрихи на светлом фоне .

Мнемосхема, мнемоническая схема (от греч. mneme - память) - условное изображение промышленной установки, ее фрагментов и т.п., выполненное с помощью символов и индикаторов в виде схемы на пульте управления .

Многоэлементный фотоприемник - предназначен для преобразования распределенного по поверхности оптического сигнала (изображения [см. ]) в электрические сигналы. Многоэлементные фотоприемники выполняют: в виде линейки фотоприемников (строчных), в которой фоточувствительные элементы расположены на одной линии с малыми и, как правило, равными расстояниями между элементами; в виде светочувствительных матриц, в которых фоточувствительные элементы расположены в местах «пересечения» ортогональных токопроводящих полосок, расстояние между которыми чрезвычайно мало. В качестве фоточувствительных элементов матрицы используются фотослои, выполняющие функции: фоторезисторов; фотодиодов; фототранзисторов; полевых фототранзисторов; фотоприборов с зарядовой связью (ПЗС) .

(от лат. modulatio - мерность, размеренность) - изменение во времени по заданному закону параметров, характеризующих какой-либо стационарный физический процесс. Например, модуляция интенсивности электронного луча в кинескопе в соответствии с подаваемыми на управляющий электрод (модулятор) видеосигналами позволяет воспроизводить на экране передаваемое телевизионное изображение. Изменяемый в процессе модуляции параметр (амплитуда, частота, фаза) определяет название модуляции (соответственно амплитудная, частотная, фазовая).

Изменение во времени по заданному закону одной или нескольких характеристик оптического излучения (амплитуды, частоты, фазы, поляризации). Осуществляется с использованием модуляторов света. Модуляция света, при которой преобразование оптического излучения происходит в процессе его формирования непосредственно в источнике этого излучения, называется внутренней модуляцией света. При внешней модуляции света параметры излучения изменяются после его выхода из источника.

(от греч. optike - наука о зрительных восприятиях) - раздел физики, в котором исследуются процессы излучения света, его распространения в различных средах и взаимодействия света с веществом .

Оптическая активность - свойство некоторых веществ вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через них плоскополяризованного света. Оптически активные вещества бывают двух типов. У веществ первого типа (сахар, камфора, винная кислота) оптическая активность зависит от агрегатного состояния и обусловлена несимметричным строением молекул. Вещества второго типа (кварц, киноварь) оптически активны только в кристаллическом состоянии, что обусловлено асимметрией сил, связывающих молекулы и ионы в кристаллическую решетку. Искусственная (наведенная) оптическая активность возникает в магнитном поле ( эффект Фарадея).

Оптическая плотность - мера непрозрачности вещества, равная десятичному логарифму отношения потока излучения, падающего на слой вещества, к потоку прошедшего через вещество излучения, ослабленного в результате поглощения и рассеяния (оптическая плотность пропускания). По аналогии оптической плотностью отражения называется десятичный логарифм отношения падающего на объект светового потока к отраженному. Единицей оптической плотности является бел.

Электромагнитные колебания с длиной волны от 1 мм до 1 нм.

Запоминающее устройство, в котором по крайней мере один из видов обращения к информации (запись, считывание или стирание) осуществляется с использованием оптического излучения.

Электронный прибор, включающий излучатель и фотоприемник, однонаправленно (от излучателя к приемнику) взаимодействующие друг с другом через оптическую среду.

Раздел электроники, охватывающий использование эффектов взаимодействия электромагнитных волн оптического диапазона (ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областей спектра частот электромагнитных излучений) с электронами в веществах (главным образом в твердых телах) и методы создания оптоэлектронных приборов и устройств, использующих эти эффекты для генерации, передачи, хранения, обработки и отображения информации.

Оптоэлектронный прибор - прибор, использующий для своей работы электромагнитное излучение оптического диапазона. Формами использования могут быть генерация, детектирование, преобразование, передача. Практически этим термином обобщаются приборы, содержащие излучатели и приемники, взаимодействующие друг с другом.

Оптоэлектронный прибор любого произвольного вида с внутренними оптическими связями. В состав единого прибора вместе с оптопарой [см.] или несколькими оптопарами могут входить еще и дополнительные микроэлектронные или оптические элементы. Конструктивно и функционально такие приборы существенно отличаются от элементарной оптопары.

(от греч. plasma, букв. - вылепленное, оформленное) - частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы - выполняется условие квазинейтральности. Плазма - наиболее распространенное состояние вещества во Вселенной: Солнце, горячие звезды, межзвездная среда, звездные атмосферы и галактические туманности состоят в основном из плазмы. В лабораторных условиях плазму получают обычно с помощью электрического поля в газовых разрядах.

Отношение скорости света в вакууме к скорости света в среде (абсолютный показатель преломления). Относительный показатель преломления двух сред - отношение скорости света в среде, из которой свет падает на границу раздела, к скорости света во второй среде. Показатель преломления равен отношению синуса угла падения лучей к синусу угла преломления (см. ). Зависит от длины волны света и свойств среды.

Поккельса эффект - (по имени немецкого физика Ф. Поккельса ) - линейный электрооптический эффект: появление или изменение двойного лучепреломления в пьезоэлектрике под действием электрического поля, пропорционального напряженности этого поля. Открыт в 1894 г. Используется в устройствах управления когерентным оптическим излучением (в затворах, модуляторах и др.). Модуляторы света, работающие на основе эффекта Поккельса, характеризуются малой инерционностью (частота модуляции достигает 10 терагерц) и относительно невысокими искажениями.

(электромагнитных волн) - происходит при их наклонном падении на границу раздела двух сред, когда излучение проходит из среды с большим показателем преломления в среду с меньшим показателем преломления, а угол падения превышает предельный, определяемый соотношением: синус предельного угла равен отношению меньшего показателя преломления к большему.

Диапазон частот, в пределах которого зависимость амплитуды колебаний на выходе акустического, радиотехнического или оптического устройства от их частоты достаточно слаба, благодаря чему обеспечивается передача сигнала без существенного искажения. Ширина полосы пропускания выражается в герцах, неравномерность характеристики в пределах полосы пропускания в децибелах или относительных единицах.

Характеристика рабочего диапазона частотного спектра активного или пассивного четырехполюсника или устройства передачи. Полоса частот определяется раздельно по экспериментально снятой частотной характеристике как разность между верхней и нижней граничными частотами: В = fв - fн.

Упорядоченность в ориентации векторов напряженностей электрического Е и магнитного Н полей световой волны в плоскости, перпендикулярной световому лучу. Различают линейную поляризацию света, когда Е сохраняет постоянное направление плоскости поляризации (плоскостью поляризации называется плоскость, в которой лежат Е и световой луч), эллиптическую поляризацию света, при которой конец вектора Е описывает эллипс в плоскости, перпендикулярной лучу, и круговую (частный случай эллиптической) поляризацию света (конец вектора Е описывает окружность).

Поток излучения (световой поток) - энергия излучения, переносимая потоком квантов в единицу времени (в световой системе измеряется в люменах, в энергетической - в ваттах).

Изменение направления распространения света при его прохождении через границу раздела двух прозрачных сред.

Пьезо... (от греч. piezo - давлю, сжимаю) - часть сложных слов, обозначающая воздействие давлением.

Диэлектрический кристалл с выраженными пьезоэлектрическими свойствами. Пьезокристаллы - оксиды и соли, как правило, содержащие примеси, - достаточно широко распространены в природе (кварц, турмалин и др.), многие важные в практическом отношению пьезокристаллы синтезируются в лабораторных условиях или промышленными методами (сегнетова соль, пьезокерамика, ниобат лития и др.). В электронике наиболее широко используются пьезокристаллы кварца (для стабилизации частоты генераторов) и пьезокристалл ниобата лития - для акустооптических преобразований.

Пьезоэлектрический эффект - явление поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой пьезоэффект) и возникновение в диэлектрике механических деформаций (механических напряжений) под действием электрического поля (обратный пьезоффект). Впервые исследован в 1880 г. французским физиком Пьером Кюри на кристаллах сегнетовой соли. Необходимым условием существования пьезоэффекта является отсутствие в структуре диэлектрика центра симметрии .

Способность различать мелкие детали отображаемого, передаваемого или преобразуемого изображения. Обычно в качестве количественной характеристики разрешающей способности выбирают частотно-контрастную характеристику, связывающую пространственную частоту (например, число темных и светлых элементов на строке растра) с глубиной модуляции яркости изображения или выходного электрического сигнала. В паспортных данных полиграфических устройств разрешающая способность выражается числом элементов изображения (точек, пикселов) на единицу длины (сантиметр, дюйм). Например, 300 ppi означает разрешающую способность в 300 пикселов на дюйм (около 118 элементов изображения на сантиметр, что ориентировочно соответствует нормальной разрешающей способности человеческого глаза).

Определяется минимальным углом наблюдения, при котором две черные тонкие параллельно и близко лежащие линии на белом фоне различаются раздельно. Острота зрения равна единице, если этот угол равен одной угловой минуте.

Устройство (в лазерах), обеспечивающее многократное прохождение индуцированных фотонов излучения через активное вещество и формирование направленного луча. Резонатор получают за счет использования отражающих поверхностей [см. также Фабри - Перо резонатор ], расположение которых относительно активного вещества обеспечивает многократное прохождение луча между отражателями (не менее 20-100 раз).

Видимое человеческим глазом электромагнитное излучение с длинами волн от 380 до 780 нм, являющееся частью диапазона оптического излучения.

Система единиц, описывающая параметры оптического излучения видимого диапазона. Исторически первая и длительное время классическая. После установления тождественности света и электромагнитного излучения дополнилась энергетической системой, которая более универсальна, так как точнее выражает понятие параметров не только видимого, но всего оптического диапазона, включающего инфракрасную и ультрафиолетовую области. В силу интенсивного развития техники в этих областях в настоящее время световая система выступает как частная, дополнительная, в большей мере традиционная.

Световой поток - величина, равная произведению силы света точечного источника на телесный угол. Единицей светового потока является люмен [лм].

Сила излучения (сила света) - пространственная плотность потока излучения, определяемая отношением потока излучения точечного источника к телесному углу, в пределах которого заключен и равномерно распределен этот поток (в световой системе измеряется в канделах, в энергетической - в ваттах на стерадиан).

[англ. scanner] - устройство ввода изображения в память компьютера .

[англ. scanning] - процесс считывания с оригинала информации об изображении с помощью сканера и ввода ее в компьютер .

(от слов скани[рование] и [транзи]стор) - представляет собой полупроводниковый преобразователь пространственного распределения светового потока в адекватную ему последовательность электрических сигналов (видеосигнал). Сканистор считается твердотельным аналогом передающего электронно-лучевого прибора, основанным на внутреннем фотоэффекте. Преобразующим светочувствительным элементом сканистора является транзисторная структура р-n-р- или n-р-n-типа.

Скорость распространения электромагнитных волн. В вакууме скорость света с = 299792458 м/с. Это предельная скорость распространения любых физических воздействий. В среде скорость света зависит от его длины волны.

Солнечный фотопреобразователь - полупроводниковый фотодиод, оптимизированный для прямого преобразования излучения Солнца в электрическую энергию. Используются также термины «солнечные элементы», «солнечные батареи». Солнечные элементы работают только в фотогенераторном режиме, функционально выступая в качестве электрических батарей или других подобных источников питания .

(от лат. spectrum - представление, образ) - совокупность всех значений какой-либо физической величины, характеризующей систему или процесс. Чаще всего пользуются понятиями частотного спектра колебаний.

Телесный угол, который вырезает на поверхности сферы площадку, равную квадрату радиуса этой сферы.

Столетова закон - первый закон внешнего фотоэффекта: число электронов, освобожденных светом за 1 с (или ток насыщения), прямо пропорционально световому потоку при неизменном его спектральном составе. Выражается зависимостью I = SФ, где I - ток [A], Ф - световой поток [лм], S - чувствительность фотоприемника [А/лм]. Открыт в 1888 г. А.Г. Столетовым.

Прибор для оптического (визуального) наблюдения периодически повторяющегося (мелькающего) изображения. Используется также для измерения числа оборотов. Различают стробоскоп с диафрагмой и стробоскоп со световыми вспышками.

Тальбота закон (по имени английского ученого Тальбота Уильяма Генри Фокса ) - кажущаяся яркость мерцающего источника света равна средней за период наблюдения (например, секунду) яркости.

Общие правила хранения, сбережения и транспортирования

артиллерийских приборов.

Преподаватель, используя литературу и учебные пособия, доводит под запись основные характеристики оптических приборов.

Оптическими приборами называются такие приборы, в которых применяются линзы, призмы, зеркала и др. оптические детали. Линзой называется ограниченное двумя поверхностями оптическое стекло. Призмой называется прозрачное твердое тело с плоскими полированными гранями. В оптических приборах призмы преломляют или отражают световые лучи.

Основными частями всякого оптического прибора являются объектив и окуляр. (далее под запись, поясняя характеристики по плакатам, стендам ):

Объективом называется система оптических стекол прибора, обращенная в сторону рассматриваемого предмета.

Окуляром называется система оптических стекол прибора, обращенная к глазу наблюдателя.

К основным характеристикам оптических приборов относятся:

Увеличение – основное свойство оптических приборов – отношение величины изображения предмета, видимого в прибор, к величине изображения того же предмета при наблюдении его невооруженным глазом, характеризуется кратностью и обозначается цифрой (числом) со значком ´ (4 х, 6 х и т.д.).

Поле зрения – часть пространства, видимого в прибор, характеризуется углом, под которым видны в приборе две диаметрально противоположные крайние точки поля зрения (чем больше увеличение, тем меньше поле зрения).

Входной зрачок – наименьшее отверстие в объективе прибора, ограничивающее поступление световых лучей в прибор, как правило входным зрачком является оправа объектива, измеряется в мм и обозначается на приборах (Б-6´30, где 30 – диаметр входного зрачка).

Выходной зрачок – изображение входного зрачка, даваемое всей оптической системой прибора и получаемое в плоскости наименьшего поперечного сечения пучка лучей, выходящих из окуляра прибора, измеряется в мм .

Удаление выходного зрачка – расстояние от последней линзы окуляра до плоскости выходного зрачка, измеряется в мм .

Светосила прибора характеризует освещенность изображения предмета на сетчатке глаза при наблюдении в прибор, принимается условная величина равная квадрату диаметра выходного зрачка.

Перископичность – конструктивная особенность прибора, позволяющая наблюдать из-за укрытия, характеризуется расстоянием по вертикали между центром входного отверстия и оптической осью окуляра.

Преподаватель, используя стенд «Общие правила эксплуатации артиллерийских оптических приборов», доводит под запись общие правила хранения, сбережения и транспортирования артиллерийских оптических приборов.

В полевых условиях оптические приборы подвергаются всевозможным механическим и атмосферным воздействиям, что не может не влиять на точность их работы и живучесть. Неправильное хранение прибора или небрежное обращение с ним может привести к его поломке или ухудшить качество оптических деталей.

ХРАНЕНИЕ. Теодолиты, буссоли и оптические дальномеры хранят в подразделении в отдельных шкафах, оборудованных полками. Приборы должны быть уложены в футляры или укладочные ящики вместе с положенными к ним комплектами ЗИП.

Запрещается хранить приборы в одном шкафу вместе с АКБ.

Штативы и треноги при хранении устанавливают вертикально или укладывают горизонтально на нижних полках шкафов (под приборами).

СБЕРЕЖЕНИЕ. Необходимо строго соблюдать следующие основные требования по уходу за приборами и их эксплуатации:

Пользоваться прибором только в случаях необходимости;

Подготовку (установку) приборов для работы и укладку после работы производить в установленном порядке;

Во время работы не прилагать излишних усилий;

Оберегать приборы от толчков и тряски;

Целлулоидные и деревянные приборы не оставлять надолго под действием прямых солнечных лучей;

После работы прибор очищать от пыли кисточкой;

Приборы, намоченные дождем или снегом, протирать сухой ветошью;

Хранить приборы в положенной для них укладке, строго соблюдая порядок размещения;

Своевременно восстанавливать влагопоглащающий состав патронов осушки;

При внесении с мороза в отапливаемое помещение дать прибору в течении 3-4 часов постепенно принять температуру помещения;

- запрещается хранить в одном помещении с оптическими приборами кислоты, щелочи и аккумуляторы.

При расстановке приборов необходимо обеспечить устойчивость треног, чтобы исключить возможность падения приборов под действием ветра. Вблизи приборов должны находиться чехлы (футляры) для укрытия от солнца, дождя или снега.

ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ. Во время транспортирования приборов следить за правильной их укладкой в штатные чехлы и футляры, обеспечить правильное размещение в автомобиле. Приборы в необорудованных автомобилях должны быть уложены на мягкий брезент или траву (солому); они не должны ударяться друг о друга или о др. предметы во время перевозки. С одной рабочей точки на другую приборы следует переносить в чехлах, футлярах и ящиках.

Неисправности возникающие при эксплуатации в полевых условиях:

Влага на оптике, мешающая наблюдению;

Осыпка лака и вытекание смазки на оптику;

Расклейка линз, трещины на окулярных линзах; раскол призм;

Двоение изображения; перевернутая сетка; мертвый ход механизмов измерения;

Деформация и изгибы механических деталей.

Преподаватель подводит итог вопроса.