Содержание

Условные обозначения в электрических схемах: графические и буквенные по ГОСТ

Любые цифровые микросхемы строятся на основе простейших логических элементов.
Это инвертор, логический сумматор “ИЛИ” и логический умножитель “И”

Простейшим логическим элементом является инвертор, который просто изменяет входной сигнал на прямо противоположное значение. Его логическая функция записывается в следующем виде:

где черта над входным значением и обозначает изменение его на противоположное. То же самое действие можно записать при помощи таблицы истинности, приведённой в таблице 1. Так как вход у инвертора только один, то его таблица истинности состоит всего из двух строк.

Таблица 1. Таблица истинности логического элемента инвертора

В качестве логического инвертора можно использовать простейший усилитель с транзистором, включенном по схеме с общим эмиттером (или истоком для полевого транзистора). Принципиальная схема логического элемента инвертора, выполненная на биполярном n-p-n транзисторе, приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема простейшего логического инвертора

Микросхемы логических инверторов могут обладать различным временем распространения сигнала и могут работать на различные виды нагрузки. Они могут быть выполнены на одном или на нескольких транзисторах. Наиболее распространены логические элементы, выполненные по ТТЛ, ЭСЛ и КМОП технологиям. Но независимо от схемы логического элемента и её параметров все они осуществляют одну и ту же функцию.

Для того, чтобы особенности включения транзисторов не затеняли выполняемую функцию, были введены специальные обозначения для логических элементов — условно-графические обозначения. Условно-графическое обозначение инвертора приведено на рисунке 2.

Рисунок 2. Условно-графическое обозначение логического инвертора

Инверторы присутствуют практически во всех сериях цифровых микросхем. В отечественных микросхемах инверторы обозначаются буквами ЛН. Например, в микросхеме 1533ЛН1 содержится 6 инверторов. Иностранные микросхемы для обозначения типа микросхемы используется цифровое обозначение. В качестве примера микросхемы, содержащей инверторы, можно назвать 74ALS04. В названии микросхемы отражается, что она совместима с ТТЛ микросхемами (74), произведена по улучшеной малопотребляющей шоттки технологии (ALS), содержит инверторы (04).

В настоящее время чаще применяются микросхемы поверхностного монтажа (SMD микросхемы), в которых содержится по одному логическому элементу, в частности инвертору. В качестве примера можно назвать микросхему SN74LVC1G04. Микросхема произведена фирмой Texas Instruments (SN), совместима с ТТЛ микросхемами (74) произведена по низковольтовой КМОП технологии (LVC), содержит только один логический элемент (1G), им является инвертор (04).

Для исследования инвертирующего логического элемента можно использовать широкодоступные радиоэлектронные элементы. Так, в качестве генератора входных сигналов можно использовать обычные переключатели или тумблеры. Для исследования таблицы истинности можно даже применить обычный провод, который будем поочередно подключать к источнику питания и ли общему проводу. В качестве логического пробника может быть использована низковольтовая лампочка или светодиод, соединенный последовательно с токоограничивающим резистором. Принципиальная схема исследования логического элемента инвертора, реализованная с помощью этих простейших радиоэлектронных элементов, приведена на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема исследования логического инвертора

Схема исследования цифрового логического элемента, приведенная на рисунке 3, позволяет наглядно получить данные для таблицы истинности. Подобное исследование проводится в лабораторной работе 1 Исследование цифровых устройств на основе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) в среде Quartus II. Более полные характеристики цифрового логического элемента инвертора, такие как время задержки входного сигнала, скорость нарастания и спадания фронтов сигнала на выходе, можно получить при помощи импульсного генератора и осциллографа (желательно двухканального осциллографа).

Условные графические обозначения

Приводы и исполнительные механизмы имеют условные графические обозначения.

В схемах различных устройств применяют обозначения символами отдельных частей. Ими могут являться группы элементов, частотные преобразователи, двигатели и другие. А также могут быть воспроизводящие устройства, источники питания.

Функциональные элементы изображают разными фигурами. Чтобы было более понятно внутри обозначений размещены знаки, определяющие мнемоничность режима.

Многие символы изображены квадратами.

Введение

Но начнем немного издалека…
Каждый молодой специалист, который приходит в проектирование, начинает либо со складывания чертежей, либо с чтения нормативной документации, либо нарисуй «вот это» по такому примеру. Вообще, нормативная литература изучается по ходу работы, проектирования.

Невозможно прочитать всю нормативную литературу, относящуюся к твоей специальности или, даже, более узкой специализации. Тем более, что ГОСТ, СНиП и другие нормативы периодически обновляются. И каждому проектировщику приходится отслеживать изменения и новые требования нормативных документов, изменения в линейках производителей электрооборудования, постоянно поддерживать свою квалификацию на должном уровне.

Помните, как Льюиса Кэролла в «Алисе в Стране Чудес»?

«Нужно бежать со всех ног, чтобы только оставаться на месте, а чтобы куда-то попасть, надо бежать как минимум вдвое быстрее!»

Это я не к тому, чтобы поплакаться «как тяжела жизнь проектировщика» или похвастаться «смотрите, какая у нас интересная работа». Речь сейчас не об этом. Учитывая такие обстоятельства, проектировщики перенимают практический опыт от более опытных коллег, многие вещи просто знают как делать правильно, но не знают почему. Работают по принципу «Здесь так заведено».

Порой, это достаточно элементарные вещи. Знаешь, как сделать правильно, но, если спросят «Почему так?», ответить сразу не сможешь, сославшись хотя бы на название нормативного документа.

В этой статье я решил структурировать информацию, касающуюся условных обозначений, разложить всё по полочкам, собрать всё в одном месте.

1. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1.1. Графические обозначения

1. 1.1. Графические обозначения приборов, средств автоматизации и линий связи должны соответствовать приведенным в табл. 1.

Таблица 1

1.1.2. Отборное устройство для всех постоянно подключенных приборов изображают сплошной тонкой линией, соединяющей технологический трубопровод или аппарат с прибором (черт. 1). При необходимости указания конкретного места расположения отборного устройства (внутри контура технологического аппарата) его обозначают кружком диаметром 2 мм (черт. 2).

1.2. Буквенные обозначения

1.2.1. Основные буквенные обозначения измеряемых величин и функциональных признаков приборов должны соответствовать приведенным в табл. 2.

Таблица 2

Измеряемая величинаФункциональный признак прибора
ОбозначениеОсновное обозначение измеряемой величиныДополнительное
обозначение,
уточняющее
измеряемую
величину
Отображение
информации
Формирование выходного сигналаДополнительное
значение
А+Сигнализация
В+
С+Автоматическое
регулирование,
управление
DПлотностьРазность, перепад
EЭлектрическая величина (см. п. 2.13)+
FРасходСоотношение, доля, дробь
GРазмер,
положение,
перемещение
+
HРучное
воздействие
Верхний предел
измеряемой
величины
I+Показание
J+Автоматическое
переключение,
обегание
КВремя, временная программа+
LУровеньНижний предел
измеряемой
величины
MВлажность
N+
O+
PДавление, вакуум
QВеличина, характеризующая качество: состав, концентрация и т. п. (см. п. 2.13)Интегрирование, суммирование по времени+
RРадиоактивность (см. п. 2.13)Регистрация
SСкорость, частотаВключение,
отключение,
переключение,
блокировка
TТемпература+
UНесколько разнородных измеряемых величин
VВязкость+
WМасса
XНерекомендуемая резервная буква
Y++
Z++

Примечание. Буквенные обозначения, отмеченные знаком «+», являются резервными, знаком «-» – не используются.

1.2.2. Дополнительные буквенные обозначения, применяемые для указания дополнительных функциональных признаков приборов, преобразователей сигналов и вычислительных устройств, приведены в приложении 1.

1.3. Размеры условных обозначений

1.3.1. Размеры условных графических обозначений приборов и средств автоматизации в схемах приведены в табл. 3.

1.3.2. Условные графические обозначения на схемах выполняют сплошной толстой основной линией, а горизонтальную разделительную черту внутри графического обозначения и линии связи – сплошной тонкой линией по ГОСТ 2.303.

1.3.3. Шрифт буквенных обозначений принимают по ГОСТ 2.304 равным 2,5 мм.

Таблица 3

С чего начать чтение схем?

Для того, чтобы научиться читать схемы, первым делом, мы должны изучить как выглядит тот или иной радиоэлемент в схеме. В принципе ничего сложного в этом нет. Вся соль в том, что если в русской азбуке 33 буквы, то для того, чтобы выучить обозначения радиоэлементов, придется неплохо постараться.

 

До сих пор весь мир не может договориться, как обозначать тот или иной радиоэлемент либо устройство. Поэтому, имейте это ввиду, когда будете собирать буржуйские схемы. В нашей статье мы будем рассматривать наш российский ГОСТ-вариант обозначения радиоэлементов

Принцип работы инвертора напряжения

Представим, что у нас имеется источник электрической энергии постоянного тока такой, как аккумулятор или гальванический элемент и потребитель (нагрузка), который работает только от переменного напряжения. Как преобразовать один вид энергии в другой? Решение было найдено довольно просто. Достаточно подключить аккумулятор к потребителю сначала одной полярностью, а затем через короткий промежуток отключить аккумулятор, а потом снова подключить, но уже обратной полярностью. И такие переключения повторять все время через равные промежутки времени. Если выполнять таких переключений 50 раз за секунду, то на потребитель будет подаваться переменное напряжение частотой 50 Гц.

Роль переключателей чаще всего выполняют транзисторы или тиристоры, работающие в ключевом режиме.

На схеме, приведенной ниже, изображен источника питания Uип с клеммами 1-2 и потребитель RнLн, обладающий активно-индуктивным характером, с клеммами 3-4. В один момент времени потребитель клеммами 3-4 подключается к клеммам 1-2 Uип, при этом I от Uип протекает в направлении LнRн, а в следующий момент клеммы 3-4 изменяют свое положение и I протекает в противоположном направлении относительно потребителя электрической энергии.

Виды и типы электрических схем

Прежде, чем говорить об условных обозначения на схемах, нужно разобраться, какие виды и типы схем бывают. С 01.07.2009 на территории РФ введен в действие ГОСТ 2.701-2008 «ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению».
В соответствии с этим ГОСТ, схемы разделяются на 10 видов:

  1. Схема электрическая
  2. Схема гидравлическая
  3. Схема пневматическая
  4. Схема газовая
  5. Схема кинематическая
  6. Схема вакуумная
  7. Схема оптическая
  8. Схема энергетическая
  9. Схема деления
  10. Схема комбинированная

Виды схем подразделяются на восемь типов:

  1. Схема структурная
  2. Схема функциональная
  3. Схема принципиальная (полная)
  4. Схема соединений (монтажная)
  5. Схема подключения
  6. Схема общая
  7. Схема расположения
  8. Схема объединенная

Меня, как электрика, интересуют схемы вида «Схема электрическая». Вообще, описание и требования к схемам приведены в ГОСТ 2.701-2008 на примере электрических схем, но с 01 января 2012 действует ГОСТ 2.702-2011 «ЕСКД. Правила выполнения электрических схем». Большей частью текст этого ГОСТ дублирует текст ГОСТ 2.701-2008, ссылается на него и другие ГОСТ.

ГОСТ 2.702-2011 подробно описывает требования к каждому виду электрической схемы. При выполнении электрических схем следует руководствоваться именно этим ГОСТ.

ГОСТ 2.702-2011 дает следующее определение понятия электрической схемы: «Схема электрическая — документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные части изделия, действующие при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи». Далее ГОСТ ссылается на документы, регламентирующие правила выполнения условных графических изображения, буквенных обозначений и обозначений проводов и контактных соединений электрических элементов. Рассмотрим каждый отдельно.

Искусство создания схем

Правильно составленных схем осталось совсем немного. Хорошую схему составлять трудно, долго. При создании схемы нельзя забывать, что схема необходима для человека, а не для простого описания какого-либо прибора, выходного двигателя. Многие схемы, созданные по ЕСКД, составлены неграмотно инженерами. Чтобы составить нормальную схему, необходимо изучить искусство для их составления. Когда схема создана на профессиональном уровне, то становится легко работать с ней и с устройством. Рекомендуется перерисовывать схему оборудования, с которым вы работаете или обслуживаете часто.

Главные принципы создания схем

  • Схема создается для человека, обслуживающего устройство, а не для машины.
  • Схема должна читаться и быть подробной, между ними должен быть баланс.
  • Выделяют графическими способами важность необходимых участков и обратная суть устройства.
  • При взгляде должно быть понятно, куда идет путь основных режимов и функций.

Графические обозначения в электрических схемах

В части графических обозначений в электрических схемах ГОСТ 2.702-2011 ссылается на три других ГОСТ:

  • ГОСТ 2.709-89 «ЕСКД. Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах».
  • ГОСТ 2.721-74 «ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения»
  • ГОСТ 2. 755-87 «ЕСКД. Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения».

Условные графические обозначения (УГО) автоматов, рубильников, контакторов, тепловых реле и прочего коммутационного оборудования, которое используется в однолинейных схемах электрических щитов, определены в ГОСТ 2.755-87.

Однако, обозначение УЗО и дифавтоматов в ГОСТ отсутствует. Думаю, в скором времени он будет перевыпущен и обозначение УЗО будет добавлено. А пока, каждый проектировщик изображает УЗО по собственному вкусу, тем более, что ГОСТ 2.702-2011 это предусматривает. Достаточно привести обозначение УГО и его расшифровку в пояснениях к схеме.

Дополнительно к ГОСТ 2.755-87 для полноты схемы понадобится использование изображений из ГОСТ 2.721-74 (в основном для вторичных цепей).

Все обозначения коммутационных аппаратов построены на четырех базовых изображениях:

с использованием девяти функциональных признаков:

Основные условные графические обозначения, используемые в однолинейных схемах электрических щитов:

НаименованиеИзображение
Автоматический выключатель (автомат)
Выключатель нагрузки (рубильник)
Контакт контактора
Тепловое реле
УЗО
Дифференциальный автомат
Предохранитель
Автоматический выключатель для защиты двигателя (автомат со встроенным тепловым реле)
Выключатель нагрузки с предохранителем (рубильник с предохранителем)
Трансформатор тока
Трансформатор напряжения
Счетчик электрической энергии
Частотный преобразователь
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления автоматически
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством вторичного нажатия кнопки
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством вытягивания кнопки
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством отдельного привода (например, нажатия кнопки-сброс)
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при возврате
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании и возврате
Контакт размыкающий с замедлением, действующим при срабатывании 
 Контакт размыкающий с замедлением, действующим при возврате 
 Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании и возврате
Катушка контактора, общее обозначение катушки реле
Катушка импульсного реле
Катушка фотореле
Катушка реле времени
Мотор-привод
Лампа осветительная, световая индикация (лампочка)
Нагревательный элемент
Разъемное соединение (розетка):
гнездо
штырь
Разрядник
Ограничитель перенапряжения (ОПН), варистор
Разборное соединение (клемма)
Амперметр
Вольтметр
Ваттметр
Частотометр

Обозначения проводов, шин в электрических щитах определяется ГОСТ 2. 721-74.

Линии соединения

Каждый проводник имеет наименование. Если у проводов одно название, то их считают за один провод.

Графическое обозначение электроэнергетических объектов на схемах

Наименование
объекта

Обозначение объекта

существующего

проектируемого

намечаемого

Электростанция. Общее обозначение

Электростанция тепловая ТЭС. Общее обозначение, ГРЭС

Электростанция тепловая с выдачей тепловой энергии потребителю ТЭЦ

Электростанция гидравлическая. Общее обозначение

Электростанция атомная

Подстанция. Общее обозначение

Подстанция переменного тока 35 кВ

Подстанция переменного тока 110 кВ

Подстанция переменного тока 220 кВ

Подстанции переменного тока 500 кВ

Подстанции тяговые переменного тока

Подстанция тяговая постоянного тока

Линия электропередач. Общее обозначение

Линия электропередачи до 1 кВ

Линия электропередач свыше 1 кВ

Кабельная линия

Воздушная линия

Линия электропередач постоянного тока

± 110

±110

±110

Обозначения применяются для определения свойств соединений.

Проектирование электрических схем в среде КОМПАС: Библиотека ESK 5

Проектирование электрических схем в среде КОМПАС: Библиотека ESK 5

Сергей Кальянов

Опубликовано: "САПР и Графика" №5, 2002


В журнале "САПР и графика" №3/2000 была приведена краткая информация о прикладной библиотеке элементов электрических схем — ESK 5. В данной статье мы более подробно рассмотрим некоторые возможности этого приложения, в том числе появившийся в последней версии функционал.

Библиотека ESK 5 работает в среде системы КОМПАС-ГРАФИК. Она используется конструкторами-электриками при создании электрических и функциональных схем, схем соединений, схем и планов сооружений и устройств сетей проводного вещания, схем проводок и прокладки электрических сетей на планах зданий и сооружений всех отраслей промышленности и народного хозяйства.

ESK 5 позволяет существенно упростить и автоматизировать формирование электрических схем. Не претендуя на роль базовой САПР в области электроники или электротехники, Библиотека, тем не менее, обладает широким кругом возможностей:

  • содержит несколько тысяч графических обозначений элементов,
  • имеет средства для создания графических обозначений микросхем и других элементов,
  • предоставляет возможность формирования линий связи на схемах,
  • автоматически и полуавтоматически проставляет позиционные обозначения,
  • автоматически создает перечни элементов,
  • ведет базу данных элементов.
Графические обозначения элементов

В состав Библиотеки входит несколько тысяч графических обозначений микросхем, конденсаторов, источников питания, предохранителей, ламп, реле, резисторов, диодов, оптронов, тиристоров, трансформаторов, электрозапальных и электротермических устройств, акустических и электроизмерительных приборов и т.д. Стандартный Windows-интерфейс Библиотеки и наглядные кнопочные панели обеспечивают удобный доступ к графическим обозначениям (рис. 1).


Рис.1. Графические обозначения

При вставке в графический документ обозначения элемента пользователь может:

  • менять точку привязки фантома,
  • поворачивать обозначение на фиксированный угол, кратный 90°, или на произвольный угол,
  • получать зеркальное изображение обозначения,
  • управлять созданием и заполнением атрибутов обозначения,
  • управлять привязками обозначения (независимо от привязок, установленных в КОМПАС-ГРАФИК).

Созданное обозначение является макроэлементом — единым объектом в документе КОМПАС-ГРАФИК.

Создание новых графических обозначений

Кроме отрисовки стандартных графических обозначений, в ряде разделов Библиотеки имеется возможность создания новых обозначений. Например, пользователь может сформировать графическое обозначение практически любой микросхемы (рис. 2), вставить его в документ или сохранить его в файле каталога (собственный формат библиотеки ESK), библиотеке фрагментов или фрагменте КОМПАС-ГРАФИК.


Рис.2. Формирование обозначения микросхемы в визуальном режиме

Сервис при отрисовке линий связи на схемах

Библиотека ESK 5 имеет развитые средства создания линий связи между элементами электрических схем. При формировании линий связи на них накладываются дополнительные ограничения, помогающие ускорить и упростить отрисовку.
Если при создании линии связи возникают ошибки, Библиотека выдает диагностическое сообщение и подсвечивает элемент, вызвавший ошибку.

Управление линиями связи осуществляется в соответствующем окне (рис. 3).


Рис.3. Окно управления линиями связи

Библиотека ESK поддерживает следующие типы линий связи:

  • системные линии связи библиотеки ESK,
  • системные линии КОМПАС-ГРАФИК,
  • линии проводки на планах по ГОСТ 21.614-88,
  • линии передач проводных средств системы связи по ГОСТ 21.406-88,
  • линии из пользовательской библиотеки стилей линий.

Кроме того, в Библиотеке имеется возможность автоматического создания узлов соединений. При формировании узлов анализируется количество и типы линий в предпоследней (последней) точке линии связи и в зависимости от них отрисовывается узел соединения.

Автоматическая и полуавтоматическая простановка позиционных обозначений

Функция "Позиционное обозначение" позволяет создать буквенно-цифровые обозначения (позиционные обозначения) элементов в электрических схемах по ГОСТ 2.710-81.

Функция предоставляет пользователю следующие возможности:

  • поддержка структуры составного, условного буквенно-цифрового обозначения по ГОСТ 2.710-81,
  • поддержка позиционных обозначений внутри функциональных групп, входящих в схему,
  • поддержка позиционных обозначений по устройствам, входящим в схему и не имеющим отдельной принципиальной схемы,
  • поддержка позиционных обозначений на схемах, выполненных на нескольких листах (количество листов схемы не ограничено),
  • задание начального номера позиционного обозначения по видам элементов,
  • вызов каталога элементов и создание атрибутов элемента с данными по элементу,
  • автоматическая, полуавтоматическая и ручная отрисовка позиционных обозначений,
  • отрисовка в позиционном обозначении номинала элемента,
  • простановка позиционных обозначений как по всей схеме, так и по выделенным элементам,
  • редактирование и удаление позиционных обозначений,
  • контроль правильности введенных позиционных обозначений; контролируются следующие ошибки:
    • нет вида обозначения,
    • нет номера обозначения,
    • нет отрисованного текста обозначения,
    • двойной номер обозначения,
    • двойной номер части обозначения,
    • пропущен номер обозначения (контроль настраивается),
    • пропущен номер части обозначения,
    • нет указания о входимости или указание неверное,
    • в обозначении верхнего уровня нет указания о входимости или оно неверное,
    • обозначение верхнего уровня ссылается на отсутствующее обозначение,
    • нет обязательной второй части обозначения.

Вся информация о позиционном обозначении записывается в атрибут обозначения и может быть просмотрена средствами системы КОМПАС-ГРАФИК. Текст позиционного обозначения входит в состав обозначения элемента.

При вызове функции осуществляется анализ схемы на наличие позиционных обозначений. Данные о позиционных обозначениях отображаются в соответствующем окне (рис. 4).


Рис.4. Информация о позиционных обозначениях

Автоматическое создание перечней элементов

Функция "Перечень элементов" позволяет создать для электрических схем перечень элементов по ГОСТ 2.701-84.

Функция предоставляет следующий сервис при создании и редактировании перечня элементов:

  • создание перечня элементов по ГОСТ 2.701-84,
  • создание объектов перечня элементов позиционных обозначений внутри функциональных групп, входящих в схему,
  • создание объектов перечня элементов позиционных обозначений по устройствам, входящим в схему и не имеющим отдельной принципиальной схемы,
  • создание объектов перечня элементов на схемах, выполненных на нескольких листах (количество листов схемы не ограничено; объекты перечня элементов для всех листов схемы создаются на текущем листе схемы и не имеют связи с геометрией обозначения элемента),
  • вызов каталога элементов и создание атрибутов элемента,
  • создание объектов перечня элементов как по всей схеме, так и по выделенным элементам,
  • создание и редактирование вспомогательных объектов перечня элементов и заголовков видов элементов,
  • управление видимостью "частей" полного наименования элемента,
  • контроль правильности введенных данных; контролируются следующие ошибки:
    • нет наименования элемента,
    • нет типа элемента,
    • нет позиционного обозначения,
    • нет количества,
    • неправильное количество,
    • нет связи с обозначениями элементов,
    • не найдены все связи с обозначениями элементов,
    • ошибка позиционного обозначения в объекте ПЭ,
    • объект был отредактирован,
    • заголовок без раздела.

Вся информация об объектах перечня элементов в документе может быть просмотрена и отредактирована средствами системы КОМПАС-ГРАФИК.

При вызове функции "Перечень элементов" осуществляется анализ схемы на наличие объектов перечня элементов и позиционных обозначений; данные о них отображаются в соответствующем окне (рис 5).


Рис.5. Окно "Перечень элементов"

Ведение базы данных элементов

Функция "Каталог элементов" позволяет вводить, просматривать, удалять данные об элементах в каталоге, а также записывать их данные в атрибуты обозначения элемента для использования в других функциях библиотеки ESK (при составлении перечней элементов, спецификаций и т. д.).

В Каталог можно внести следующие данные об элементе:

  • Наименование
  • Тип элемента
  • Обозначение (чертеж)
  • ТУ или ГОСТ
  • Код ОКП
  • Масса элемента
  • Тип корпуса
  • Комментарий
  • Содержание драгоценных металлов
  • Имя файла справки элемента
  • Идентификатор обозначения элемента
  • Применяемость элемента
  • Цена
  • Валюта
  • Дополнительная информация
  • Данные о поставщике
  • Параметры выводов (количество выводов элемента не ограничено)

Каталог элементов представляет собой базу данных; для управления его содержимым предназначено специальное окно (рис 6).


Рис.6. Каталог элементов

При работе с Каталогом пользователю предоставляется ряд сервисных возможностей:

  • поиск элементов,
  • фильтрация элементов по применяемости,
  • ведение каталогов элементов по проектам и схемам,
  • предварительный просмотр графических изображений элементов,
  • ввод информации о месте положения изображений элементов.
Постоянное развитие Библиотеки

В планах разработчиков — дальнейшее наращивание функционала Библиотеки элементов электрических схем. В ближайшей версии ESK 5 пользователю будут предоставлены возможности:

  • преобразования любых обозначений, созданных вручную, в обозначения Библиотеки в момент отрисовки (преобразованные обозначения в дальнейшем обрабатываются функциями "Позиционное обозначение" и "Перечень элементов"),
  • настройки каталога пользователя (в него могут быть включены любые обозначения из Библиотеки ESK),
  • создания таблиц разъема любого состава и ряд других новшеств.

Справочник "Цифровые Интегральные Микросхемы"

Справочник "Цифровые Интегральные Микросхемы" [ Содержание ]

1.1. Классификация и система условных обозначений цифровых микросхем

Цифровые микросхемы предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по законам дискретной функции. Они применяются для построения ЦВМ, а также цифровых узлов измерительных приборов, аппаратуры автоматического управления, связи и т. д.

По конструктивно-технологическому исполнению все цифровые ИС делятся на группы. По характеру выполняемых функций в аппаратуре ИС подразделяются на подгруппы (например, логические элементы, триггеры и т. д.) и виды внутри подгрупп (например, триггеры с задержкой, триггеры универсальные и т. д.). Разделение цифровых ИС на подгруппы и виды по функциональному назначению приведены в следующей таблице:

Таблица 1.1. Цифровые интегральные микросхемы
Подгруппа и вид ИСОбозначение
Формирователи:
импульсов токаAA
импульсов прямоугольной формыАГ
импульсов специальной формыАФ
прочиеАП
Схемы задержкиБР
Схемы вычислительных средств:
сопряжение с магистральюВА
синхронизацииВБ
управления вводом-выводом (схемы интерфейса)ВВ
контроллерыВГ
микроэвмBE
специализированныеВЖ
времязадающиеВИ
комбинированныеВК
микропроцессорыВМ
управление прерываниемВН
прочиеВП
функциональные расширители (в том числе расширители разрядных данных)ВР
микропроцессорные секцииВС
схемы управления памятьюВТ
схемы микропрограммного управленияВУ
функциональные преобразователи информации (арифметические, тригонометрические, логарифмические, быстрого преобразования Фурье и др.)ВФ
Генераторы :
прямоугольных сигналовГГ
сигналов специальной формыГФ
Схемы арифметических и дискретных устройств:
арифметическо-логические устройстваИА
шифраторыИВ
дешифраторыИД
счетчикиИЕ
комбинированныеИК
полусумматорыИЛ
сумматорыИМ
прочиеИП
регистрыИР
Коммутаторы и ключи:
напряженияКН
токаКТ
прочиеКП
Логические элементы:
И-НЕЛА
И-НЕ/ИЛИ-НЕЛБ
расширителиЛД
ИЛИ-НЕЛЕ
ИЛИ
И-ИЛИ-НЕ/И-ИЛИЛК
ИЛИЛЛ
ИЛИ-НЕ/ИЛИЛМ
НЕЛН
прочиеЛП
И-ИЛИ-НЕЛР
И-ИЛИЛС
Преобразователи сигналов:
двоичного кода в семисегментный кодПП
уровня (согласователи)ПУ
код - кодПР
Схемы запоминающих устройств (ЗУ):
ассоциативные ЗУРА
матрицы постоянных ЗУРВ
постоянные ЗУ (масочные)РЕ
матрицы оперативных ЗУРМ
прочиеРП
постоянные ЗУ с возможностью многократного электрического перепрограммированияРТ
оперативные ЗУРУ
постоянные ЗУ с ультрафиолетовым стиранием и электрической записью информацииРФ
Схемы сравненияСА
СП
СК
Триггеры :
универсальные (типа JK)ТВ
динамическиеТД
комбинированныеТК
ШмиттаТЛ
с задержкой (типа D)ТМ
прочиеТП
с раздельным запуском (типа RS)ТР
счетные (типа Т)ТТ
УсилителиУЛ
Многофункциональные схемы
цифровыеХЛ
комбинированныеХК
цифровые матрицыХМ
прочиеХП

Сведения о подгруппе и виде микросхемы содержатся в ее условном обозначении.

В соответствии с ГОСТ 17021-75 обозначение цифровых ИС должно состоять из четырех элементов. Первый из них - цифра (1, 5, 7), обозначающая группу ИС. Она определяется конструктивно-технологическим исполнением ИС. Второй элемент -две или три цифры (от 00 до 99 либо от 000 до 999), указывающие порядковый номер разработки серии ИС. Третий элемент - две буквы, обозначающие подгруппу и вид микросхемы, определяющие основные функциональные назначения ИС (табл. 1.1). Четвертый элемент-число, обозначающее порядковый номер разработки ИС по функциональному признаку в данной серии.

Два первых элемента обозначают серию ИС. Под серией понимают совокупность типов ИС, которые могут выполнять различные функции, имеют единое конструктивно-технологическое исполнение и предназначены для совместного применения.

Пример условного обозначения интегральной полупроводниковой логической микросхемы И-НЕ с порядковым номером разработки серии - 1533, порядковым номером разработки данной схемы в серии по функциональному признаку - 3 приведен ниже.

При необходимости разработчик ИС имеет право после порядкового номера разработки ИС по функциональному признаку в данной серии дополнительно поместить букву (от А до Я), обозначающую отличие электрических параметров ИС одного типа (например, 531ЛА1П). Конечная буква при маркировке может быть заменена точкой. Цвет ее указывается в технических условиях (ТУ) на ИС конкретных типов. Для микросхем, используемых в устройствах широкого применения, в начале обозначения добавляется буква К (на- пример, К1533ЛАЗ). Как правило, ИС с буквой К отличаются от микросхем, не имеющих ее, условиями приемки на заводе-изготовителе, т. е. отличаются не только диапазоном температур, при которых они могут быть использованы, но и численными значениями некоторых параметров.

В последнее время для некоторых ИС после буквы К ставится дополнительная буква, указывающая особенность конструктивного исполнения (например, КР, КМ, КФ).

Для бескорпусных ИС перед цифровым обозначением серии добавляют букву Б, а после обозначения порядкового номера разработки ИС по функциональному признаку в данной серии (или после дополнительного буквенного обозначения) через дефис указывают цифру, характеризующую модификацию конструктивного исполнения (например, Б133ЛАЗ-1). В табл. 1.2 приведены обозначения конструктивного исполнения для различных модификаций бескорпусных ПС.

Таблица 1.2. Модификация конструктивного исполнения
Характеристика конструктивного исполнения микросхем (модификация)Обозначение конструктивного исполнения
С гибкими выводами1
С ленточными (паучковыми) выводами2
С жесткими выводами3
На общей пластине (нераздельные)4
Раздельные без потери ориентировки5
С контактными площадками без выводов (кристалл)6

Основные серии, тип логики, шифр корпуса и номер его рисунка, а также назначение цифровых ПС приведены в табл 1.2.


Условные обозначения на электрических схемах по ГОСТ: буквенные, графические

Виды и типы электрических схем

Катушка электромеханического устройства, работающего с ускорением при срабатывании и отпускании

Около прямоугольника или в прямоугольнике допускается указывать величины, характеризующие обмотку, например, катушка с двумя обмотками, сопротивление каждой Ом 2. Дополнительные знаки позволяют найти на схеме контакты кнопок управления , реле времени, путевых выключателей и т.

Чтобы изменить положение контактов, необходимо поменять полярность подачи напряжения на обмотке. При подключении нагрузки к контактам реле нужно знать мощность, на которую они рассчитаны. Если катушку подключить к источнику тока, то образовавшееся магнитное поле намагничивает сердечник.

Это были силовые характеристики реле, точнее его контактов. E — Электрическая связь с корпусом прибора. Одна часть К1 — это условное обозначение электромагнитной катушки. На его корпусе нанесены следующие надписи.

Рекомендуем: Как ремониторовать электрику

Принцип работы реле наглядно иллюстрирует следующая схема. Как правило, размеры самих реле позволяют наносить на корпус их основные параметры. Вместе со стержнем и якорем ярмо образует магнитопровод.

Параметры электромагнитных реле. Катушка электромеханического устройства с двумя встречными одинаковыми обмотками бифилярная обмотка 7. Виды и типы. Катушка электромеханического устройства трехфазного тока 9.

Реле сработает, и его контакты K1. Отрисовку светильников в AutoCAD удобно выполнять при помощи динамических блоков. При отсутствии дополнительной информации в основном поле допускается в этом поле указывать уточняющие данные, например, катушка электромеханического устройства с обмоткой минимального тока Он может быть как металлическим, так и пластмассовым.

Его основой является катушка, состоящая из большого количества витков изолированного провода. Электрические параметры некоторых элементов могут быть отображены, непосредственно в документе, или представлены отдельно в виде таблицы.
Как читать электрические схемы

Графические обозначения в электрических схемах

В части графических обозначений в электрических схемах ГОСТ 2.702-2011 ссылается на три других ГОСТ:

  • ГОСТ 2.709-89 «ЕСКД. Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах».
  • ГОСТ 2.721-74 «ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения»
  • ГОСТ 2.755-87 «ЕСКД. Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения».

Условные графические обозначения (УГО) автоматов, рубильников, контакторов, тепловых реле и прочего коммутационного оборудования, которое используется в однолинейных схемах электрических щитов, определены в ГОСТ 2.755-87.

Однако, обозначение УЗО и дифавтоматов в ГОСТ отсутствует. Думаю, в скором времени он будет перевыпущен и обозначение УЗО будет добавлено. А пока, каждый проектировщик изображает УЗО по собственному вкусу, тем более, что ГОСТ 2.702-2011 это предусматривает. Достаточно привести обозначение УГО и его расшифровку в пояснениях к схеме.

Дополнительно к ГОСТ 2.755-87 для полноты схемы понадобится использование изображений из ГОСТ 2.721-74 (в основном для вторичных цепей).

Все обозначения коммутационных аппаратов построены на четырех базовых изображениях:

с использованием девяти функциональных признаков:

НаименованиеИзображение
1. Функция контактора
2. Функция выключателя
3. Функция разъединителя
4. Функция выключателя-разъединителя
5. Автоматическое срабатывание
6. Функция путевого или концевого выключателя
7. Самовозврат
8. Отсутствие самовозврата
9. Дугогашение
Примечание: Обозначения, приведенные в пп. 1 — 4, 7 — 9, помещают на неподвижных контактах, а обозначения в пп. 5 и 6 — на подвижных контактах.

Основные условные графические обозначения, используемые в однолинейных схемах электрических щитов:

НаименованиеИзображение
Автоматический выключатель (автомат)
Выключатель нагрузки (рубильник)
Контакт контактора
Тепловое реле
УЗО
Дифференциальный автомат
Предохранитель
Автоматический выключатель для защиты двигателя (автомат со встроенным тепловым реле)
Выключатель нагрузки с предохранителем (рубильник с предохранителем)
Трансформатор тока
Трансформатор напряжения
Счетчик электрической энергии
Частотный преобразователь
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления автоматически
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством вторичного нажатия кнопки
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством вытягивания кнопки
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством отдельного привода (например, нажатия кнопки-сброс)
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при возврате
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании и возврате
Контакт размыкающий с замедлением, действующим при срабатывании 
 Контакт размыкающий с замедлением, действующим при возврате 
 Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании и возврате
Катушка контактора, общее обозначение катушки реле
Катушка импульсного реле
Катушка фотореле
Катушка реле времени
Мотор-привод
Лампа осветительная, световая индикация (лампочка)
Нагревательный элемент
Разъемное соединение (розетка):гнездоштырь
Разрядник
Ограничитель перенапряжения (ОПН), варистор
Разборное соединение (клемма)
Амперметр
Вольтметр
Ваттметр
Частотометр

Обозначения проводов, шин в электрических щитах определяется ГОСТ 2.721-74.

НаименованиеИзображение
Линия электрической связи, провода, кабели, шины, линия групповой связи
Защитный проводник (PE) допускается изображать штрихпунктирной линией
Графическое разветвление (слияние) линий групповой связи
Пересечение линий электрической связи, линий групповой связи электрически не соединенных проводов, кабелей, шин, электрически не соединенных
Линия электрической связи с одним ответвлением
Линия электрической связи с двумя ответвлениями
Шина (если необходимо графически отделить от изображения линии электрической связи)
Ответвление шины
Шины, графически пересекающиеся и электрически не соединенные
Отводы (отпайки) от шины

Символы для чтения принципиальных схем

Символы принципиальных схем напоминают базовые. Чтобы научиться их читать, следует запомнить стандартные значки всех элементов, которые есть в электроустройствах. Основные из них: обозначения букв и цифр, пунктирные, механические и экранированные линии, коаксиальные кабели и другие. В этом списке можно опустить значки для радиоустройств, так как при составлении схемы электросети жилого дома они не столь востребованы.

Примеры обозначений:

  • разъемные элементы обозначаются значками Х1 и Х2;
  • общепринятые значки для резисторов — R1 (переменный резистор), SA1(выключатель). Так как элементы связаны, между ними проводится пунктир.
  • экранирование рисуют штрихпунктирной линией, связывая ее с общим проводом. Это обозначение необходимо, так как многие узлы электроустройств реагируют на магнитное поле.

Для того чтобы грамотно читать принципиальные схемы, необходимо научиться отличать цепи главной схемы от вторичных. В основе главных цепей части, преобразовывающие поток электроэнергии, в основе вторичных узлы мощностью не более 1 киловатта. Они учитывают и измеряют расход электричества и координируют работу электроприборов.

Обозначения розеток и выключателей на чертежах

Проект внутреннего электроснабжения – совокупность схем и чертежей силовых розеточных сетей и сети освещения. В электропроводках используют однополюсные, двухполюсные и трехполюсные выключатели. Бывают для открытой и скрытой проводки, с различными степенями защиты – для нормальных условий эксплуатации, влаго- пылезащищенные и т.д. Трех- и двухклавишные устройства также имеют визуальные различия на электросхемах

что важно при составлении ведомостей потребности материалов. В противном случае из-за невнимательности инженера повышается риск закупки неподходящего либо более дорогостоящего оборудования

Также узел может быть совмещенным – одна розетка и несколько бытовых выключателей, сдвоенные включатели или розетки. УГО переключателя схоже на обычный выключатель, имеет два направления действия, что отображено на схемах.

Обозначение выключателей на схемах

Распределительные коробки на схеме обозначаются аналогично.

Виды схем в электрике

Для составления и чтения различных схем обычно требуются разные элементы. Типов схем есть много, но в электрике обычно используются:

  • Функциональные, на которых отображаются основные узлы устройства, без детализации. Внешне выглядит как набор прямоугольников с проложенными между ними связями. Дает общее представление о функционировании объекта.

  • Принципиальные. Этот тип схем подробный, с указанием каждого элемента, его контактов и связей. Есть принципиальные схемы устройств, есть — электросетей. Принципиальные схемы могут быть однолинейными и полными. На однолинейных изображены только силовые цепи, а управление и контроль прорисованы на отдельном листе. Если электросеть или устройство несложное, все можно разместить на одном листе. Это и будет полная принципиальная схема.

  • Монтажная. На монтажных схемах присутствуют не только элементы, но и указано их точное расположение. В случае с электросетями (проводкой в доме или квартире) указаны конкретные места расположения светильников, выключателей, розеток и других элементов. Часто тут же проставлены расстояния и номиналы. На монтажных схемах устройств указано расположение деталей на печатной плате, порядок и способ их соединения.

Есть еще много других видов электрических схем, но в домашней практике они не используются. Исключение — трасса прохождения кабелей по участку, подвод электричества к дому. Этот тип документа точно понадобится и будет полезным, но это больше план, чем схема.

Самые популярные документы раздела

Следует делать различие в изображении контакта и контакта термореле, изображаемого следующим образом
С — символ переменного и постоянного напряжения, используется в тех случаях, когда устройство может быть запитано от любого из этих источников. Кроме этого в условных графических обозначениях на электрических принципиальных схемах дополнительно используются специальные знаки, поясняющие особенности работы того или иного элемента схемы. У замыкателя происходит всё наоборот.
Например, предохранитель и резистор имеют незначительные отличия. Если они отсутствуют, то это означает бесконтактное пересечение проводников.
Примеры построения обозначений многопозиционных коммутационных устройств приведены в табл. В — Коллекторные электродвигатели постоянного тока: 1 — с возбуждением обмотки от постоянного магнита 2 — Электрическая машина с катушкой возбуждения В связке с электромоторами, на схемах показаны магнитные пускатели, устройства мягкого пуска, частотный преобразователь. Изначальное состояние размыкателя это, когда элементы замкнуты.
Для описания основных функций узлов, отображающие их прямоугольники, подписываются стандартными буквенными обозначениями. Так, например, существует несколько равноценных вариантов обозначения переключающих контактов, а также несколько стандартных обозначений обмоток трансформатора. В этой статье рассмотрим условные обозначения в электрических схемах: какие бываю, где найти расшифровку, если в проекте она не указана, как правильно должен быть обозначен и подписан тот или иной элемент на схеме. Обозначение линий связи на принципиальных схемах ГОСТ 2.

Главная Электропроводка Условные графические обозначения Условные графические обозначения УГО элементов электрических схем проектов электроснабжения необходимы для упрощения понимания содержания документации. Это обозначение используют для ссылок в текстовых документах и для нанесения на объект. УГО в однолинейных и полных электросхемах Для данных схем существует несколько групп условных обозначений, приведем наиболее распространенные из них. Символьное обозначение применяется на равне с графическим, на узкопрофильных электросхемах используются оба типа одновременно.

Следует делать различие в изображении контакта и контакта термореле, изображаемого следующим образом Позиции переключателя, в которых отсутствуют коммутируемые цепи, или позиции, соединенные между собой, обозначают короткими штрихами пример шестипозиционного переключателя, не коммутирующего электрическую цепь в первой позиции и коммутирующего одну и ту же цепь в четвертой и шестой позициях 2. Дополнительно с буквенным обозначением указывается одна или несколько цифр, обычно они поясняют параметры. Примеры УГО в функциональных схемах Ниже представлен рисунок с изображением основных узлов систем автоматизации. Группы каждого вида установки отмечены черточками на клавишах приборов.

Обозначение линий связи на принципиальных схемах ГОСТ 2. Например, предохранитель и резистор имеют незначительные отличия. Устройства могут замыкать, размыкать и переключать контакты. D — Отображение аккумуляторного или гальванического источника питания.
Элементы электрических схем. Реле.

Виды и значение линий

  1. Тонкая и толстая сплошные линии — на чертежах изображает линии электрической, групповой связи, линии на элементах УГО.
  2. Штриховая линия — указывает на экранирование провода или устройств; обозначает механическую связь (мотор — редуктор).
  3. Тонкая штрихпунктирная линия — предназначается для выделения групп из нескольких компонентов, составляющих частей устройства, либо систему управления.
  4. Штрихпунктирная с двумя точками — линия разъединительная. Показывает развертку важных элементов. Указывает на удаленный от устройства объект, связанный с системой механической или электрической связью.

Сетевые соединительные линии показывают полностью, но согласно стандартам, их допускается обрывать, если они являются помехой для нормального понимания схемы. Обрыв обозначают стрелками, рядом указывают основные параметры и характеристики электрических цепей.

Жирная точка на линиях указывает на соединение, спайку проводов.

Буквенное обозначение радиоэлементов в схеме

Давайте еще раз рассмотрим нашу схему.

Как вы видите, схема состоит из каких-то непонятных значков. Давайте разберем один из них. Пусть это будет значок R2.

Итак, давайте первым делом разберемся с надписями. R  – это значит резистор. Так как у нас он не единственный в схеме, то разработчик этой схемы дал ему порядковый номер “2”. В схеме их целых 7 штук.  Радиоэлементы в основном нумеруются слева-направо и сверху-вниз. Прямоугольник с чертой внутри уже явно показывает, что это постоянный резистор с мощностью рассеивания  в 0,25 Ватт. Также рядом с ним написано 10К, что означает его номинал в 10 Килоом. Ну как-то вот так…

Как же обозначаются остальные радиоэлементы?

Для обозначения радиоэлементов используются однобуквенные и многобуквенные коды. Однобуквенные коды  – это группа, к которой принадлежит тот или иной элемент. Вот основные группы радиоэлементов:

А – это различные устройства (например, усилители)

В – преобразователи неэлектрических величин в электрические и наоборот. Сюда могут относиться различные микрофоны, пьезоэлементы, динамики и тд. Генераторы и источники питания сюда не относятся.

С – конденсаторы

D – схемы интегральные и различные модули

E – разные элементы, которые не попадают ни в одну группу

F – разрядники, предохранители, защитные устройства

G – генераторы, источники питания,

H – устройства индикации и сигнальные устройства, например, приборы звуковой и световой индикации

K – реле и пускатели

L – катушки индуктивности и дроссели

M – двигатели

Р – приборы и измерительное оборудование

Q – выключатели и разъединители в силовых цепях. То есть в цепях, где “гуляет” большое напряжение и большая сила тока

R – резисторы

S – коммутационные устройства в цепях управления, сигнализации и в цепях измерения

T – трансформаторы и автотрансформаторы

U – преобразователи электрических величин в электрические, устройства связи

V  – полупроводниковые приборы

W – линии и элементы сверхвысокой частоты, антенны

X – контактные соединения

Y – механические устройства с электромагнитным приводом

Z – оконечные устройства, фильтры, ограничители

Для уточнения элемента после однобуквенного кода идет вторая буква, которая уже обозначает вид элемента. Ниже приведены основные виды элементов вместе с буквой группы:

BD – детектор ионизирующих излучений

BE – сельсин-приемник

BL – фотоэлемент

BQ – пьезоэлемент

BR – датчик частоты вращения

BS – звукосниматель

BV – датчик скорости

BA – громкоговоритель

BB – магнитострикционный элемент

BK – тепловой датчик

BM – микрофон

BP – датчик давления

BC – сельсин датчик

DA – схема интегральная аналоговая

DD – схема интегральная цифровая, логический элемент

DS – устройство хранения информации

DT – устройство задержки

EL – лампа осветительная

EK – нагревательный элемент

FA – элемент защиты по току мгновенного действия

FP – элемент защиты по току инерционнго действия

FU – плавкий предохранитель

FV – элемент защиты по напряжению

GB – батарея

HG – символьный индикатор

HL – прибор световой сигнализации

HA – прибор звуковой сигнализации

KV – реле напряжения

KA – реле токовое

KK – реле электротепловое

KM – магнитный пускатель

KT – реле времени

PC – счетчик импульсов

PF – частотомер

PI – счетчик активной энергии

PR – омметр

PS – регистрирующий прибор

PV – вольтметр

PW – ваттметр

PA – амперметр

PK – счетчик реактивной энергии

PT – часы

QF – выключатель автоматический

QS – разъединитель

RK – терморезистор

RP – потенциометр

RS – шунт измерительный

RU – варистор

SA – выключатель или переключатель

SB – выключатель кнопочный

SF – выключатель автоматический

SK – выключатели, срабатывающие от температуры

SL – выключатели, срабатывающие от уровня

SP – выключатели, срабатывающие от давления

SQ – выключатели, срабатывающие от положения

SR – выключатели, срабатывающие от частоты вращения

TV – трансформатор напряжения

TA – трансформатор тока

UB – модулятор

UI – дискриминатор

UR – демодулятор

UZ – преобразователь частотный, инвертор, генератор частоты, выпрямитель

VD – диод, стабилитрон

VL – прибор электровакуумный

VS – тиристор

VT – транзистор

WA – антенна

WT – фазовращатель

WU – аттенюатор

XA – токосъемник, скользящий контакт

XP – штырь

XS – гнездо

XT – разборное соединение

XW – высокочастотный соединитель

YA – электромагнит

YB – тормоз с электромагнитным приводом

YC – муфта с электромагнитным приводом

YH – электромагнитная плита

ZQ – кварцевый фильтр

Какие виды электросхем могут пригодиться?

Рассмотрим проектную информацию с точки зрения электромонтажника-любителя, желающего своими руками поменять проводку в доме или составить чертеж подключения дачи к электрокоммуникациям.

Сначала нужно понять, какие знания будут полезными, а какие не понадобятся. Первый шаг – это знакомство с видами электрических схем.

Схема щита, использующая реальные изображения коммутационных, защитных устройств, – электрические связи изображены цветными проводами. По сути, она не имеет ничего общего с профессиональной документацией, которая сопровождает проекты по энергоснабжению дома

Вся информация о видах схем изложена в новой редакции ГОСТ 2.702-2011, которая носит название «ЕСКД. Правила выполнения электрических схем».

Это дубликат более раннего документа – ГОСТ 2.701-2008, в котором как раз подробно говорится о классификации схем. Всего выделяют 10 видов, но на практике может потребоваться только одна – электрическая.

Кроме видовой классификации, существует и типовая, которая подразделяет все чертежные документы на структурные, общие и пр., всего 8 пунктов.

Домашнему мастеру будут интересны 3 типа схем: функциональная, принципиальная, монтажная.

Тип #1 – функциональная схема

Функциональная схема не содержит детализации, в ней указываются основные блоки и узлы. Она дает общее представление о работе системы. Для устройства электроснабжения частного дома не всегда есть смысл составлять такие чертежи, так как они обычно типовые.

А вот при описании сложного электронного устройства или для оснащения электрикой цеха, студии или пункта управления они могут пригодиться.

Образец функциональной схемы. Она содержит минимум условных обозначений. Вся информация представлена блоками с подписями – наименованиями устройств. По чертежу можно понять, как элементы связаны между собой

Тип #2 – принципиальная схема

Принципиальная схема, в отличие от функциональной – это набор условных обозначений, без знания которых сложно разобраться в устройстве сети в целом. На чертеже указываются все устройства и связи между ними. Если схема сложная, содержащая, например, резервирующие цепи, то эксплуатационники пользуются оперативным схемами, дающими представление о “сегодняшнем положении коммутационных аппаратов”.

Если же нужно отразить только силовые линии, достаточно начертить линейную схему, а для изображения всех видов цепей с приборами контроля и управления понадобится полная.

Вариант принципиальной схемы для электроснабжения дома с обозначением розеток, выключателей, разъема подключения электроплиты, звонка и его кнопки, светильников, автоматических предохранителей

Тип #3 – монтажная схема

Монтажная схема – документ, которым удобно пользоваться при установке сетей. По ней можно узнать, какие устройства следует подключать, где именно и как далеко друг от друга они находятся.

Указано расположение таких элементов, как выключатели и розетки, светильники, автоматы защиты. Прямо в схеме можно расставить номиналы и длину цепей.

Образец примитивной, но понятной и читаемой монтажной схемы для электроразводки частного дома, который можно составить самостоятельно, пользуясь ограниченным набором условных обозначений

Требования по всем видам схематической документации изложены в ГОСТ 2.702-2011, именно им и следует в дальнейшем руководствоваться при составлении собственных проектов.

Здесь же можно найти в полном объеме ссылки на другие полезные документы, в которых размещены таблицы графических и буквенных обозначений различных элементов, использующихся на электрических схемах, а также правила их использования.

Как соединяются радиоэлементы в схеме

Итак, вроде бы определились с задачей этой схемы. Прямые линии – это провода, либо печатные проводники, по которым будет бежать электрический ток. Их задача – соединять радиоэлементы.

Точка, где  соединяются три и более проводников, называется узлом. Можно сказать, в этом месте проводки спаиваются:

Если пристально вглядеться в схему, то можно заметить пересечение двух проводников

Такое пересечение будет часто мелькать в схемах. Запомните раз и навсегда: в этом месте провода не соединяются и они должны быть изолированы друг от друга. В современных схемах чаще всего можно увидеть вот такой вариант, который уже визуально показывает, что соединения между ними отсутствует:

Здесь как бы один проводок сверху огибает другой, и они никак не контактируют между собой.

Если бы между ними было соединение, то мы бы увидели вот такую картину:

Условные обозначения однолинейных схем

Как уже говорили, на однолинейных схемах указывается только силовая часть: УЗО, автоматы, дифавтоматы, розетки, рубильники, переключатели и т.д. и связи между ними. Обозначения этих условных элементов могут использоваться в схемах электрических щитов.

Основная особенность графических условных обозначений в электросхемах  в том, что сходные по принципу действия устройства отличаются какой-то мелочью. Например, автомат (автоматический выключатель) и рубильник отличаются лишь двумя мелкими деталями — наличием/отсутствием прямоугольника на контакте и формой значка на неподвижном контакте, которые отображают функции данных контактов. Контактор от обозначения рубильника отличает только форма значка на неподвижном контакте. Совсем небольшая разница, а устройство и его функции другие. Ко всем этим мелочам надо присматриваться и запоминать.

Обозначения элементов на однолинейной схеме

Также небольшая разница между условными обозначениями УЗО и дифференциального автомата. Она тоже только в функциях подвижных и неподвижных контактов.

Примерно так же обстоит дело и с катушками реле и контакторов. Выглядят они как прямоугольник с небольшими графическими дополнениями.

Условные обозначения катушек контакторов и реле разных типов (импульсная, фотореле, реле времени)

В данном случае запомнить проще, так как есть довольно серьезные отличия во внешнем виде дополнительных значков. С фотореле так совсем просто — лучи солнца ассоциируются со стрелками. Импульсное реле — тоже довольно легко отличить по характерной форме знака.

Условные обозначения разъемного (вилка-штепсель) и разборного (клеммная колодка) соединения), измерительных приборов

Немного проще с лампами и соединениями. Они имеют разные «картинки». Разъемное соединение (типа розетка/вилка или гнездо/штепсель) выглядит как две скобочки, а разборное (типа клеммной колодки) — кружочки. Причем количество пар галочек или кружочков обозначает количество проводов.

Нормативные документы

УГО элемента выполняют без дополнительных полей или без правого или левого дополнительного поля, в следующих случаях: все выводы логически равнозначны; функции выводов однозначно определяются функцией элемента.

Допускается отделять такие элементы друг от друга штриховой линией черт.

Это обозначение используют для ссылок в текстовых документах и для нанесения на объект. При выпуске на изделие установку нескольких схем определенного вида и типа в виде самостоятельных документов допускается в наименовании схемы указывать название функциональной цепи или функциональной группы например, схема электрическая принципиальная привода, схема электрическая принципиальная цепей питания; схема гидравлическая принципиальная привода, схема гидравлическая принципиальная смазки, схема гидравлическая принципиальная охлаждения. Переключатель однополюсный шестипозиционный с безобрывным переключателем 3.

Разобравшись с электрическими схемами, можем переходить к обозначениям указанных на них элементов. Для указания дополнительных функциональных возможностей конкретного контакта стандартом предусмотрено использование специальных знаков наносимых на изображение подвижной части контакта.

2 Нормативные ссылки

Применение на схемах тех или иных УГО определяют правилами выполнения схем определенного вида и типа. Дополнительно с буквенным обозначением указывается одна или несколько цифр, обычно они поясняют параметры. В надписях на схемах не должны применяться сокращения слов, за исключением общепринятых или установленных в стандартах.

Порядок следования меток определяет логический уровень разрешающего сигнала: первая функция осуществляется при LOG1, вторая — при LOG0. Если одинаковые элементы или устройства находятся не во всех цепях, изображенных однолинейно, то справа от позиционного обозначения или под ним в квадратных скобках указывают обозначения цепей, в которых находятся эти элементы или устройства см.

Примечания к пп. Обязательными являются только метки открытого выхода и выхода с тремя состояниями.

Расстояние между соседними параллельными линиями взаимосвязи должно быть не менее 3,0 мм. Обозначения электромеханических приборов и контактных соединений Примеры обозначения магнитных пускателей, реле, а также контактов коммуникационных устройств, можно посмотреть ниже. Схематическое изображение плавкого предохранителя.
Как нарисовать розетки, выключатели и лампы на плане квартиры.

Стандартные условные графические и буквенные обозначения элементов электрических схем.

С ДРУГОГО САЙТА:

Условные графические обозначения в электрических схемах

ГОСТ 21.614Изображения условные графические электрооборудования и проводок в оригинале

ГОСТ 2.722-68Обозначения условные графические в схемах. Машины электрические

ГОСТ 2.723-68 Обозначения условные графические в схемах. Катушки индуктивности, реакторы, дроссели, трансформаторы, автотрансформаторы и магнитные усилители

ГОСТ 2.729-68 Обозначения условные графические в схемах. Приборы электроизмерительные

ГОСТ 2.755-87 Обозначения условные графические в схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения

Скачать книгу.

Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах (ГОСТ 2.710 – 81)

Буквенные коды элементов приведены в таблице. Позиционные обозначения элементам (устройствам) присваивают в пределах изделия. Порядковые номера элементам (устройствам) следует присваивать, начиная с единицы , в пределах группы элементов , имеющих одинаковый буквенный код в соответствии с последовательностью расположения элементов или устройств на схеме сверху вниз в направлении слева направо.

Позиционные обозначения проставляют на схеме рядом с условным графическим обозначением элементов или устройств с правой стороны или над ними. Цифры и буквы, входящие в позиционное обозначение выполняются одного размера.

Однобук- венный кодГруппы видов элементовПримеры видов элементовДвухбук- венный код
AУстройства (общее обозначение)

Преобразователи неэлектрических величин в электрические (кроме генераторов и источников питания) или наоборот

Сельсин – приемник
BE
Сельсин – датчик
BC

Тепловой датчик
BK

Фотоэлемент
BL

Датчик давления
BP

Тахогенератор
BR

Датчик скорости
BV

C
Конденсаторы

Схемы интегральные, микросборки

Схема интегральная,аналоговая
DA
Схема интегральная,цифровая, логический элемент
DD

Устройство задержки
DT

Устройство хранения информации
DS

Нагревательный элемент
EK

Лампа осветительная
EL

Разрядники,предохранители, устройства защитные

Дискретный элемент защиты по току мгновенного действия
FA
Дискретный элемент защиты по току инерционного действия
FP

Дискретный элемент защиты по напряжению
FV

Предохранитель
FU

G
Генераторы, источники питания
Батарея
GB

Элементы индикаторные и сигнальные

Прибор звуковой сигнализации
HA
Индикатор символьный
HG

Прибор световой сигнализации
HL

Реле, контакторы, пускатели

Реле указательное
KH
Реле токовое
KA

Реле электротепловое
KK

Контактор, магнитный пускатель
KM

Реле поляризованное
KP

Реле времени
KT

Реле напряжения
KV

L
Катушки индуктивности,дроссели
Дроссель люминисцентного освещения
LL

M
Двигатели

Приборы, измерительное оборудование

Амперметр
PA
Счётчик импульсов
PC

Частотометр
PF

Счётчик реактивной энергии
PK

Счётчик активной энергии
PI

Омметр
PR

Регистрирующий прибор
PS

Измеритель времени, часы
PT

Вольтметр
PV

Ваттметр
PW

Выключатели и разъединители в силовых цепях

Выключатель автоматический
QF
Разъединитель
QS

Термистор
RK

Потенциометр
RP

Шунт измерительный
RS

Варистор
RU

Устройства коммутационные в цепях управления, сигнализации и измерительных

Примечание. Обозначение применяют для аппаратов не имеющих контактов силовых цепей

Выключатель или переключатель
SA
Выключатель кнопочный
SB

Выключатель автоматический
SF

Выключатели, срабатывающие от различных воздействий: -от уровня
SL

-от давления
SP

-от положения
SQ

-от частоты вращения
SR

-от температуры
SK

Трансформатор тока
TA

Трансформатор напряжения
TV

Стабилизатор
TS

U
Преобразователи электрических величин в электрические
Преобразователь частоты, инвертор, выпрямитель
UZ

Приборы электровакуумные и полупроводниковые

Диод, стабилитрон
VD
Приборы электровакуумные
VL

Транзистор
VT

Тиристор
VS

Токосъёмник
XA

Штырь
XP

Гнездо
XS

Соединения разборные
XT

Устройства механические с электромагнитным приводом

Электромагнит
YA
Тормоз с электромагнитным приводом
YB

Электромагнитная плита
YH

Дата добавления: 2018-02-15 ; просмотров: 15001 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

{SOURCE}

Как изображают выключатели, переключатели, розетки

На некоторые виды этого оборудования утвержденных стандартами изображений нет. Так, без обозначения остались диммеры (светорегуляторы) и кнопочные выключатели.

Зато все другие типы выключателей имеют свои условные обозначения в электрических схемах. Они бывают открытой и скрытой установки, соответственно, групп значков тоже две. Различие — положение черты на изображении клавиши. Чтобы на схеме понимать о каком именно типе выключателя идет речь, это надо помнить.

Есть отдельные обозначения для двухклавишных и трехклавшных выключателей. В документации они называются «сдвоенные» и «строенные» соответственно. Есть отличия и для корпусов с разной степенью защиты. В помещения с нормальными условиями эксплуатации ставят выключатели с IP20, может до IP23. Во влажных комнатах (ванная комната, бассейн) или на улице степень защиты должна быть не ниже IP44. Их изображения отличаются тем, что кружки закрашены. Так что их отличить просто.

Условные обозначения выключателей на чертежах и схемах

Есть отдельные изображения для переключателей. Это выключатели, которые позволяют управлять включением/выключением света из двух точек (есть и из трех, но без стандартных изображений).

В обозначениях розеток и розеточных групп наблюдается та же тенденция: есть одинарные, сдвоенные розетки, есть группы из нескольких штук. Изделия для помещений с нормальными условиями эксплуатации (IP от 20 до 23) имеют неокрашенную середину, для влажных с корпусом повышенной защиты (IP44 и выше) середина тонируется темным цветом.

Условные обозначения в электрических схемах: розетки разного типа установки (открытого, скрытого)

Поняв логику обозначения и запомнив некоторые исходные данные (чем отличается условное изображение розетки открытой и скрытой установки, например), через некоторое время вы уверенно сможете ориентироваться в чертежах и схемах.

Обозначение электрических разъемов на схемах гост

Большую группу коммутационных изделий образуют всевозможные соединители. Наиболее широко используют разъемные соединители (штепсельные разъемы, см. рис.1). Код разъемного соединителя — латинская буква X. При изображении штырей и гнезд в разных частях схемы в позиционное обозначение первых вводят букву Р (см. рис. 1, ХР1), вторых — S (XS1).

Рис.1. Условное обозначение разъемных соединителей

Высокочастотные (коаксиальные) соединители и их части обозначают буквами XW (см. рис. 1, соединитель XW1, гнезда XW2, ХW3). Отличительный признак высокочастотного соединителя — окружность с отрезком касательной линии, параллельной линии электрической связи и направленной в сторону соединения (XW1). Если же с другими элементами устройства штырь или гнездо’ соединены коаксиальным кабелем, касательную продляют и в другую сторону (XW2, XW3). Соединение корпуса соединителя и оплетки коаксиального кабеля с общим проводом (корпусом) устройства показывают присоединением к касательной (без точки!) линии электрической связи со знаком корпуса на конце (XW3).

Разборные соединения (с помощью винта или шпильки с гайкой и т. п.) обозначают на схемах буквами XT, а изображают — небольшим кружком (см. рис. 1; ХТ1, ХТ2, диаметр окружности — 2 мм). Это же условное графическое обозначение используют и в том случае, если необходимо показать контрольную точку.

Передача сигналов на подвижные узлы механизмов часто осуществляется с помощью соединения, состоящего из подвижного контакта (его изображают в виде стрелки) и токопроводящей поверхности, по которой он скользит. Если эта поверхность линейная, ее показывают отрезком прямой линии с выводом в виде ответвления у одного из концов (см. рис. 1, X1), а если кольцевая или цилиндрическая — окружностью (X2).

Принадлежность штырей или гнезд к одному многоконтактному соединителю показывают на схемах линией механической связи и нумерацией в соответствии с нумерацией на самих соединителях (рис. 2, XS1, ХР1). При изображении разнесенным способом условное буквенно-цифровое позиционное обозначение контакта составляют из обозначения, присвоенного соответствующей части соединителя и его номера (XS1.1 — первое гнездо розетки XS1; ХР5,4 — четвертый штырь вилки ХР6 и т. д.).

Рис.2. Условное обозначение многоконтактных соединителей

Для упрощения графических работ стандарт допускает заменять условное графическое обозначение контактов розеток и вилок многоконтактных соединителей небольшими пронумерованными прямоугольниками с соответствующими символами (гнезда или штыря) над ними (см. рис. 2, XS2, ХР2). Расположение контактов в символах разъемных соединителей может быть любым — здесь все определяется начертанием схемы; неиспользуемые контакты на схемах обычно не показывают.

Аналогично строятся условные графические обозначения многоконтактных разъемных соединителей, изображаемых в состыкованном виде (рис. 3). На схемах разъемные соединители в таком виде независимо от числа контактов обозначают одной буквой X (исключение — высокочастотные соединители). В целях еще большего упрощения  графики стандарт допускает обозначать многоконтактный соединитель одним прямоугольником с соответствующими числом линий электрической связи и нумерацией (см. рис. 3, X4).

Рис.3. Условное обозначение соединителей в состыкованном виде

Для коммутации редко переключаемых цепей (делителей напряжения с подборными элементами, первичных обмоток трансформаторов сетевого питания и т. п.) в электронных устройствах применяют перемычки и вставки. Перемычку, предназначенную для замыкания или размыкания цепи, обозначают отрезком линии электрической связи с символами разъемного соединения на концах (рис. 4, X1), для переключения — П-образной скобой (X3). Наличие на перемычке контрольного гнезда (или штыря) показывают соответствующим символом (X2).

Рис.4. Условное обозначение перемычек и вставок-переключателей

При обозначении вставок-переключателей, обеспечивающих более сложную коммутацию, используют способ для изображения переключателей. Например, вставка на рис. 4, состоящая из розетки XS1 и вилки XP1, работает следующим образом: в положении 1 замыкатели вилки соединяют гнезда 1 и 2, 3 и 4, в положении 2 — гнезда 2 и 3, 1 и 4, в положении 3 — гнезда 2 и 4. 1 и 3.

Как невозможно читать книгу без знания букв, так невозможно понять ни один электрический чертеж без знания условных обозначений.

В этой статье рассмотрим условные обозначения в электрических схемах: какие бываю, где найти расшифровку, если в проекте она не указана, как правильно должен быть обозначен и подписан тот или иной элемент на схеме.

Но начнем немного издалека…
Каждый молодой специалист, который приходит в проектирование, начинает либо со складывания чертежей, либо с чтения нормативной документации, либо нарисуй «вот это» по такому примеру. Вообще, нормативная литература изучается по ходу работы, проектирования.

Невозможно прочитать всю нормативную литературу, относящуюся к твоей специальности или, даже, более узкой специализации. Тем более, что ГОСТ, СНиП и другие нормативы периодически обновляются. И каждому проектировщику приходится отслеживать изменения и новые требования нормативных документов, изменения в линейках производителей электрооборудования, постоянно поддерживать свою квалификацию на должном уровне.

Помните, как Льюиса Кэролла в «Алисе в Стране Чудес»?

«Нужно бежать со всех ног, чтобы только оставаться на месте, а чтобы куда-то попасть, надо бежать как минимум вдвое быстрее!»

Это я не к тому, чтобы поплакаться «как тяжела жизнь проектировщика» или похвастаться «смотрите, какая у нас интересная работа». Речь сейчас не об этом. Учитывая такие обстоятельства, проектировщики перенимают практический опыт от более опытных коллег, многие вещи просто знают как делать правильно, но не знают почему. Работают по принципу «Здесь так заведено».

Порой, это достаточно элементарные вещи. Знаешь, как сделать правильно, но, если спросят «Почему так?», ответить сразу не сможешь, сославшись хотя бы на название нормативного документа.

В этой статье я решил структурировать информацию, касающуюся условных обозначений, разложить всё по полочкам, собрать всё в одном месте.

Виды и типы электрических схем

Прежде, чем говорить об условных обозначения на схемах, нужно разобраться, какие виды и типы схем бывают. С 01.07.2009 на территории РФ введен в действие ГОСТ 2.701-2008 «ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению».
В соответствии с этим ГОСТ, схемы разделяются на 10 видов:

  1. Схема электрическая
  2. Схема гидравлическая
  3. Схема пневматическая
  4. Схема газовая
  5. Схема кинематическая
  6. Схема вакуумная
  7. Схема оптическая
  8. Схема энергетическая
  9. Схема деления
  10. Схема комбинированная

Виды схем подразделяются на восемь типов:

  1. Схема структурная
  2. Схема функциональная
  3. Схема принципиальная (полная)
  4. Схема соединений (монтажная)
  5. Схема подключения
  6. Схема общая
  7. Схема расположения
  8. Схема объединенная

Меня, как электрика, интересуют схемы вида «Схема электрическая». Вообще, описание и требования к схемам приведены в ГОСТ 2.701-2008 на примере электрических схем, но с 01 января 2012 действует ГОСТ 2.702-2011 «ЕСКД. Правила выполнения электрических схем». Большей частью текст этого ГОСТ дублирует текст ГОСТ 2.701-2008, ссылается на него и другие ГОСТ.

ГОСТ 2.702-2011 подробно описывает требования к каждому виду электрической схемы. При выполнении электрических схем следует руководствоваться именно этим ГОСТ.

ГОСТ 2.702-2011 дает следующее определение понятия электрической схемы: «Схема электрическая — документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные части изделия, действующие при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи». Далее ГОСТ ссылается на документы, регламентирующие правила выполнения условных графических изображения, буквенных обозначений и обозначений проводов и контактных соединений электрических элементов. Рассмотрим каждый отдельно.

Графические обозначения в электрических схемах

В части графических обозначений в электрических схемах ГОСТ 2.702-2011 ссылается на три других ГОСТ:

  • ГОСТ 2.709-89 «ЕСКД. Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах».
  • ГОСТ 2.721-74 «ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения»
  • ГОСТ 2.755-87 «ЕСКД. Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения».

Условные графические обозначения (УГО) автоматов, рубильников, контакторов, тепловых реле и прочего коммутационного оборудования, которое используется в однолинейных схемах электрических щитов, определены в ГОСТ 2.755-87.

Однако, обозначение УЗО и дифавтоматов в ГОСТ отсутствует. Думаю, в скором времени он будет перевыпущен и обозначение УЗО будет добавлено. А пока, каждый проектировщик изображает УЗО по собственному вкусу, тем более, что ГОСТ 2.702-2011 это предусматривает. Достаточно привести обозначение УГО и его расшифровку в пояснениях к схеме.

Дополнительно к ГОСТ 2.755-87 для полноты схемы понадобится использование изображений из ГОСТ 2.721-74 (в основном для вторичных цепей).

Все обозначения коммутационных аппаратов построены на четырех базовых изображениях:

с использованием девяти функциональных признаков:

Основные условные графические обозначения, используемые в однолинейных схемах электрических щитов:

НаименованиеИзображение
Автоматический выключатель (автомат)
Выключатель нагрузки (рубильник)
Контакт контактора
Тепловое реле
УЗО
Дифференциальный автомат
Предохранитель
Автоматический выключатель для защиты двигателя (автомат со встроенным тепловым реле)
Выключатель нагрузки с предохранителем (рубильник с предохранителем)
Трансформатор тока
Трансформатор напряжения
Счетчик электрической энергии
Частотный преобразователь
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя с размыканием и возвратом элемента управления автоматически
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя с размыканием и возвратом элемента управления посредством вторичного нажатия кнопки
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя с размыканием и возвратом элемента управления посредством вытягивания кнопки
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя с размыканием и возвратом элемента управления посредством отдельного привода (например, нажатия кнопки-сброс)
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при возврате
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании и возврате
Контакт размыкающий с замедлением, действующим при срабатывании 
 Контакт размыкающий с замедлением, действующим при возврате 
 Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании и возврате
Катушка контактора, общее обозначение катушки реле
Катушка импульсного реле
Катушка фотореле
Катушка реле времени
Мотор-привод
Лампа осветительная, световая индикация (лампочка)
Нагревательный элемент
Разъемное соединение (розетка):

гнездоштырь

Разрядник
Ограничитель перенапряжения (ОПН), варистор
Разборное соединение (клемма)
Амперметр
Вольтметр
Ваттметр
Частотометр

Обозначения проводов, шин в электрических щитах определяется ГОСТ 2.721-74.

Буквенные обозначения в электрических схемах

Буквенные обозначения определены ГОСТ 2.710-81 «ЕСКД. Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах».

Обозначения дифавтоматов и УЗО в этом ГОСТ отсутствует. На различных сайтах и форумах в интернете долго обсуждали как же правильно обозначать УЗО и дифавтомат. ГОСТ 2.710-81 в п.2.2.12. допускает использование многобуквенных кодов (а не только одно- и двухбуквенных), поэтому до введения нормативного обозначения я для себя принял трехбуквенное обозначение УЗО и дифавтомата. К двухбуквенному обозначению рубильника я добавил букву D и получил обозначение УЗО. Аналогично поступил с дифавтоматом.

Думаю, в скором времени он будет перевыпущен и обозначение УЗО будет добавлено.

Обозначения основных элементов, используемых в однолинейных схемах электрических щитов:

НаименованиеОбозначение
Автоматический выключатель в силовых цепяхQF
Автоматический выключатель в цепях управленияSF
Автоматический выключатель с дифференциальной защитой (дифавтомат)QFD
Выключатель нагрузки (рубильник)QS
Устройство защитного отключения (УЗО)QSD
КонтакторKM
Тепловое релеF, KK
Реле времениKT
Реле напряженияKV
ФоторелеKL
Импульсное релеKI
Разрядник, ОПНFV
Плавкий предохранительFU
Трансформатор токаTA
Трансформатор напряженияTV
Частотный преобразовательUZ
АмперметрPA
ВольтметрPV
ВаттметрPW
ЧастотометрPF
Счетчик активной энергииPI
Счетчик реактивной энергииPK
ФотоэлементBL
Нагревательный элементEK
Лампа осветительнаяEL
Прибор световой индикации (лампочка)HL
Штепсельный разъем (розетка)XS
Выключатель или переключатель в цепях управленияSA
Выключатель кнопочный в цепях управленияSB
КлеммыXT

Изображение электрооборудования на планах

Хотя ГОСТ 2.701-2008 и ГОСТ 2.702-2011 предусматривают вид электрической схемы «схема расположения», при проектировании зданий и сооружений следует руководствоваться ГОСТ 21.210-2014 «СПДС. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах». Данный ГОСТ устанавливает условные обозначения электропроводок, прокладок шин, шинопроводов, кабельных линий, электрического оборудования (трансформаторов, электрических щитов, розеток, выключателей, светильников) на планах прокладки электрических сетей.

Эти условные обозначения применяются при выполнении чертежей электроснабжения, силового электрооборудования, электрического освещения и других чертежей. Также данные обозначения используются для изображении потребителей в однолинейных принципиальных схемах электрических щитов.

Условные графические изображения электрооборудования, электротехнических устройств и электроприемников

Условные графические обозначения линий проводок и токопроводов

К сожалению, AutoCAD в базовой поставке не содержит все необходимые типы линий.

Проектировщики решают эту проблему по-разному:

  • большинство выполняет отрисовку проводки обычной линией, а потом дополняет обозначениями кружков, квадратиков и пр.;
  • продвинутые пользователи AutoCAD создают собственные типы линий.

Я — сторонник второго способа, т.к. он гораздо удобнее. Если вы используете специальный тип линии, то при её перемещении все «дополнительные» обозначения также перемещаются, ведь они часть линии.

Создать собственный тип линии в AutoCAD достаточно просто. Вы потратите некоторое время на освоение этого навыка, зато сэкономите потом массу времени при проектировании.

Изображение вертикальной прокладки удобнее всего сделать при помощи блоков AutoCAD, а лучше при помощи динамических блоков.

Условные графические изображения шин и шинопроводов

Отрисовку шин и шинопроводов в AutoCAD удобно выполнять при помощи полилинии и/или динамических блоков.

Условные графические изображения коробок, шкафов, щитов и пультов

НаименованиеИзображение
Коробка ответвительная
Коробка вводная
Коробка протяжная, ящик протяжной
Коробка, ящик с зажимами
Шкаф распределительный
Щиток групповой рабочего освещения
Щиток групповой аварийного освещения
Щиток лабораторный
Ящик с аппаратурой
Ящик управления
Шкаф, панель, пульт, щиток одностороннего обслуживания, пост местного управления
Шкаф, панель двухстороннего обслуживания
Шкаф, щит, пульт из нескольких панелей одностороннего обслуживания
Шкаф, щит, пульт из нескольких панелей двухстороннего обслуживания
Щит открытый
Ящик трансформаторный понижающий (ЯТП)

Отрисовку в AutoCAD удобно выполнять при помощи блоков и динамических блоков.

Условные графические обозначения выключателей, переключателей

ГОСТ 21.210-2014 не предусматривает условных изображения для светорегуляторов (диммеров) и отдельного изображения для кнопочных выключателей, поэтому я ввёл для них собственные обозначения в соответствии с п.4.7.

Отрисовку в AutoCAD удобно выполнять при помощи динамических блоков. Я себе сделал один динамический блок для всех типов выключателей.

Условные графические обозначения штепсельных розеток

Отрисовку в AutoCAD удобно выполнять при помощи динамических блоков. Я себе сделал один динамический блок для всех типов розеток.

Условные графические обозначения светильников и прожекторов

Радует, что в обновленной версии ГОСТ добавлены изображения светодиодных светильников и светильников с компактными люминесцентными лампами.

Отрисовку светильников в AutoCAD удобно выполнять при помощи динамических блоков.

Условные графические обозначения аппаратов контроля и управления

Отрисовку в AutoCAD удобно выполнять при помощи динамических блоков.

Подпишитесь и получайте уведомления о новых статьях на e-mail

Любые электрические цепи могут быть представлены в виде чертежей (принципиальных и монтажных схем), оформление которых должно соответствовать стандартам ЕСКД. Эти нормы распространяются как на схемы электропроводки или силовых цепей, так и электронные приборы. Соответственно, чтобы «читать» такие документы, необходимо понимать условные обозначения в электрических схемах.

Нормативные документы

Учитывая большое количество электроэлементов, для их буквенно-цифровых (далее БО) и условно графических обозначений (УГО) был разработан ряд нормативных документов исключающих разночтение. Ниже представлена таблица, в которой представлены основные стандарты.

Таблица 1. Нормативы графического обозначения отдельных элементов в монтажных и принципиальных электрических схемах.

Номер ГОСТаКраткое описание
2.710 81В данном документе собраны требования ГОСТа к БО различных типов электроэлементов, включая электроприборы.
2.747 68Требования к размерам отображения элементов в графическом виде.
21.614 88Принятые нормы  для планов электрооборудования и проводки.
2.755 87Отображение на схемах коммутационных устройств и контактных соединений
2.756 76Нормы для воспринимающих частей электромеханического оборудования.
2.709 89Настоящий стандарт регулирует нормы, в соответствии с которыми на схемах обозначаются контактные соединения и провода.
21.404 85Схематические обозначения для оборудования, используемого в системах автоматизации

Следует учитывать, что элементная база со временем меняется, соответственно вносятся изменения и в нормативные документы, правда это процесс более инертен. Приведем простой пример, УЗО и дифавтоматы широко эксплуатируются в России уже более десятка лет, но единого стандарта по нормам ГОСТ 2.755-87 для этих устройств до сих пор нет, в отличие от автоматических выключателей. Вполне возможно, в ближайшее время это вопрос будет урегулирован. Чтобы быть в курсе подобных нововведений, профессионалы отслеживают изменения в нормативных документах, любителям это делать не обязательно, достаточно знать расшифровку основных обозначений.

Виды электрических схем

В соответствии с нормами ЕСКД под схемами подразумеваются графические документы, на которых при помощи принятых обозначений отображаются основные элементы или узлы конструкции, а также объединяющие их связи. Согласно принятой классификации различают десять видов схем, из которых в электротехнике, чаще всего, используется три:

  • Функциональная, на ней представлены узловые элементы (изображаются как прямоугольники), а также соединяющие их линии связи. Характерная особенность такой схемы – минимальная детализация. Для описания основных функций узлов, отображающие их прямоугольники, подписываются стандартными буквенными обозначениями. Это могут быть различные части изделия, отличающиеся функциональным назначением, например, автоматический диммер с фотореле в качестве датчика или обычный телевизор. Пример такой схемы представлен ниже. Пример функциональной схемы телевизионного приемника
  • Принципиальная. Данный вид графического документа подробно отображает как используемые в конструкции элементы, так и их связи и контакты. Электрические параметры некоторых элементов могут быть отображены, непосредственно в документе, или представлены отдельно в виде таблицы. Пример принципиальной схемы фрезерного станка

Если на схеме отображается только силовая часть установки, то она называется однолинейной, если приведены все элементы, то – полной.

Пример однолинейной схемы

  • Монтажные электрические схемы. В данных документах применяются позиционные обозначения элементов, то есть указывается их место расположения на плате, способ и очередность монтажа. Монтажная схема  стационарного сигнализатора горючих газов

Если на чертеже отображается проводка квартиры, то места расположения осветительных приборов, розеток и другого оборудования указываются на плане. Иногда можно услышать, как такой документ называют схемой электроснабжения, это неверно, поскольку последняя отображает способ подключения потребителей к подстанции или другому источнику питания.

Разобравшись с электрическими схемами, можем переходить к обозначениям указанных на них элементов.

Графические обозначения

Для каждого типа графического документа предусмотрены свои обозначения, регулируемые соответствующими нормативными документами. Приведем в качестве примера основные графические обозначения для разных видов электрических схем.

Примеры УГО в функциональных схемах

Ниже представлен рисунок с изображением основных узлов систем автоматизации.

Примеры условных обозначений электроприборов и средств автоматизации в соответствии с ГОСТом 21.404-85

Описание обозначений:

  • А – Основные (1) и допускаемые (2) изображения приборов, которые устанавливаются за пределами электрощита или распределительной коробки.
  • В – Тоже самое, что и пункт А, за исключением того, что элементы располагаются на пульте или электрощите.
  • С – Отображение исполнительных механизмов (ИМ).
  • D – Влияние ИМ на регулирующий орган (далее РО) при отключении питания:
  1. Происходит открытие РО
  2. Закрытие РО
  3. Положение РО остается неизменным.
  • Е – ИМ, на который дополнительно установлен ручной привод. Данный символ может использоваться для любых положений РО, указанных в пункте D.
  • F- Принятые отображения линий связи:
  1. Общее.
  2. Отсутствует соединение при пересечении.
  3. Наличие соединения при пересечении.

УГО в однолинейных и полных электросхемах

Для данных схем существует несколько групп условных обозначений, приведем наиболее распространенные из них. Для получения полной информации необходимо обратиться к нормативным документам, номера государственных стандартов будут приведены для каждой группы.

Источники питания.

Для их обозначения приняты символы, приведенные на рисунке ниже.

УГО источников питания на принципиальных схемах (ГОСТ 2.742-68 и ГОСТ 2.750.68)

Описание обозначений:

  • A – источник с постоянным напряжением, его полярность обозначается символами «+» и «-».
  • В – значок электричества, отображающий переменное напряжение.
  • С – символ переменного и постоянного напряжения, используется в тех случаях, когда устройство может быть запитано от любого из этих источников.
  • D – Отображение аккумуляторного или гальванического источника питания.
  • E- Символ батареи, состоящей из нескольких элементов питания.

Линии связи

Базовые элементы электрических соединителей представлены ниже.

Обозначение линий связи на принципиальных схемах (ГОСТ 2.721-74 и ГОСТ 2.751.73)

Описание обозначений:

  • А – Общее отображение, принятое для различных видов электрических связей.
  • В – Токоведущая или заземляющая шина.
  • С – Обозначение экранирования, может быть электростатическим (помечается символом «Е») или электромагнитным («М»).
  • D – Символ заземления.
  • E – Электрическая связь с корпусом прибора.
  • F – На сложных схемах, из нескольких составных частей, таким образом обозначается обрыв связи, в таких случаях «Х» это информация о том, где будет продолжена линия (как правило, указывается номер элемента).
  • G – Пересечение с отсутствием соединения.
  • H – Соединение в месте пересечения.
  • I – Ответвления.

Обозначения электромеханических приборов и контактных соединений

Примеры обозначения магнитных пускателей, реле, а также контактов коммуникационных устройств, можно посмотреть ниже.

УГО, принятые для электромеханических устройств и контакторов (ГОСТы 2.756-76, 2.755-74, 2.755-87)

Описание обозначений:

  • А – символ катушки электромеханического прибора (реле, магнитный пускатель и т.д.).
  • В – УГО воспринимающей части электротепловой защиты.
  • С – отображение катушки устройства с механической блокировкой.
  • D – контакты коммутационных приборов:
  1. Замыкающие.
  2. Размыкающие.
  3. Переключающие.
  • Е – Символ для обозначения ручных выключателей (кнопок).
  • F – Групповой выключатель (рубильник).

УГО электромашин

Приведем несколько примеров, отображения электрических машин (далее ЭМ) в соответствии с действующим стандартом.

Обозначение электродвигателей и генераторов на принципиальных схемах (ГОСТ 2.722-68)

Описание обозначений:

  • A – трехфазные ЭМ:
  1. Асинхронные (ротор короткозамкнутый).
  2. Тоже, что и пункт 1, только в двухскоростном исполнении.
  3. Асинхронные ЭМ с фазным исполнением ротора.
  4. Синхронные двигатели и генераторы.
  • B – Коллекторные, с питанием от постоянного тока:
  1. ЭМ с возбуждением на постоянном магните.
  2. ЭМ с катушкой возбуждения.

Обозначение электродвигателей на схемахУГО трансформаторов и дросселей

С примерами графических обозначений данных устройств можно ознакомиться на представленном ниже рисунке.

Правильные обозначения трансформаторов, катушек индуктивности и дросселей (ГОСТ 2.723-78)

Описание обозначений:

  • А – Данным графическим символом могут быть обозначены катушки индуктивности или обмотки трансформаторов.
  • В – Дроссель, у которого имеется ферримагнитный сердечник (магнитопровод).
  • С – Отображение двухкатушечного трансформатора.
  • D – Устройство с тремя катушками.
  • Е – Символ автотрансформатора.
  • F – Графическое отображение ТТ (трансформатора тока).

Обозначение измерительных приборов и радиодеталей

Краткий обзор УГО данных электронных компонентов показан ниже. Тем, кто хочет более широко ознакомиться с этой информацией рекомендуем просмотреть ГОСТы 2.729 68 и 2.730 73.

Примеры условных графических обозначений электронных компонентов и измерительных приборов

Описание обозначений:

  1. Счетчик электроэнергии.
  2. Изображение амперметра.
  3. Прибор для измерения напряжения сети.
  4. Термодатчик.
  5. Резистор с постоянным номиналом.
  6. Переменный резистор.
  7. Конденсатор (общее обозначение).
  8. Электролитическая емкость.
  9. Обозначение диода.
  10. Светодиод.
  11. Изображение диодной оптопары.
  12. УГО транзистора (в данном случае npn).
  13. Обозначение предохранителя.

УГО осветительных приборов

Рассмотрим, как на принципиальной схеме отображаются электрические лампы.

Пример того, как указываются лампочки на схемах (ГОСТ 2.732-68)

Описание обозначений:

  • А – Общее изображение ламп накаливания (ЛН).
  • В – ЛН в качестве сигнализатора.
  • С – Типовое обозначение газоразрядных ламп.
  • D – Газоразрядный источник света повышенного давления (на рисунке приведен пример исполнения с двумя электродами)

Обозначение элементов в монтажной схеме электропроводки

Завершая тему графических обозначений, приведем примеры отображения розеток и выключателей.

Пример изображения на монтажных схемах розеток скрытой установки

Как изображаются розетки других типов, несложной найти в нормативных документах, которые доступны в сети.

Обозначение выключатели скрытой установкиОбозначение розеток и выключателей

Видео по теме:

Буквенные обозначения

В электрических схемах помимо графических обозначений также используются буквенные, поскольку без последних чтение чертежей будет довольно проблематичным. Буквенно-цифровая маркировка так же, как и УГО регулируется нормативными документами, для электро это ГОСТ 7624 55. Ниже представлена таблица с БО для основных компонентов электросхем.

Буквенные обозначения основных элементов

К сожалению, размеры данной статьи не позволяют привести все правильные графические и буквенные обозначения, но мы указали нормативные документы, из которых можно получить всю недостающую информацию. Следует учитывать, что действующие стандарты могут меняться в зависимости от модернизации технической базы, поэтому, рекомендуем отслеживать выход новых дополнений к нормативным актам.

Графическое обозначение электрических элементов на схеме гост

Условные графические обозначения (УГО) элементов электрических схем проектов электроснабжения необходимы для упрощения понимания содержания документации. Символы и УГО на однолинейных схемах электроснабжения помогают проектировщикам и монтажникам без применения дополнительных манипуляций правильно читать графические чертежи.

Умение понимать обозначения на электрических схемах – одна из ключевых составляющих, без которой невозможно стать грамотным специалистом. На начальном этапе все проектировщики, монтажники, а также инженеры сектора ПТО и сметчики должны изучить техническую документацию, ознакомиться с действующими ГОСТами для составления и понимания содержания проектов. Главный документ ГОСТ 2.702-2011 – правила составления электросхем в единой системе конструкторской документации (ЕСКД).

Однолинейная схема электроснабжения

Условно-графические обозначения в электросхемах ГОСТ незаменимы при проектировании вводно-распределительных устройств, распределительных подстанций, шкафов управления и учета, этажных щитов, блок-схем и схем замещения.

Полные данные по условно-графическим и буквенным обозначениям можно скачать в файле.

Обозначения розеток и выключателей на чертежах

Проект внутреннего электроснабжения – совокупность схем и чертежей силовых розеточных сетей и сети освещения. В электропроводках используют однополюсные, двухполюсные и трехполюсные выключатели. Бывают для открытой и скрытой проводки, с различными степенями защиты – для нормальных условий эксплуатации, влаго- пылезащищенные и т.д. Трех- и двухклавишные устройства также имеют визуальные различия на электросхемах. что важно при составлении ведомостей потребности материалов. В противном случае из-за невнимательности инженера повышается риск закупки неподходящего либо более дорогостоящего оборудования.

Также узел может быть совмещенным – одна розетка и несколько бытовых выключателей, сдвоенные включатели или розетки. УГО переключателя схоже на обычный выключатель, имеет два направления действия, что отображено на схемах.

Обозначение выключателей на схемах

Распределительные коробки на схеме обозначаются аналогично.

Обозначения выключателей на схемах

Выключатели – самое распространенное устройство в электротехнике, т.к. выполняет главные функции – включения и выключения цепей.

На электросхемах подстанций всегда указываются, какие цепи в нормальном режиме должны быть разомкнуты (резервные), а какие запитаны – основные линии.

Магнитные контакторы имеет схожее с автоматическим выключателем изображение. Ввиду различий принципа действия и более широко функционала имеет соответствующее УГО.

Предохранители конструктивно и технически отличаются от автоматических выключателей. Имеют более широкий спектр применения – чаще используются для электроснабжения промышленных объектов ввиду более высокой надежности и меньшей рыночной стоимости. На однолинейных схемах выполнены в виде прямоугольника с продольной чертой посреди – изображение плавкой вставки.

Обозначение трехполюсного рубильника на однолинейной схеме имеет кардинальные отличия от однополюсных моделей.

На принципиальных электросхемах содержится другая информация и содержат другую элементную базу. Для правильного чтения технической документации необходимо помнит разницу между однолинейной и принципиальной электросхемами: последняя содержит информацию о наличии элементов, без указания их физического расположения.

Как обозначаются трансформаторы на схемах

Для каждого вида трансформатора есть отдельное УГО. Используются на первичных, однолинейных схемах, опросных листах, листах расчетов токов короткого замыкания и т.д.

Обозначение заземлений на схемах

Заземление на электросхемах выполняют в зависимости от типа. Заземляющие контуры используются абсолютно на всех электрических схемах, т.к. главным свойством нормальной работы электросети является ее безопасность.

Общее заземление
Чистое (бесшумное) заземление
Защитное заземление

Буквенные обозначения на электрических схемах

На электросхемах применяется буквенная аббревиатура на латинице, где виды элементов указывают одной буквой. Многобуквенная кодировка используется для уточнения кода конкретного элемента. Первая буква в таких обозначениях всегда указывает на тип устройства.

Устройства общего назначения имеют код A. К ним относят мазеры усилители различного рода и т.д.

Буквой B на электросхемах выполняют преобразователи неэлектрической величины в электрическую (микрофоны, фотоэлементы, тепловые датчики, пьезоэлементы, датчики давления, датчики скорости, звукосниматели, детекторы).

Схемы интегральные, микросборки обозначают символом D. К ним относят логические элементы, интегральные схемы аналоговые и цифровые, устройства задержки и хранения информации.

Элементы различного назначения (электрические лампочки, пиропатроны, элементы нагрева) идентифицируют символом E.

Предохранители, разрядники, дискретные элементы защиты по току мгновенного и инерционного действия, по напряжению и др. кодируются буквой F.

G – батареи и другие источники питания.

H – индикаторы и сигнальные элементы (приборы световой, символьной и звуковой сигнализации).

Буквой K обозначают реле на схеме (токовые, электротепловые, указательные) времени и напряжения, магнитные пускатели.

Дроссели и катушки индуктивности имеют обозначение L.

M – буквенное обозначение двигателей постоянного и переменного тока.

Измерительные приборы (измерители импульсов, амперметры, счетчики активной и реактивной электроэнергии, вольтметры, фиксаторы времени, омметры, ваттметры) идентифицируют буквой P, за исключением аббревиатуры PE.

Q – обозначения в электротехнике короткозамыкателей, разъединителей и автоматов в силовых цепях.

На однолинейных схемах резисторы обозначают символом R (шунты, варисторы, терморезисторы, потенциометры).

S – обозначение на схеме автоматических выключателей без контактов силовых цепей, коммутационных устройств (кнопочные выключатели, пакетные переключатели).

T – трансформаторы (тока, напряжения), автотрансформаторы, электромагнитные стабилизаторы.

U – преобразователи (модуляторы и демодуляторы), устройства связи, выпрямители, инверторы, генераторы частоты.

V – полупроводники (диоды, тиристоры, транзисторы), электровакуумные приборы.

Антенны, элементы сверх высоких частот (ответвители, короткозамыкатели, вентили, фазовращатели, трансформаторы) имеют условный символ W.

X – контактные соединения и соединители (гнезда, штыри, токосъемники).

Устройства механические с электромагнитным приводом (электромагниты, тормоза, муфты, электромагнитные плиты и патроны) идентифицируются символом Y.

Z – фильтры, ограничители.

Символьное обозначение применяется на равне с графическим, на узкопрофильных электросхемах используются оба типа одновременно. Буквенные обозначения элементов на зарубежных схемах аналогичны. Для лучшего запоминания каждому специалисту необходима своя таблица электрика, с описаниями именно тех элементов, которые используются в работе.

Чтобы понять, что конкретно нарисовано на схеме или чертеже, необходимо знать расшифровку тех значков, которые на ней есть. Это распознавание еще называют чтением чертежей. А чтоб облегчить это занятие почти все элементы имеют свои условные значки. Почти, потому что стандарты давно не обновлялись и некоторые элементы рисуют каждый как может. Но, в большинстве своем, условные обозначения в электрических схемах есть в нормативны документах.

Условные обозначения в электрических схемах: лампы,трансформаторы, измерительные приборы, основная элементная база

Нормативная база

Разновидностей электрических схем насчитывается около десятка, количество различных элементов, которые могут там встречаться, исчисляется десятками если не сотнями. Чтобы облегчить распознавание этих элементов, введены единые условные обозначения в электрических схемах. Все правила прописаны в ГОСТах. Этих нормативов немало, но основная информация есть в следующих стандартах:

Нормативные документы, в которых прописаны графические обозначения элементной базы электрических схем

Изучение ГОСТов дело полезное, но требующее времени, которое не у всех есть в достаточном количестве. Потому в статье приведем условные обозначения в электрических схемах — основную элементную базу для создания чертежей и схем электропроводки, принципиальных схем устройств.

Обозначение электрических элементов на схемах

Некоторые специалисты внимательно посмотрев на схему, могут сказать что это и как оно работает. Некоторые даже могут сразу выдать возможные проблемы, которые могут возникнуть при эксплуатации. Все просто — они хороша знают схемотехнику и элементную базу, а также хорошо ориентируются в условных обозначениях элементов схем. Такой навык нарабатывается годами, а, для «чайников», важно запомнить для начала наиболее распространенные.

Обозначение светодиода, стабилитрона, транзистора (разного типа)

Электрические щиты, шкафы, коробки

На схемах электроснабжения дома или квартиры обязательно будет присутствовать обозначение электрического щитка или шкафа. В квартирах, в основном устанавливается там оконечное устройство, так как проводка дальше не идет. В домах могут запроектировать установку разветвительного электрошкафа — если из него будет идти трасса на освещение других построек, находящихся на некотором расстоянии от дома — бани, летней кухни, гостевого дома. Эти другие обозначения есть на следующей картинке.

Обозначение электрических элементов на схемах: шкафы, щитки, пульты

Если говорить об изображениях «начинки» электрических щитков, она тоже стандартизована. Есть условные обозначения УЗО, автоматических выключателей, кнопок, трансформаторов тока и напряжения и некоторых других элементов. Они приведены следующей таблице (в таблице две страницы, листайте нажав на слово «Следующая»)

НомерНазваниеИзображение на схеме
1Автоматический выключатель (автомат)
2Рубильник (выключатель нагрузки)3Тепловое реле (защита от перегрева)4УЗО (устройство защитного отключения)5Дифференциальный автомат (дифавтомат)6Предохранитель7Выключатель (рубильник) с предохранителем8Автоматический выключатель со встроенным тепловым реле (для защиты двигателя)9Трансформатор тока10Трансформатор напряжения11Счетчик электроэнергии12Частотный преобразователь13Кнопка с автоматическим размыканием контактов после нажатия14Кнопка с размыканием контактов при повторном нажатии15Кнопка со специальным переключателем для отключения (стоп, например)

Элементная база для схем электропроводки

При составлении или чтении схемы пригодятся также обозначения проводов, клемм, заземления, нуля и т.д. Это то, что просто необходимо начинающему электрику или для того чтобы понять, что же изображено на чертеже и в какой последовательности соединены ее элементы.

НомерНазваниеОбозначение электрических элементов на схемах1Фазный проводник2Нейтраль (нулевой рабочий) N3Защитный проводник ("земля") PE4Объединенные защитный и нулевой проводники PEN5Линия электрической связи, шины6Шина (если ее необходимо выделить)7Отводы от шин (сделаны при помощи пайки)

Пример использования приведенных выше графических изображений есть на следующей схеме. Благодаря буквенным обозначениям все и без графики понятно, но дублирование информации в схемах никогда лишним не было.

Пример схемы электропитания и графическое изображение проводов на ней

Изображение розеток

На схеме электропроводки должны быть отмечены места установки розеток и выключателей. Типов розеток много — на 220 В, на 380 в, скрытого и открытого типа установки, с разным количеством «посадочных» мест, влагозащищенные и т.д. Приводить обозначение каждой — слишком длинно и ни к чему. Важно запомнить как изображаются основные группы, а количество групп контактов определяется по штрихам.

Обозначение розеток на чертежах

Розетки для однофазной сети 220 В обозначаются на схемах в виде полукруга с одним или несколькими торчащими вверх отрезками. Количество отрезков — количество розеток на одном корпусе (на фото ниже иллюстрация). Если в розетку можно включить только одну вилку — вверх рисуют один отрезок, если два — два, и т.д.

Условные обозначения розеток в электрических схемах

Если посмотрите на изображения внимательно, обратите внимание, что условное изображение, которое находится справа, не имеет горизонтальной черты, которая отделяет две части значка. Эта черта указывает на то, что розетка скрытого монтажа, то есть под нее необходимо в стене сделать отверстие, установить подрозетник и т.д. Вариант справа — для открытого монтажа. На стену крепится токонепроводящая подложка, на нее сама розетка.

Также обратите внимание, что нижняя часть левого схематического изображения перечеркнута вертикальной линией. Так обозначают наличие защитного контакта, к которому подводится заземление. Установка розеток с заземлением обязательна при включении сложной бытовой техники типа стиральной или посудомоечной машины, духовки и т.д.

Обозначение трехфазной розетки на чертежах

Ни с чем не перепутаешь условное обозначение трехфазной розетки (на 380 В). Количество торчащих вверх отрезков равно количеству проводников, которые к данному устройству подключаются — три фазы, ноль и земля. Итого пять.

Бывает, что нижняя часть изображения закрашена черным (темным). Это обозначает что розетка влагозащищенная. Такие ставят на улице, в помещениях с повышенной влажностью (бани, бассейны и т.д.).

Отображение выключателей

Схематическое обозначение выключателей выглядит как небольшого размера кружок с одним или несколькими Г- или Т- образными ответвлениями. Отводы в виде буквы «Г» обозначают выключатель открытого монтажа, с виде буквы «Т» — скрытого монтажа. Количество отводов отображает количество клавиш на этом устройстве.

Условные графические обозначения выключателей на электрических схемах

Кроме обычных могут стоять проходные выключатели — для возможности включения/выключения одного источника света из нескольких точек. К такой же небольшой окружности с противоположных сторон пририсовывают две буквы «Г». Так обозначается одноклавишный проходной переключатель.

Как выглядит схематичное изображение проходных выключателей

В отличие от обычных выключателей, в этих при использовании двухклавишных моделей добавляется еще одна планка, параллельная верхней.

Лампы и светильники

Свои обозначения имеют лампы. Причем отличаются лампы дневного света (люминесцентные) и лампы накаливания. На схемах отображается даже форма и размеры светильников. В данном случае надо только запомнить как выглядит на схеме каждый из типов ламп.

Изображение светильников на схемах и чертежах

Радиоэлементы

При прочтении принципиальных схем устройств, необходимо знать условные обозначения диодов, резисторов, и других подобных элементов.

Условные обозначения радиоэлементов в чертежах

Знание условных графических элементов поможет вам прочесть практически любую схему — какого-нибудь устройства или электропроводки. Номиналы требуемых деталей иногда проставляются рядом с изображением, но в больших многоэлементных схемах они прописываются в отдельной таблице. В ней стоят буквенные обозначения элементов схемы и номиналы.

Буквенные обозначения

Кроме того, что элементы на схемах имеют условные графические названия, они имеют буквенные обозначения, причем тоже стандартизованные (ГОСТ 7624-55).

Название элемента электрической схемыБуквенное обозначение1Выключатель, контролер, переключательВ2ЭлектрогенераторГ3ДиодД4ВыпрямительВп5Звуковая сигнализация (звонок, сирена)Зв6КнопкаКн7Лампа накаливанияЛ8Электрический двигательМ9ПредохранительПр10Контактор, магнитный пускательК11РелеР12Трансформатор (автотрансформатор)Тр13Штепсельный разъемШ14ЭлектромагнитЭм15РезисторR16КонденсаторС17Катушка индуктивностиL18Кнопка управленияКу19Конечный выключательКв20ДроссельДр21ТелефонТ22МикрофонМк23ГромкоговорительГр24Батарея (гальванический элемент)Б25Главный двигательДг26Двигатель насоса охлажденияДо

Обратите внимание, что в большинстве случаев используются русские буквы, но резистор, конденсатор и катушка индуктивности обозначаются латинскими буквами.

Есть одна тонкость в обозначении реле. Они бывают разного типа, соответственно маркируются:

  • реле тока — РТ;
  • мощности — РМ;
  • напряжения — РН;
  • времени — РВ;
  • сопротивления — РС;
  • указательное — РУ;
  • промежуточное — РП;
  • газовое — РГ;
  • с выдержкой времени — РТВ.

В основном, это только наиболее условные обозначения в электрических схемах. Но большую часть чертежей и планов вы теперь сможете понять. Если потребуется знать изображения более редких элементов, изучайте ГОСТы.

Цены на аренду техники на сайте Машинеринг всегда актуальны и доступны.

С ДРУГОГО САЙТА:

Условные графические обозначения в электрических схемах


Рано или поздно, занимаясь проведением электромонтажных или электроремонтных работ приходиться иметь дело с электрическими схемами, которые содержат множество буквенно-цифровых и условно графических обозначений. О последних и пойдет разговор в этой статье. Существует большое количество видов элементов электрических схем, имеющих самые разные функции, поэтому, нет единого документа, определяющего правильность графического обозначения всех элементов, которые можно встретить на схемах. Ниже, в таблицах приведены некоторые примеры условных графических изображений электрооборудования и проводок, элементов электрических цепей на схемах, взятых из различных действующих в настоящее время документов. Скачать бесплатно нужный ГОСТ целиком можно, перейдя по ссылкам внизу страницы.

Скачать бесплатно ГОСТ

  • ГОСТ 21.614Изображения условные графические электрооборудования и проводок в оригинале

  • ГОСТ 2.722-68Обозначения условные графические в схемах. Машины электрические

  • ГОСТ 2.723-68 Обозначения условные графические в схемах. Катушки индуктивности, реакторы, дроссели, трансформаторы, автотрансформаторы и магнитные усилители

  • ГОСТ 2.729-68 Обозначения условные графические в схемах. Приборы электроизмерительные

  • ГОСТ 2.755-87 Обозначения условные графические в схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения

Скачать книгу.

Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах (ГОСТ 2.710 – 81)

Буквенные коды элементов приведены в таблице. Позиционные обозначения элементам (устройствам) присваивают в пределах изделия. Порядковые номера элементам (устройствам) следует присваивать, начиная с единицы , в пределах группы элементов , имеющих одинаковый буквенный код в соответствии с последовательностью расположения элементов или устройств на схеме сверху вниз в направлении слева направо.

Позиционные обозначения проставляют на схеме рядом с условным графическим обозначением элементов или устройств с правой стороны или над ними. Цифры и буквы, входящие в позиционное обозначение выполняются одного размера.

Однобук- венный кодГруппы видов элементовПримеры видов элементовДвухбук- венный код
AУстройства (общее обозначение)

Преобразователи неэлектрических величин в электрические
(кроме генераторов и источников питания) или наоборот

Сельсин – приемникBEСельсин – датчикBCТепловой датчикBKФотоэлементBLДатчик давленияBPТахогенераторBRДатчик скоростиBVCКонденсаторы––

Схемы интегральные,
микросборки

Схема интегральная,аналоговаяDAСхема интегральная,цифровая, логический элементDDУстройство задержкиDTУстройство хранения информацииDSНагревательный элементEKЛампа осветительнаяEL

Разрядники,предохранители,
устройства защитные

Дискретный элемент защиты по току мгновенного действияFAДискретный элемент защиты по току инерционного действияFPДискретный элемент защиты по напряжениюFVПредохранительFUGГенераторы, источники питанияБатареяGB

Элементы индикаторные и сигнальные

Прибор звуковой сигнализацииHAИндикатор символьныйHGПрибор световой сигнализацииHL

Реле, контакторы, пускатели

Реле указательноеKHРеле токовоеKAРеле электротепловоеKKКонтактор, магнитный пускательKMРеле поляризованноеKPРеле времениKTРеле напряженияKVLКатушки индуктивности,дросселиДроссель люминисцентного освещенияLLMДвигатели––

Приборы, измерительное оборудование

АмперметрPAСчётчик импульсовPCЧастотометрPFСчётчик реактивной энергииPKСчётчик активной энергииPIОмметрPRРегистрирующий приборPSИзмеритель времени, часыPTВольтметрPVВаттметрPW

Выключатели и разъединители в силовых цепях

Выключатель автоматическийQFРазъединительQSТермисторRKПотенциометрRPШунт измерительныйRSВаристорRU

Устройства коммутационные в цепях управления, сигнализации и измерительных

Примечание. Обозначение применяют для аппаратов не имеющих контактов силовых цепей

Выключатель или переключательSAВыключатель кнопочныйSBВыключатель автоматическийSFВыключатели, срабатывающие от различных воздействий: -от уровняSL-от давленияSP-от положенияSQ-от частоты вращенияSR-от температурыSKТрансформатор токаTAТрансформатор напряженияTVСтабилизаторTSUПреобразователи электрических величин в электрическиеПреобразователь частоты, инвертор, выпрямительUZ

Приборы электровакуумные и полупроводниковые

Диод, стабилитронVDПриборы электровакуумныеVLТранзисторVTТиристорVSТокосъёмникXAШтырьXPГнездоXSСоединения разборныеXT

Устройства механические с электромагнитным приводом

ЭлектромагнитYAТормоз с электромагнитным приводомYBЭлектромагнитная плитаYH

Дата добавления: 2018-02-15 ; просмотров: 11030 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

% PDF-1.5 % 689 0 obj> эндобдж xref 689 89 0000000016 00000 н. 0000002701 00000 п. 0000002845 00000 н. 0000002076 00000 н. 0000002906 00000 н. 0000003039 00000 н. 0000003125 00000 н. 0000003219 00000 н. 0000003798 00000 н. 0000003863 00000 н. 0000004239 00000 п. 0000004310 00000 н. 0000004396 00000 н. 0000004528 00000 н. 0000004596 00000 н. 0000004664 00000 н. 0000004777 00000 н. 0000004835 00000 н. 0000004941 00000 н. 0000004999 00000 н. 0000005122 00000 н. 0000005180 00000 н. 0000005292 00000 п. 0000005350 00000 н. 0000005465 00000 н. 0000005523 00000 н. 0000005633 00000 п. 0000005691 00000 п. 0000005790 00000 н. 0000005848 00000 н. 0000005941 00000 н. 0000005999 00000 н. 0000006089 00000 н. 0000006147 00000 н. 0000006244 00000 н. 0000006302 00000 п. 0000006399 00000 н. 0000006456 00000 н. 0000006513 00000 н. 0000006594 00000 н. 0000006647 00000 н. 0000006728 00000 н. 0000006781 00000 н. 0000006862 00000 н. 0000006915 00000 н. 0000006996 00000 н. 0000007049 00000 н. 0000007130 00000 н. 0000007183 00000 н. 0000007264 00000 н. 0000007317 00000 н. 0000007398 00000 н. 0000007451 00000 п. 0000007532 00000 н. 0000007585 00000 н. 0000007666 00000 н. 0000007719 00000 п. 0000007800 00000 н. 0000007853 00000 п. 0000007934 00000 п. 0000007987 00000 н. 0000008068 00000 н. 0000008121 00000 н. 0000008202 00000 н. 0000008255 00000 н. 0000008336 00000 н. 0000008389 00000 н. 0000008470 00000 н. 0000008523 00000 н. 0000008604 00000 н. 0000008657 00000 н. 0000008738 00000 н. 0000008791 00000 н. 0000008872 00000 н. 0000008925 00000 н. 0000009006 00000 н. 0000009059 00000 н. 0000009140 00000 н. 0000009193 00000 п. 0000009274 00000 н. 0000009327 00000 н. 0000009408 00000 п. 0000009461 00000 п. 0000009542 00000 н. 0000009595 00000 н. 0000009676 00000 н. 0000009729 00000 н. 0000009781 00000 п. 0000009833 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 692 0 obj> поток xb``b`x8xb, @ * ĩ2ɓ8DJU>? OEn + Hvpj ܶ rgkm8m ^ | m7 ·.pk] 6! ֚ u ~ ڊ Gsrn: $ zabPz ג̮ n ;; 9l7ȅ08: umӄwÙo3VDIIK3 * kXóY ր yZms100 $ y79u: WL2 \ d% Dkp l "GQF01 (/ z? O30 / 18W: 2p 211Dh4.> e'd30

Изучение точных пространственно-временных последовательностей с помощью биофизически реалистичных правил обучения в модульной сети с импульсами

[Примечание редакции: авторы повторно представили исправленную версию статьи на рассмотрение. Ниже приводится ответ авторов на первый раунд проверки.]

Рецензент № 1:

[…]

Я думаю, что авторы подняли интересную проблему и предлагают решение, которое хотя бы частично решает проблему.Однако в работе есть ряд недостатков, которые снижают значимость работы.

1) Здесь авторы предполагают последовательность отдельных событий. Но для облегчения обучения очень важно, чтобы животное вознаграждалось после каждого события. Я не уверен, что каждый компонент последовательного поведения вознаграждается.

Мы не утверждаем, что животное награждается после каждого события, просто что какой-то нейромодулятор запускается во время любого изменения входных данных (не «после каждого события», что такое событие?).Вот как это было заявлено в результатах: «Мы предположили, что при каждом переходе между внешними стимулами сигнал« новизна »вызывает глобальное высвобождение нейромодулятора, который действует как сигнал подкрепления (см. Методы). Предположение о точном во времени, но широко распространенном в пространстве нейромодуляторном сигнале может показаться противоречащим общепринятым представлениям о широком во времени высвобождении нейромодуляторов, но они действительно согласуются с недавними записями в нескольких нейромодуляторных системах 40,41 .Тем не менее, это предположение, которое можно проверить, и оно может быть неверным. Наше мнение состоит в том, что мы должны четко сформулировать наши предположения, как мы это сделали, мы также думаем, что это разумное, хотя и не доказанное предположение.

2) Ключом к обозначению окончания продолжительности компонента последовательности является то, что тормозящие нейроны прекращают срабатывание раньше нейронов таймера. Почему это должно быть? Поскольку тормозящие нейроны управляются временными нейронами и что обычно тормозящие нейроны имеют низкий порог спайков, можно ожидать, что тормозные нейроны будут оставаться активными, пока активны нейроны-таймеры.

Это прямо рассматривается в результатах: «Однако тормозящие клетки в модуле распадаются немного быстрее, чем их таймерные аналоги, благодаря более коротким временным константам для синаптической активации (80 мс для возбуждающей, 10 мс для ингибирующей) и небольшому таймеру для ингибирующего веса. (существует ряд вырожденных наборов параметров, которые могут способствовать быстрому разложению тормозных клеток 37 ) ». В модельных исследованиях действительно легко создать эту форму активности в ингибирующей популяции, и мы ранее показали, что такие профили активности могут возникать в субпопуляции клеток, когда веса выбираются из широкого случайного распределения (Huertas et al., 2015). Однако верно то, что это предполагаемый механизм, который еще не подтвержден экспериментально.

Это должно потребовать точной настройки схемы, которая выходит за рамки синаптических изменений. Именно этот компонент модели делает ее надуманной. Авторы не представили биологической мотивации или доказательств устойчивости механизма.

В нашем предыдущем процитированном исследовании (Huertas et al., 2015) мы показали, что такие подгруппы могут возникать в сети, эффективность которой выбирается случайным образом из широкого распределения.Следовательно, это не зависит от точной настройки. Кроме того, такие субпопуляции наблюдались экспериментально в экспериментах с интервалом времени, хотя в экспериментах по обучению последовательности нет достаточных данных, чтобы определить, возникают ли они и там. Мы представили предполагаемый механизм того, как могут возникать эти разные подгруппы населения. Механизм не требует точной настройки, как это предлагается. Однако это правда, что это еще не подтверждено экспериментально.

Авторы, наконец, предсказывают, что «в каждом модуле будет популяция тормозных ячеек, которые имеют свойства срабатывания, аналогичные таймерам, но распадаются быстрее (Рисунок 2A).«Но достаточно ли этого? Также будет другой тип тормозных нейронов, у которых не будет такой точной динамики - это будет проблемой?

Пытаясь интерпретировать вопрос, мы находим несколько вариантов того, что они означают, поэтому мы ответим на все возможные варианты:

а) Возможность экспериментального обнаружения этой подгруппы. Конечно, когда любой экспериментатор будет искать определенные типы нейронов (например, клетки или действительно любой функционально специфический тип клеток), экспериментатор обнаружит множество других нейронов, которые не имеют желаемой динамики.Эта проблема обнаружения - универсальная проблема в нейробиологии, и она не уникальна для нашего предсказания этого конкретного типа тормозящего нейрона, существующего в зрительной коре.

b) Будет ли исключение других типов тормозных клеток исключить способность модели работать. В Huertas et al., (2015) мы показали, что широкое распространение тормозных типов клеток приводит к гетерогенности возбуждающих типов клеток, некоторые из них относятся к типу клеток-посредников. Таким образом, эта неоднородность тормозящих типов клеток не исключает возможности генерировать типы клеток-мессенджеров.Более сложная проблема в контексте модели обучения последовательности состоит в том, что только эти клетки типа «Посланник» должны иметь пластичность в своих синаптических связях с «Таймерами» следующего столбца. Для этого мы предполагаем, что на самом деле в микростолбце есть некоторая структура, так что ячейки «Посланника» возникают не просто из-за распределения, а из-за некоторой структуры в столбце микросхемы, или, другими словами, они суждено стать «Посланником». В этом случае их будет легче пометить и предположить, что у них есть пластиковые синапсы для таймеров.

3) Хотя можно иметь немарковские последовательности, но каждый таймер может показывать только одну длительность. Авторы лишь вскользь замечают, как это можно исправить, но решение очень специфическое и, скорее всего, не будет масштабироваться.

Возможность выучить несколько целевых раз в пределах одной повторяющейся популяции действительно в настоящее время является общей проблемой местных правил обучения. Мы изменили наш язык, ссылаясь на это в новой версии, на: «Чтобы повторяющиеся элементы имели разную продолжительность во время отзыва, соответствующее правило обучения должно быть способно создавать несколько аттракторов в популяции таймеров этого элемента, причем каждый аттрактор запускает другой продолжительность деятельности.«Поскольку эта проблема еще не решена для местных правил обучения, эта проблема все еще должна быть преодолена, и наша лаборатория в настоящее время работает над этим.

4) Основная мотивация работы - предложить биологически правдоподобную модель последовательности (порядок и продолжительность). Но добавление резервуара и разреженные показания делают его небиологическим.

Да, наша конечная цель - создать биологически правдоподобную модель для последовательного обучения. Более того, мы хотим определить правильную модель.Однако в этой статье мы не утверждаем, что сама структура резервуара является биологически реалистичной, а также не утверждаем, что это «основная мотивация работы». Наша основная цель - выявить архитектурные ограничения, которые позволяют применять местные биофизически правдоподобные правила обучения. Из результатов: «Чтобы изучить немарковские последовательности, мы модифицируем структуру сети, сохраняя при этом локальные правила обучения». и Обсуждение: «Мы комбинируем эти два метода, используя часто повторяющиеся сети в контексте более крупной архитектуры, и эта комбинация позволяет нам поддерживать локальные и биофизически реалистичные правила обучения.С самого начала обсуждения: «В этой работе мы демонстрируем способность модульной сети с пиковыми импульсами использовать биофизически реалистичные правила обучения для изучения и запоминания последовательностей, правильно сообщая продолжительность и порядок отдельных элементов».

Реализация на основе скорости, используемая здесь для резервуарной машины, действительно не является биофизической. Кроме того, рецензент все еще может задаться вопросом, есть ли какой-либо биофизический реализм в резервуарных машинах. Это действительно спорно и в настоящее время является предметом исследований многих лабораторий.Были различные публикации, в которых пытались реализовать архитектуры типа RNN с пиковыми нейронами (Abbott et al., 2016, Nicola and Clopath 2016, и т. Д.). Была ли эта попытка успешной, выходит за рамки данной статьи, и это может занять лет, чтобы решить. Однако для того, чтобы описанная здесь формулировка работала для немарковских последовательностей, необходима некоторая сеть с расширенной зависимостью от памяти. Мы выбрали простую разреженную реализацию такой сети, чтобы продемонстрировать ее полезность в решении этой проблемы, а не для того, чтобы показать, что эта конкретная реализация используется в мозгу.Мы постарались уточнить это в текущей версии статьи.

Более того, авторы не указали свойства коллектора, в частности, как он сохраняет в памяти последовательность различных мессенджеров.

Мы не совсем уверены, что обозреватель подразумевает под «свойствами коллектора». Однако ключевым свойством используемого здесь резервуара является то, что его текущее состояние зависит от долгосрочной истории его активности. Это свойство резервуарных машин широко исследуется в литературе.В статье мы заявляем: «Чтобы сеть могла изучать и вспоминать немарковские последовательности, она должна каким-то образом отслеживать свою историю и использовать эту историю для информирования о переходах во время обучения и вызова последовательностей. С этой целью мы включаем в сеть два дополнительных «этапа» (рис. 5). Первая - это фиксированная (не обучающаяся) рекуррентная сеть, иногда называемая «резервуаром» (как в вычислениях резервуара) или «жидкостью» (как в автомате с жидкими состояниями) 49,50 , которая получает входные данные от Messenger. ячеек в основной столбчатой ​​сети.Из-за этих входов и из-за его сильной периодической связи, текущее состояние сети резервуаров сильно зависит от истории сетевой активности. Следовательно, он действует как долговременная память о состоянии столбчатой ​​сети ». Кроме того, в разделе «Материалы и методы» приведены все детали реализации резервуарной машины.

А если долговременная память последовательности мессенджеров уже находится в резервуаре, то зачем нужен этап sparse-net readout.

Это прямо рассматривается в Результатах: «Вторая дополнительная стадия - это крупномерная, разреженная, нелинейная сеть, которая получает входные данные от коллектора, служащая для проецирования состояний коллектора в пространство, где они сильно разделены и не перекрываются. . В результате данный «шаблон» в этой разреженной сети в момент времени t однозначно идентифицирует историю основной сети до момента t включительно. Поскольку эти паттерны в значительной степени не перекрываются (из-за разреженности и нелинейности), конкретный паттерн в момент времени t может использовать простое, локальное и биофизически реалистичное обучение Хебба для соединения с ячейками таймера, срабатывающими в момент времени t + ∆t в основная сеть (в немарковском примере удалено обучение с прямой связью с таймером).”

5) Вся работа представлена ​​как демонстрация основных результатов, нет систематического анализа надежности результатов. Я не согласен с тем, что это выходит за рамки текущей работы - я думаю, что это именно то, что нужно было сделать, в конце концов, это вычислительное исследование.

Мы уже рассмотрели многие аспекты устойчивости в исходной статье, хотя мы специально не называли эти результаты надежностью. Это могло привести к тому, что рецензент проигнорировал эти результаты.Устойчивость к стохастичности рассматривается непосредственно на рисунке 3 - дополнение к рисунку 2. Устойчивость к отклонениям входных данных рассматривается непосредственно на рисунке 8 - добавление к рисунку 1. Многие другие аспекты устойчивости правила обучения и CNA были ранее рассмотрены в предыдущих разделах. цитируемые здесь статьи (He et al., 2015, Huertas et al., 2015, 2016). Однако мы расширили наш анализ надежности, и эти результаты в настоящее время показаны на Рисунке 5 - в приложении 1 к рисунку и процитированы в основном тексте.Мы также изменили нашу формулировку в нескольких местах, чтобы читателям было понятнее, что эта модель устойчива ко многим вариациям параметров. Однако мы должны отметить, что модель имеет 35 параметров, мы не модифицировали все из них в нашем вычислительном исследовании, так как это невозможно

Другие вопросы:

- Если нейроны таймера периодически связаны с возбуждающими нейронами, почему их активность гаснет и что определяет постоянную времени затухания в схеме таймера.Рекуррентно связанная популяция только возбуждающих нейронов (ячеек таймера) имеет только две фиксированные точки: одну при максимальном значении (и тогда активность будет сохраняться вечно) и фиксированную точку нулевой активности. Так что потребуется тонкая настройка, чтобы выбрать нужную продолжительность. Это снова возвращает нас к вопросу надежности результатов.

Активность нейронов таймера явно преходяща. Мы не находимся в фиксированной точке активности и никогда не претендуем на это. Наши веса достигают фиксированных точек, но эти фиксированные точки не находятся в бистабильном режиме сети.Фиксированная точка активности - совсем другое дело. Наша сеть получает временный стимул и дает временный ответ. Сеть ячеек с таймером ранее была всесторонне проанализирована в Gavornik and Shouval, 2011 с использованием методов теории среднего поля; эти предыдущие результаты цитируются в этой статье.

- В вычислительном исследовании, подобном этому, очень важно показать диапазоны параметров, в которых наблюдается демонстрируемое явление. Здесь также важно показать, при каких условиях мы можем получить широкий диапазон таймингов.Авторы выбрали равное количество таймеров, мессенджеров и тормозных нейронов - насколько это важно? Можем ли мы получить те же результаты, если предположим, что соотношение возбуждающих / тормозных нейронов составляет 80-20?

Мы надеемся, что наш измененный язык, предыдущие процитированные работы и дополнительная работа, касающаяся устойчивости, также дадут ответ на некоторые из этих вопросов. Другое соотношение клеток E / I принципиально не изменит эти результаты, равно как и другое соотношение T и M клеток.

- Какая мин.и максимальная продолжительность каждого события в последовательности, которую можно выучить и вспомнить? (Это восходит к вопросу о диапазонах параметров).

Это рассматривается непосредственно в Обсуждении исходной статьи: «При объединении модульной гетерогенной структуры с правилом обучения, основанным на трассировках приемлемости, модель может точно изучать и вспоминать последовательности, содержащие не менее 8 элементов, причем каждый элемент может быть от Длительностью от ~ 300 мс до ~ 1800 мс ». Из результатов: «Сеть способна изучать последовательности временных интервалов, где отдельные элементы могут иметь продолжительность от ~ 300 мс до ~ 1800 мс (см. Дополнительный рисунок 2), что согласуется с наблюдаемыми диапазонами, используемыми для обучения схем V1. 1 , 6 .«При разных наборах параметров эти диапазоны, вероятно, будут отличаться, хотя у нас есть веские основания полагать, что диапазоны, превышающие ~ 2000 мс, не могут быть реализованы в сети стохастических пиков без дополнительных механизмов.

- Что происходит, когда части последовательности перекрываются?

Мы не совсем уверены в том, что они подразумевают под перекрытием, однако мы обращаемся к перекрытиям непосредственно в подразделе «Изучение и вызов немарковских последовательностей». В частности, рисунок 7 озаглавлен: «Вызов двух перекрывающихся последовательностей».

- Останавливается ли обучение автоматически или его необходимо остановить вручную.

Фраза «фиксированная точка» много раз встречается в рукописи в связи с нашим правилом обучения. Вот несколько примеров: «Мы использовали это правило, потому что оно может решить проблему временного присвоения кредитов, позволяя сети связывать события, удаленные по времени, и потому что оно достигает фиксированных точек как в повторяющихся задачах обучения, так и в задачах обучения с прямой связью 35 » « Правильно закодированные длительности и порядки являются результатом фиксированных точек в правиле обучения, как описано в разделе «Материалы и методы» и в предыдущих публикациях 35,46 .«Рекуррентное обучение заканчивается в фиксированной точке, которая устанавливает время D между концом стрельбы в одном столбце и началом стрельбы в следующем». «Прямое обучение приводит к фиксированной точке, которая определяет силу связи между ячейками Messenger и Timer в последующих столбцах». Более того, на дополнительном рисунке 2C показана сходимость к этим фиксированным точкам, а в разделе «Материалы и методы» уравнения 15-17 определяют эти фиксированные точки и показывают аналитические результаты относительно их сходимости в простом случае, который был ранее проанализирован и цитируется здесь. .

- Поскольку трехэтапная модель является более общей, я полагаю, что она должна быть реализована в мозгу.

Да, действительно, трехступенчатая модель, как отмечает рецензент, является более общей и может изучать и воспроизводить больше типов последовательностей. В самом деле, поведенчески эти проблемы мы можем решить, поэтому они должны быть заложены где-то в мозгу.

Значит, я думаю, что авторы должны делать прогнозы на этом уровне? Где расположены резервуар и разреженная сеть, и какова будет активность в этих двух модулях.

Для модульной сети есть некоторые физиологические данные, предполагающие, что эта сеть уже находится в первичной сенсорной коре. Для трехэтапной сети у нас почти нет физиологической информации, и поэтому мы не можем делать конкретных прогнозов. Однако некоторые структуры мозга имеют элементы схемы и связи, которые предполагают, что они могут быть использованы для этих целей. В исходной статье мы утверждаем: «Резервные и разреженные сетевые компоненты нашей трехэтапной модели могут возникать в результате проекции из других корковых или подкорковых областей.Функционально подобные сети (те, которые принимают сложный, мультимодальный и динамический контекст и переупаковывают его в редкие, отдельные паттерны) наблюдались в зубчатой ​​извилине 54,55 и мозжечке 56,57 . Однако эти компоненты модели также можно рассматривать как часть той же корковой сети, частично разделенную по функциям, но не обязательно по местоположению ». Модульная сеть также является составной частью трехступенчатой ​​сети. Для этой сети мы делаем очень четкие прогнозы относительно идентичности модульной сети и ее свойств.Конкретные прогнозы, которые мы делаем в отношении этой модульной сети, значительно выходят за рамки типичных общих прогнозов, сделанных в большинстве предыдущих моделей (см. Рисунок 8).

Рецензент № 2:

В рукописи «Изучение точных пространственно-временных последовательностей с помощью биофизически реалистичных правил обучения в модульной сети с пиками» авторы предлагают пластиковую модель сети с пиками, которая изучает выборочные временные последовательности с переменным временем.

Авторы предлагают новую и послушную модель пластичности с отдельными трассами соответствия для LTD и LTP.Подход с нормативной фиксированной точкой, который авторы используют для решения задачи временного обучения, элегантен. Кроме того, текст ясен, вопрос хорошо мотивирован, а соответствующая литература процитирована правильно. Однако в рукописи отсутствует более близкое сравнение с существующими экспериментальными данными, и остается несколько открытых вопросов, связанных с временной динамикой сети и надежностью предлагаемого механизма обучения.

1) Откуда берутся большие временные шкалы в сетевой модели?

Длинные шкалы времени возникают из-за сильных рекуррентных весов в сети, и это явно указано в документе.Из результатов: »Ячейки« Таймер »узнают о сильных повторяющихся связях с другими ячейками Таймера в модуле. Эта сильная повторяющаяся связь приводит к длительной переходной активности, которая используется для обозначения продолжительности данного стимула. В предыдущих исследованиях подробно анализировалась взаимосвязь между повторяющимся подключением и продолжительностью возникающей в результате переходной активности после стимула 35,36 ». Ранее мы подробно анализировали динамику таких рекуррентных сетей, и этот анализ цитируется в статье.Мы постарались сделать это еще более ясным в этой переписанной версии статьи.

Важнейшим свойством ячеек таймера является их медленно убывающая скорость срабатывания, которая является основой регулируемых распадов, предположительно связанных с изучением повторяющихся соединений. Было не совсем ясно, что вызывает эти медленно убывающие скорости в модели.

Как предполагает рецензент и как указано в модели, медленно убывающая активность возникает из-за повторяющихся связей.Способность повторяющихся соединений представлять правильное время возникает из правила обучения. Мы проанализировали эти аспекты модели ранее в наших публикациях (Gavornik and Shouval, 2011, Huertas et al., 2016) и попытаемся сделать это еще более ясным в текущей версии этой статьи.

Вопрос возникает, потому что медленная рабочая память, такая как динамика, нетривиально получить, особенно в нейронных сетях с физиологическими постоянными времени. В литературе, посвященной этой проблеме, использовались, например, модели аттракторов (Amit, Brunel, 1997; Yakovlev et al., 1998), ненормальная сетевая динамика (Goldman, 2009; Hennequin et al., 2012) или отрицательная производная обратная связь (Lim and Goldman, 2013). Однако настоящая модель, похоже, не содержит никаких по сути медленных постоянных времени. Возможно, необычная комбинация медленного возбуждения ~ 80 мс и быстрого торможения (~ 10 мс) приводит к некоторой форме отрицательной обратной связи по производной? Этот выбор противоположен обычной динамике быстрой AMPA и более медленной GABA. Хотя несколько потенциальных механизмов могут лежать в основе такой медленной нарастающей активности, важно прояснить этот момент и, возможно, проиллюстрировать, что предлагаемая схема обучения устойчива по отношению к другим механизмам с медленной шкалой времени.

Медленная динамика здесь - свойство повторяющейся возбуждающей сети. Ранее мы показали и математически проанализировали такую ​​сеть (Gavornik, Shouval, 2011). Для проведения этого анализа мы действительно используем методы MFT, разработанные Брунелем и Амитом. Формально это тот же тип сети, что и сеть с рабочей памятью, только работающая немного ниже бифуркации, при которой сеть становится бистабильной. Медленная динамика - отражение «призрака» этой бифуркации.Синаптическая пластичность действует так, чтобы переносить термины «источник» и «сток» на соответствующее расстояние, так что сеть распадается с надлежащим временем. Учитывая используемые здесь постоянные времени, сеть стохастических пиков может представлять спады длительностью около 2000 мс. Для распадов в этом диапазоне нам не нужны дополнительные механизмы, такие как обратная связь с отрицательной производной. Медленное разрушение сети может быть достигнуто с помощью нормальных весовых матриц, и это не требует ненормальной динамики. Дополнительные механизмы могут расширить временные диапазоны, которые может воспроизводить сеть.

2) Насколько правдоподобно состояние активности задержки в сетевой модели?

Хотя авторы использовали модели нейронных сетей с пиками для части исследования, активность сети с пиками не показана и не охарактеризована. Как пиковая активность выглядит в настоящей модели?

Рецензент не заметил рис. 3 - приложение к рисунку 4, на котором показан растр спайков всей сети для испытания до обучения и для испытания после обучения.Об этом говорится в результатах: «Эмпирически точность воспроизведения во времени зависит от многих нетривиальных факторов (например, длины отдельных элементов, длины всей последовательности, размещения коротких элементов рядом с длинными элементами и т. Д.) Из-за множества нестандартных факторов. -тривиальные эффекты стохастичности сети пиков (растры пиков показаны на Рисунке 3 - приложение 4 к рисунку) ».

Частота срабатывания кажется довольно высокой, что поднимает вопрос о том, насколько сетевая активность совместима с корковыми сетями.Например, частота срабатывания во время начальной фазы ячейки таймера действительно выглядит относительно высокой (> 80 Гц). Принимая во внимание, что во многих сенсорных областях пиковая активность относительно низкая и асинхронная нерегулярная, что, возможно, связано с уравновешенным состоянием.

Типы клеток в нашей модели основаны на данных о клетках зрительной коры, основанных на интервале времени, таких как Liu et al., (2015). На рисунке 2 наша модель сравнивается с этими экспериментально наблюдаемыми типами ячеек, которые также имеют очень высокую частоту срабатывания (~ 40 Гц) для таймеров.

Как активность в данной модели соотносится с такими сбалансированными моделями? Будет ли баланс и связанная с ним деятельность проблемой? Рукопись выиграет, если механизм окажется устойчивым к таким предположительно более реалистичным режимам деятельности.

Модель не была настроена для работы в сбалансированном режиме, однако ее статистика всплесков вполне реалистична. Это можно увидеть на дополнительном подграфике, показывающем распределения ISI ячеек таймера и мессенджера (рисунок 3 - приложение к рисунку 4).На самом деле довольно интригует и удивляет то, что, несмотря на то, что модель не находится в сбалансированном режиме, дает разумную статистику всплесков. Частично это происходит из-за того, что нейроны вводят шум, чтобы вызвать спонтанную активность. В первую очередь мы включили эту дополнительную изменчивость, чтобы убедиться, что наши механизмы обучения достаточно надежны, чтобы справиться с таким шумом. В настоящее время мы анализируем источник этой удивительно реалистичной статистики всплесков в рамках другого проекта.

3) Сравнение с экспериментальными данными

Упускается из виду более подробное рассмотрение того, как предлагаемый алгоритм обучения может быть дополнительно подтвержден экспериментальными данными.Хотя это вдохновлено экспериментами (Gavornik and Bear, 2014), желательно более близкое и, возможно, более количественное сравнение с экспериментально наблюдаемой сетевой активностью в сенсорной коре головного мозга. Такую проверку может быть сложно выполнить исключительно на основе записей LFP. Может быть, есть определенные заметные динамические сигнатуры, которые предсказывает настоящая модель? Одно из сильных предположений модели состоит в том, что существуют две функционально разные возбуждающие группы (таймеры и посланники) со стереотипным взаимодействием во времени.Насколько легко можно восстановить такие популяции по (смоделированным) данным?

Действительно, наша модель предсказывает, что сети последовательного обучения будут развивать популяции клеток типа «Таймер» и «Посланник». Эти ячейки действительно встречаются в единичной записи в парадигмах интервального времени, но еще не в парадигмах последовательного обучения, поскольку большая часть данных там основана на LFP. По нашим смоделированным данным легко отличить от одних только данных эти две разные популяции, даже не зная априори, какая ячейка к какой группе принадлежит.Статистические свойства этих ячеек даже на уровне отдельных ячеек, такие как продолжительность более высокой скорости стрельбы и сами скорости стрельбы, явно значительно различаются. Действительно, мы делаем убедительный прогноз, что эти две популяции будут существовать, и экспериментальная проверка этого важна для экспериментальной проверки, отклонения или модификации модели.

[Примечание редакции: далее следует ответ авторов на второй раунд рецензирования.]

В этой рукописи рассматривается проблема изучения последовательностей событий с переменной продолжительностью.Это важная проблема. Отредактированная рукопись была рецензирована двумя новыми рецензентами и одним предыдущим рецензентом. По общему мнению, рукопись будет пригодна для публикации после рассмотрения следующих двух пунктов:

1) Постоянные времени тормозных нейронов:

Выбор синаптических постоянных времени (80 мс для исключения и 10 мс для торможения) очень странный. Для этих значений нет никакого обоснования.

Рецензенты предложили решение этой проблемы путем переопределения шкалы времени, скажем, делением на 5.Таким образом, то, что сейчас составляет 80 миллисекунд, становится 16 миллисекундами. Это должно выполняться последовательно на протяжении всей статьи, но новые модели не являются абсолютно необходимыми. Этот момент может быть решен путем тщательного переопределения временных шкал по всей рукописи, если это то, что предпочитают авторы.

Наша постоянная времени возбуждения очень велика (80 мс), но для нашей модели это не обязательно. Мы включили новый рисунок (рисунок 5 - рисунок в приложении 2), где мы устанавливаем постоянную времени возбуждения на 20 мс и демонстрируем успешное обучение последовательности с элементами длиной 500 мс каждый.Однако способность таймеров к обучению долгое время через их повторяющиеся связи (без чрезмерно малых скоростей обучения) зависит от таких больших постоянных времени, которые распространены в литературе по рабочей памяти (Wang et al., 2013, Lisman et al., 1998 , Гаворник, Шуваль, 2011). Рисунок 5 - приложение к рисунку 2B показывает, что ячейки таймера достигают бистабильности при попытке обучения 1000 мс с постоянной времени 20 мс, что вызывает сбой в обучении. Взаимосвязь между сообщаемым временем, повторяющимися весами и постоянными времени в таймероподобных ячейках подробно анализируется в предыдущей работе (в частности, Gavornik and Shouval, 2011).Хотя есть некоторые доказательства медленной постоянной времени в PFC (Wang et al., 2013), это может быть не так в сенсорной коре. Существуют альтернативные способы получения медленной постоянной времени, которые могут облегчить изучение длинных интервалов времени. Такие варианты включают производную обратную связь (Lim and Goldman, 2013) и активную внутреннюю проводимость (Fransen et al., 2006, Gavornik and Shouval, 2011). Такая работа выходит за рамки данной статьи.

2) Появление CNA и доводка модели:

Другой важный параметр - это связи от таймера -> посыльных и тормозных нейронов -> посыльных нейронов.Они должны быть настроены таким образом, чтобы посланники срабатывали только при ослаблении запрета. Эти синапсы, похоже, не были изучены с использованием TTL в этой модели. Этот момент может быть решен путем тестирования устойчивости по отношению к изменениям синаптических весов: что произойдет, если веса соединений изменятся на +/- 29 процентов. Здесь необходимы новые симуляции.

Эти синапсы не были изучены с использованием TTL в этой модели, но были изучены с использованием обучения по одной трассе в Huertas et al., 2015. Мы демонстрируем, что обучение последовательности устойчиво к +/- 20% изменениям этих синаптических весов на новом рисунке (5). Есть очень небольшая разница между любыми случаями. Наиболее примечательным является случай + 20% таймера к весу Messenger, где у Messengers заметно более высокая скорость срабатывания, но в остальном изменения в сети незначительны. Эти веса не должны быть особенно точно настроены, чтобы добиться успешного обучения последовательности.

Рецензент 1:

Одним из основных вопросов, поднятых в предыдущем обзоре, была тонкая настройка параметров.В этой редакции авторы не сделали много для решения этой проблемы (мои комментарии к их ответу см. Ниже). Итак, на данный момент я утверждаю, что эта модель надумана и основывается на очень сильных предположениях, для которых имеется мало экспериментальных доказательств.

Мы надеемся, что наши ответы на пункты (1) и (2) выше помогут развеять ваши опасения.

1) Выдача наград:

Авторы пишут: Мы предположили, что при каждом переходе между внешними стимулами сигнал «новизна» вызывает глобальное высвобождение нейромодулятора, который действует как сигнал подкрепления (см. Материалы и методы).

Это большое предположение. Ясно, что мы не просто создаем последовательности новых событий. Знакомые события также добавляются в последовательности с новыми событиями.

Нейромодуляторный сигнал «новизна» действует на «каждый переход между внешними стимулами», а не только на новые внешние стимулы (как можно увидеть в немарковском разделе, где стимулы повторяются).

2) Постоянные времени тормозных нейронов:

Выбор синаптических постоянных времени (80 мс для отл.и 10 мс для inh) очень странно, как также отметил второй рецензент, но это также важно для модели. Но этим ценностям нет никакого обоснования.

См. Ответ на «Постоянные времени тормозных нейронов».

3) Появление CNA и доводка модели:

Еще один важный параметр - это связи от таймера -> мессенджер и нейроны -> мессенджер нейроны. Они должны быть настроены так, чтобы мессенджер срабатывал только тогда, когда подавление снижается - я не думаю, что эти синапсы были изучены с использованием TTL в этой модели.

Авторы утверждают, что эти синаптические веса можно узнать, как они показали в Huerta et al. Но архитектура CNA отличается от модели, изученной Huerta et al. Три типа клеток в Huerta et al. все возбуждающие, и существует глобальная тормозящая популяция. Но для CNA здесь нужны две возбуждающие популяции и одна тормозящая. Более того, третья ингибирующая популяция не может выполнять функцию глобального ингибирования, что может привести к появлению таймеров / мессенджеров (например,следуя Huerta et al.,). Кроме того, в статье Хуэрта количество ячеек-мессенджеров слишком мало, но здесь авторы предположили, что существует равное количество ячеек-мессенджеров и ячеек-мессенджеров. Следовательно, утверждения авторов о том, что они предоставили предполагаемый механизм возникновения структуры CNA, неверны.

CNA, который мы здесь используем, такой же, как у Huertas et al., См. Вставку на рис. 7 из этой статьи. Ячейки «устойчивого уменьшения» (SD) на рисунке 4D из этого документа опущены, потому что они не являются необходимыми для обучения последовательности.Huertas начинается с глобальной возбуждающей и тормозящей популяции, но основные связи, возникающие в результате обучения трассировке (отсюда «основная» нейронная архитектура), приводят к CNA, идентичной той, которую мы показываем на рисунке 2. Это правда, что мы предположили равное количество Таймеров и Посланников, в то время как Heurtas (и экспериментальные данные) предполагают меньшее количество Посланников, чем Таймеры. Наша модель все еще может работать с меньшим количеством мессенджеров, мы просто выбрали равное количество здесь для простоты.Функционально мессенджеры будут работать так же, пока имеется достаточно нейронов для получения среднего ответа популяции с высоким SNR (по некоторым быстрым симуляциям это кажется примерно 20 или около того, а не 100).

Поскольку авторы утверждают, что «существует ряд вырожденных наборов параметров», они должны показать некоторые из них. Кроме того, поскольку выбор синаптических постоянных времени настолько странен, они должны показать, что модель работает, когда exc. синаптическая постоянная времени меньше постоянной времени inh - или насколько близкими могут быть эти две постоянные времени.Когда модель имеет так много параметров, важно поставить под сомнение надежность модели.

См. Ответы на «Постоянные времени тормозных нейронов» и «Появление CNA и точная настройка модели».

Авторы показали надежность алгоритма обучения (supp 9), но в модели есть и другие параметры, не связанные с пластиковыми синапсами. Насколько они важны? Вначале очевидно, что синаптическая постоянная времени имеет решающее значение и по какой-то причине отлично.Постоянная времени syn должна быть больше постоянной времени запрета. Точно так же необходимо очень тщательно настроить подключение таймер -> мессенджер и inh-нейроны -> мессенджер.

См. Ответы на «Постоянные времени тормозных нейронов» и «Появление CNA и точная настройка модели». Эти веса на самом деле не нуждаются в особой настройке.

4) Проблема других тормозных нейронов:

Мой вопрос не касался обнаруживаемости.Меня беспокоит то, что помимо inh нейронов в CNA будут и другие тормозящие нейроны в сети, например. те, которые необходимы для появления популяций времени / посланников. Вызовет ли их деятельность проблемы?

Я не понимаю этого вопроса. Внутри каждой CNA есть только один класс тормозных интернейронов. Тормозящие нейроны в CNA ответственны за появление популяции таймеров / мессенджеров.

5) Биологический реализм:

Я согласен с авторами в том, что у них есть локальное правило обучения, и это правило является биологически правдоподобным.Меня беспокоило использование сети резервуаров (что нормально) и при этом называть модель (рис. 5) биологически реалистичной.

Мы явно не используем термины «биологически реалистичный» или «биофизически реалистичный» для описания немарковской части модели (мы также не используем их в целом для описания марковской части модели). Мы только утверждаем, что он поддерживает местные правила обучения. Из результатов: «Мы выбрали это простое разреженное представление этой трехэтапной сети не потому, что это биофизически реалистичная реализация, а для того, чтобы продемонстрировать концепцию того, что такого добавления достаточно для изучения и выражения немарковских последовательностей, в то время как все еще используя местные правила обучения.”

Я также не понимаю использования термина «резервуар». Для меня это похоже на сеть аттракторов. Как известно авторам, при вычислении резервуара нам необходимо обучить считывание «резервуара», чтобы получить конкретный образец в ответ на ввод.

Резервуар (или «жидкость») - общие термины для повторяющейся сети, используемой в вычислениях резервуара или в машине состояния жидкости. Мы не выполняем вычисления резервуара, но мы используем резервуар (или жидкость, или RNN) в нашей модели.Из результатов: «Первая - это фиксированная (не обучающаяся) рекуррентная сеть, иногда называемая« резервуаром »(как в вычислениях резервуара) или« жидкостью »(как в машине с жидким состоянием) 49,50 , которая получает входные данные от ячеек Messenger в основной столбчатой ​​сети ». Я бы не стал рассматривать это как аттракторную сеть, поскольку единственными фиксированными точками являются 0 и насыщение (в пределе большого N и большого t, но мы работаем вдали от этого режима и, следовательно, далеко от фиксированных точек).

Рецензент 4:

В статье рассматривается проблема обучающих последовательностей, состоящих из событий переменной длительности.Это важная проблема, и решение с использованием ячеек мессенджера и таймера интересно и новаторски. Я менее убежден в полезности использования вычислений резервуара для решения немарковских последовательностей. Интересно, можно ли это сделать, используя соединения между разными CAN.

Рецензент предлагает интересный альтернативный подход к изучению немарковских последовательностей. Мы действительно пробовали подходы, подобные тем, которые предлагает он, и не смогли заставить их работать.Конечно, это все еще возможно с деталями, отличными от тех, которые мы пробовали, так что это все еще интересное направление для будущей работы. Одна интересная модель иерархической обработки немарковской последовательности - это Hawkins and Ahmad, 2016.

Неясно, является ли первичная зрительная кора (или первичная сенсорная область) лучшей областью мозга для проведения параллелей с предлагаемой структурой. Возможно, более подходящим был бы гиппокамп. В любом случае слои 4 и 5 первичных сенсорных областей имеют очень разные свойства, и присвоение им одинаковых свойств снижает биологическую достоверность.В зрительной коре происходит некоторое последовательное обучение, но это не главный эффект первичной сенсорной обработки.

Прямые экспериментальные доказательства, которые вдохновляют нашу модель (результаты Гаворника и Медведя, доказательства для клеток Таймера и Посланника), все происходят в зрительной коре, поэтому мы проводим там параллели. Гиппокамп, безусловно, более традиционно связан с последовательностями, но они часто сжимаются, то есть во время воспроизведения клеток места. Уровни 4/5 были сгруппированы здесь вместе, потому что глубокие слои кажутся функционально похожими для последовательного обучения Гаворнику и Медведю (см. Рис. 8D).Есть некоторые неопубликованные данные, которые предполагают, что уровень 5 является более вероятным кандидатом для ячеек таймера, поэтому мы перейдем к простому уровню 5. Наша нотация уровня 4/5 была скорее показателем нашей неуверенности, на которой он был, а не подразумевающим, что таймеры встречались в обоих.

Появляются также новые свидетельства реакции типа таймера / мессенджера в других областях мозга, включая PFC (лаборатория Дж. Коэна, неопубликовано), и в настоящее время мы работаем над соответствующими моделями в этих областях мозга.

https: // doi.org / 10.7554 / eLife.63751.sa2

Обозначения на E. Обозначения в различных электрических цепях. Как научиться читать концептуальные схемы

Если вы только начали заниматься радиотехникой, я расскажу вам об этой статье, как на ней названы радиодетали в схеме, и какой внешний вид .

Здесь вы узнаете, как работает транзистор, диод, конденсатор, микросхема, реле и т. Д.

Пожалуйста, восполните это для большего.

Как обозначается биполярный транзистор

Все транзисторы имеют три выхода, и если он биполярный, то есть два типа, как видно из изображения перехода PNP и перехода NPN.И три выхода имеют названия E-Emitter, to-collector и B-base. Где какой вывод на сам транзистор ищите в справочнике, или введите название транзистора + выводы в поиске.

Внешний вид У него следующий транзистор, и это лишь малая часть их внешнего вида, существующие купюры заполнены.

Как полярный транзистор обозначается

Уже есть три выхода со следующим названием, это z-шторка, и -stock, s-flow

Но внешний вид очень мало отличается, а точнее может иметь одинаковую базу.Вопрос как это, а это уже из справочников или инета обозначать написано в базе.

Как конденсатор обозначается

Конденсаторы бывают полярные и неполярные.

Их отличие в том, что полярник указывает на один из выводов значком "+". И тара меряется в микрофрейсе «МКФ».

А у них такой вид, стоит учесть, что если конденсатор полярный, то вывод обозначается на цоколе одной из сторон ножек, только уже главным знаком "-".

Как обозначается диод и светодиод

Обозначение светодиода и диода на схеме отличается тем, что на светодиодах заключенных и исходящих две стрелки. Но в их роли используется другой диод для выпрямления тока, а светодиод уже используется для излучения света.

А вот светодиоды имеют такой вид.

А вот обычные прямоугольные и импульсные диоды например:

Как обозначена микросхема.

Микросхемы - это уменьшенная схема, выполняющая ту или иную функцию, и в ней может быть большое количество транзисторов.

А у них такой вид.

Обозначение реле

Я думаю о них впервые услышали автомобилисты, особенно водители Жигулей.

Так как когда не было форсунок и транзисторы не получили широкого распространения, то в фарах автомобиля, прикуривателя, стартера и так все почти включалось и управлялось через реле.

Такая же простая схема реле.

Здесь все просто, на электромагнитную катушку подается текущее напряжение, которое в свою очередь замыкает или разблокирует участок цепи.

На этом статья заканчивается.

Если есть желание, какие радиодетали вы хотите видеть в следующей статье, пишите в комментариях.

Полярность цилиндрической батареи Условное графическое обозначение
и условное графическое обозначение.Аккумуляторы в схеме по ГОСТ.

Обозначение батареи по электрическим схемам. Имеет короткую черту, обозначающую отрицательный полюс, а длинную линию - положительный полюс. Одиночный аккумулятор, используемый для питания устройства, на схемах обозначен латинской буквой G, а аккумулятор, состоящий из нескольких аккумуляторов буквами GB.

Примеры использования обозначения аккумуляторов в схемах.

На схеме 1 использовано простейшее условное графическое обозначение аккумулятора или аккумулятора по ГОСТу.На схеме 2 использовано более информативное обозначение АКБ по ГОСТу, здесь отражено количество АКБ в группе АКБ, указывается напряжение АКБ и положительный полюс. ГОСТ разрешает использовать обозначение батареи, нанесенное на Схему 3.

Часто Б. Бытовая техника Обнаружено использование нескольких цилиндрических батарей. Включение разного количества последовательно соединенных батарей позволяет получать блоки питания с различным напряжением.Такой батарейный блок обеспечивает напряжение, равное сумме напряжений всех входящих батарей.

Последовательное соединение трех аккумуляторов напряжением 1,5 вольта обеспечивает напряжение питания устройства 4,5 вольта.

При последовательном включении аккумуляторов ток, который снижается, уменьшается за счет увеличения внутреннего сопротивления источника питания.

Подключение батареек к приставке ПДУ ТВ.

Например, мы сталкиваемся с последовательным включением батареек при их замене в панели управления телевизора.
Параллельное включение батарей используется редко. Преимущество параллельного включения состоит в увеличении тока нагрузки собранного таким способом источника питания. Напряжение включенных параллельно включенных батарей остается таким же, как номинальное напряжение одной батареи, а ток разряда увеличивается пропорционально количеству встроенных батарей. Несколько слабых батарей можно заменить на одну более мощную, поэтому использовать параллельное включение для маломощных батарей бессмысленно.Параллельно имеет смысл только мощные аккумуляторы из-за отсутствия или дорогие аккумуляторы с еще большим током разряда.


Параллельное включение батареек.

У такого включения есть недостаток. Аккумуляторы не могут иметь точно совпадающее напряжение на контактах при отключенной нагрузке. У одного аккумулятора это напряжение может быть 1,45 вольта, а у другого 1,5 вольта. Это вызовет ток от батареи с большим напряжением к батарее с меньшим напряжением.При установке аккумуляторов в отсеки прибора при отключенной нагрузке произойдет разрядка. В дальнейшем при такой схеме включения саморазряд происходит быстрее, чем при последовательном включении.
Комбинация последовательного и параллельного подключения батарей может быть получена от разных источников питания батарей.

Первый транзистор

На фото справа вы видите первый рабочий транзистор, который был создан в 1947 году тремя учеными - Уолтером Браттеном, Джоном Бардином и Уильямом Шокли.

Несмотря на то, что первый транзистор имел не очень презентабельный вид, это не помешало ему произвести революцию в электронике.

Трудно предположить, какой была бы нынешняя цивилизация, если бы не был изобретен транзистор.

Транзистор - первое твердотельное устройство, которое может усиливать, генерировать и преобразовывать электрический сигнал. Не имеет подверженных вибрации деталей, имеет компактные размеры. Это делает его очень привлекательным для использования в электронике.

Это была небольшая стыковка, а теперь давайте разберемся подробнее, что такое транзистор.

Прежде всего стоит напомнить, что транзисторы делятся на два больших класса. Первый - это так называемый биполярный, а второй - полевой (они же униполярные). Основа как полевых, так и биполярных транзисторов - это полупроводник. Основным материалом для производства полупроводников является германия и кремний, а также соединение галлия и мышьяка - арсенид галлия ( Gaas.).

Стоит отметить, что наибольшее распространение получили кремниевые транзисторы, хотя этот факт может скоро встряхнуть, поскольку развитие технологий идет непрерывно.

Так уж сложилось, но на заре развития полупроводниковой техники ведущее место занял биполярный транзистор. Но не многие знают, что первоначальная ставка была сделана на создание полевого транзистора. Его вспомнили позже. Про полевые MOSFET транзисторы читайте.

Не будем вдаваться в подробное описание транзисторных устройств по физическому уровню, а сначала выясним, как это обозначено на концепциях.Для новичков в электронике это очень важно.

Для начала нужно сказать, что биполярные транзисторы могут быть двух разных структур. Это структура P-N-P и N-P-N. Пока мы не будем вдаваться в теорию, просто помним, что биполярный транзистор может иметь либо структуру P-N-P, либо N-P-N.

На концептуальных схемах биполярные транзисторы обозначены так.

Как видим, на рисунке показаны два условных графических обозначения.Если стрелка внутри круга направлена ​​на центральный рисунок, то это транзистор со структурой P-N-P. Если стрелка направлена ​​наружу, она имеет структуру Н-П-Н.

Маленький совет.

Чтобы не запоминать условное обозначение, и тип проводимости (p-n-p или n-p-n) биполярного транзистора определить невозможно, можно применить такую ​​аналогию.

Сначала посмотрим, куда указывает стрелка на обычном изображении.Далее представляем, что идем в направлении стрелки, и если упираемся в «стену» - вертикальную линию - значит, «проход N. ест»! « N. et al» означает P- n. -p (п- N. -P).

Ну, а если идти, а не упираться в «стенку», то транзистор показан на схеме n-P-N структур. Аналогичная аналогия может быть использована в отношении полевых транзисторов при определении типа канала (N или P). Об обозначении разных полевых транзисторов на схеме читайте

.

Обычно дискретный, то есть отдельный транзистор имеет три выхода.Раньше его даже называли полупроводниковым триггером. Иногда может иметь четыре вывода, но четвертый служит для подключения металлического корпуса к общему проводу. Это экранирование, не связанное с другими выводами. Также один из выводов, обычно это коллектор (о нем будет дальше), может иметь форму фланца для крепления к радиатору охлаждения или быть частью металлического корпуса.

Взгляните. На фото представлены различные транзисторы еще советского производства, а также начала 90-х годов.

Но это уже современный импорт.

Каждый из выводов конвейера имеет свое назначение и название: база, эмиттер и коллектор. Обычно эти имена сокращаются и записываются просто b ( Base ), E ( Emitter ), K ( Collector ). На зарубежных схемах вывод коллектора обозначается буквой C. это от слова Collector - «Коллектор» (глагол Collect. - «собрать»). Базовая маркировка вывода - B., от слова Base. (от англ. База - «Главное»). Это контрольный электрод. Ну и выход эмиттера обозначается буквой E. , от слова Emitter. - «Эмитент» или «Источник выбросов». В этом случае эмиттер служит источником электронов, так сказать, поставщиком.

Электронная схема

IN Выводы транзисторов нужно паять, строго соблюдая маневренность. То есть вывод коллектора виден в той части схемы, где он должен быть подключен.Невозможно вместо вывода базы на файловый сборщик или вывод эмиттера. В противном случае схема работать не будет.

Как узнать, где по концепции транзистора коллектор, а где эмиттер? Все просто. Вывод, что стрелка всегда эмиттер. Тот, который нарисован перпендикулярно (под углом 90 0) к центральному элементу, является основанием основания. А тот, что остался, - коллекционер.

Также в концептуальных схемах Транзистор отмечен символом. Вт. или В. . В старых советских книгах по электронике можно встретить обозначение в виде буквы В. или Т. . В схеме указан следующий порядковый номер транзистора, например Q505 или VT33. При этом следует учитывать, что буквами VT и Q обозначаются не только биполярные транзисторы, но и поля в том числе.

В реальной электронике транзисторы легко перепутать с другими электронными компонентами, например симисторами, тиристорами, интегральными стабилизаторами, поскольку они имеют одинаковый корпус.Особенно легко запутаться, когда на электронный компонент нанесена неизвестная маркировка.

В этом случае необходимо знать, что разметка позиционирования сделана на многих печатных платах и ​​указан тип элемента. Это так называемая шелкография. Так что pCB Рядом с деталью можно написать Q305. Это означает, что этот элемент транзистора и его порядковый номер на принципиальной схеме - 305. Бывает также, что название электрода транзистора указано рядом с выводами.Итак, если рядом с выходом стоит буква Е, то это эмиттерный электрод транзистора. Таким образом, можно чисто визуально определить, что установлено на плате - транзистор или совершенно другой элемент.

Как уже упоминалось, это утверждение справедливо не только для биполярных транзисторов, но и для полевых. Поэтому после определения типа элемента необходимо указать класс транзистора (биполярный или полевой) на маркировке, нанесенной на его корпус.


Полевой транзистор FR5305 на печатной плате прибора. Рядом тип элемента - VT

.

Любой транзистор имеет опечатку или маркировку. Пример маркировки: КТ814. Вы можете узнать все параметры элемента. Как правило, они указаны в Даташите. Он представляет собой справочный лист или техническую документацию. Также могут быть транзисторы той же серии, но немного с другими электрическими параметрами. Тогда имя содержит дополнительные символы в конце или, реже, в начале маркировки.(например, буква А или Д).

Зачем нужны всевозможные дополнительные обозначения? Дело в том, что в процессе производства добиться одинаковых характеристик на всех транзисторах очень сложно. Всегда есть некая, пусть и небольшая, но разница в параметрах. Поэтому они делятся на группы (или модификации).

Строго говоря, параметры транзисторов разных партий могут различаться довольно существенно. Особенно это было заметно раньше, когда от технологии их массового производства только отказывались.

Считывание схем невозможно без знания условных графических и буквенных обозначений элементов. Большинство из них стандартизированы и описаны в нормативных документах. Большинство из них были опубликованы в прошлом веке в новом стандарте. Только один был принят, в 2011 году (ГОСТ 2-702-2011 ECD. Правила выполнения электрических схем), так что иногда новая элементная база указывается по принципу "как кто-то придумал". И в этом сложность чтения схем новых устройств.Но, в основном, условные обозначения в электрических схемах описаны и многим знакомы.

На схемах часто бывает два типа обозначений: графическое и буквенное, также часто проставляется номинал. По этим данным многие сразу могут сказать, как работает схема. Этот навык вырабатывается годами практики, и для начала необходимо понять и запомнить условные обозначения в электрических схемах. Затем, зная работу каждого элемента, можно представить конечный результат устройства.

Для составления и чтения различных схем Обычно требуются разные элементы. Типов схем много, но в электрике обычно используются:


Есть еще много других типов электрических схем, но в вашей домашней практике они не используются. Исключение - трасса прокладки кабелей по участку, подача электричества в дом. Этот тип документа обязательно понадобится и будет полезен, но это больше план, чем схема.

Основные изображения и функциональные знаки

Коммутационные аппараты (выключатели, контакторы и др.) построены на контактах различной механики. Есть замыкающие, размыкающие, переключающие контакты. Замыкающий контакт в нормальном состоянии разомкнут, при переводе в рабочее состояние цепь замыкается. Прерывистый контакт находится в нормальном состоянии и при определенных условиях запускает цепь эрозии.

Переключающие контакты двух- и трехпозиционные. В первом случае работает одна цепочка, потом другая. Во втором - нейтральная позиция.

Кроме того, контакты могут выполнять разные функции: контактор, разъединитель, выключатель и т. Д.Все они также имеют условное обозначение и нанесены на соответствующие контакты. Есть функции, которые выполняют только мобильные контакты. Они показаны на фото ниже.

Основные функции могут выполнять только фиксированные контакты.

Условия однолинейных схем

Как уже говорилось, на однолинейных схемах указывается только силовая часть: УЗО, автоматы, диафавтоматы, розетки, выключатели, выключатели и т.д. и взаимосвязь между ними.Обозначения этих условных элементов могут использоваться в схемах электрощита.

Основная особенность графических условных обозначений в электрических системах состоит в том, что устройства, аналогичные по принципу устройства, отличаются какой-то мелочью. Например, автомат (автоматический выключатель) и выключатель различаются только двумя небольшими деталями - наличием / отсутствием прямоугольника на контакте и формой фиксированного значка контакта, на котором отображаются функции данных контакта. Контактор из обозначения прерывателя имеет только форму значка на неподвижном контакте.Очень небольшая разница, а устройство и его функции другие. За всеми этими мелочами нужно ухаживать и запоминать.

Также небольшая разница между условными обозначениями Узо и дифференциального автомата. Это тоже только в функциях подвижных и неподвижных контактов.

Примерно так же обстоит дело с катушками и контакторами. Они выглядят как прямоугольник с небольшими графическими дополнениями.

В этом случае запомнить проще, так как есть довольно серьезные отличия во внешнем виде дополнительных иконок.С PHOTEL все очень просто - лучи солнца ассоциируются со стрелками. Импульсное реле также довольно легко отличить по характерной форме знака.

Немного попроще с лампами и подключениями. У них разные «картинки». Соединительное соединение (типа розетка / вилка или розетка / вилка) выглядит как два кронштейна, а разборное (типа клеммной колодки) - кружками. Причем количество пар флажков или кружков указывает на количество проводов.

Изображение шин и проводов

На любой схеме связь связана, и по большей части она осуществляется с помощью проводов. Некоторые связки представляют собой шины - более мощные проводящие элементы, от которых можно избавиться от ударов. Провода обозначаются тонкой линией, а места ответвлений / соединений - точками. Если точек нет - это не соединение, а перекресток (без подключения к электросети).

Есть отдельные изображения для шин, но они используются, если вам нужно графически отделить их от линий связи, проводов и кабелей.

На схемах крепления часто необходимо обозначать не только способ прокладки кабеля или провода, но и его характеристики или способ прокладки. Все это тоже отображается графически. Для чтения чертежей это тоже необходимая информация.

Как изобразить выключатели, выключатели, розетки

Для некоторых типов данного оборудования утверждены стандарты изображений. Так, диммеры (световые клавиши) и кнопочные переключатели остались без обозначения.

Но все остальные типы переключателей имеют свои собственные условные обозначения в электрических цепях. Они бывают открытой и скрытой установки, соответственно группы иконок тоже две. Разница заключается в положении объекта на ключевом изображении. Чтобы понять схему, о каком типе переключателя идет речь, необходимо помнить.

Есть отдельные обозначения для двухблочных и тройных выключателей. В документации они называются «сдвоенными» и «встроенными» соответственно. Есть отличия и для корпусов с разной степенью защиты.Цены при нормальных условиях эксплуатации ставят переключатели с IP20, может до IP23. Во влажных помещениях (ванная, бассейн) или на улице степень защиты должна быть не ниже IP44. Их изображения отличаются тем, что кружки расписаны. Так что отличить их несложно.

Есть отдельные образы для переключателей. Это переключатели, позволяющие управлять включением / выключением света с двух точек (есть из трех, но без стандартных изображений).

Такая же тенденция наблюдается в обозначении розеток и групп розеток: розетки бывают одинарные, розетки сдвоенные, есть группы по несколько штук.Изделия для помещений с нормальными условиями эксплуатации (IP от 20 до 23) имеют неокрашенную середину, для влажных - с корпусом повышенной защиты (IP44 и выше).

Обозначения В электрических цепях: розетки разных типов Установки (открытые, скрытые)

Понимая логику обозначения и запоминая некоторые исходные данные (например, характерное изображение открытой и скрытой настройки разное), через некоторое время можно уверенно ориентироваться на чертежах и схемах.

Лампы на схемах

В этом разделе описаны символы в электрических цепях различных ламп и ламп. Здесь лучше обстоят дела с обозначениями новой элементной базы: есть даже вывески для светодиодных ламп и светильников, компактных люминесцентных ламп (для домашнего хозяйства). Приятно также, что изображения ламп разного типа существенно различаются - перепутать сложно. Например, лампы с лампами накаливания изображаются в кружке, с длинной линейной люминесцентной - длинным узким прямоугольником.Разница в изображении линейной лампы люминесцентного типа и светодиода не очень велика - только штрихи на концах - но запомнить ее можно.

Стандарт имеет даже условные обозначения в электрических схемах для потолочного и подвесного светильника (патрона). Также они имеют довольно необычную форму - кружочки небольшого диаметра с черточками. В общем, в этом разделе сосредоточиться проще, чем в других.

Элементы понятий электрических схем

Принципиальные схемы устройств содержат другую элементную базу.Также изображены перемычки, клеммы, разъемы, лампочки, но, кроме того, присутствует большое количество радиоэлементов: резисторы, баки, предохранители, диоды, тиристоры, светодиоды. Большинство условных обозначений в электрических схемах этой элементной базы представлено на рисунках ниже.

Реже придется подписывать отдельно. Но в большинстве схем присутствуют эти элементы.

Обозначения в электрических цепях

Помимо графических изображений подписываются элементы на схемах.Также помогает читать схемы. Рядом с буквенным обозначением товара часто бывает его порядковый номер. Это делается для того, чтобы затем легко найти тип и параметры в спецификации.

В приведенной выше таблице показаны международные обозначения. Есть отечественный стандарт - ГОСТ 7624-55. Экспозиции отсюда с таблицей ниже.

Для того, чтобы собрать схему в которой только радиодетали и не нужны: резисторы (сопротивления), транзисторы, диоды, конденсаторы и т. Д.Из множества радиодеталей нужно уметь быстро отличить по внешнему виду нужную, расшифровать надпись на ее корпусе, определить базу. Обо всем этом и пойдет речь ниже.

Конденсатор.

Этот элемент присутствует практически в каждой схеме любительских построек. Как правило, самый простой конденсатор - это две металлические пластины (пластины) и воздух между ними в качестве диэлектрика. Вместо воздуха может быть фарфор, слюда или другой непроводящий материал.Через конденсатор постоянного тока. не проходит, а переменный ток через конденсатор проходит. Благодаря этому свойству конденсатор ставят там, где необходимо отделить постоянный ток от переменного.

Конденсатор имеет основной параметр - это емкость .

Единица мощности - микрофрад (МКФ) взята за основу в любительских конструкциях и в промышленном оборудовании. Но чаще используется другая единица - пикофарад (ПФ), миллионная доля микрофрарад (1 мкФ = 1000 нф = 1000000 ПФ).На схемах вы встретите другой. Причем емкостью до 9100 пф включительно указывают схемы в пикофарадах или нанофарадах (9х2), а также дополнительные микрофарады. Если, например, рядом с условным обозначением конденсатора написано «27», «510» или «6800», это означает, что емкость конденсатора соответственно 27, 510, 6800 ПФ или N510 (0,51 НФ \ u003d 510 ПФ или 6Н8 = 6,8 НФ = 6800пф). Но числа 0,015, 0,25 или 1,0 означают, что емкостная емкость равна соответствующему количеству микрофрейдов (0.015 мкФ = 15 НФ = 15000 ПФ).

Типы конденсаторов.

Конденсаторы бывают постоянной и переменной емкости.

Вт. Переменные конденсаторы Емкость изменяется при вращении выступающей наружу оси. В этом случае одна площадка (подвижная) устанавливается на неподвижную, не соприкасаясь с ней, результирующая емкость увеличивается. Помимо этих двух типов, в наших конструкциях используется еще один тип конденсаторов - подстроечные. Его обычно устанавливают в конкретный прибор для того, чтобы точнее выбрать, выбрать нужную емкость и больше конденсатор не трогать.В любительских конструкциях подрезанный конденсатор часто используют как переменный - он дешевле и доступнее.

Конденсаторы

различаются по материалу пластин и дизайну. Бывают конденсаторы воздушные, слюдяные, керамические и др. Конденсаторы постоянного тока этого вида - не полярные. Другой тип конденсаторов - электролитические (полярные). Такие конденсаторы выпускаются большой емкости - от десятого лепестка МКФ до нескольких десятков МКФ. На схемах указывается не только емкость, но и максимальное напряжение, на котором их можно использовать.Например, надпись 10,0 х 25 В означает, что конденсатор емкостью 10 мкФ нужно подвести на напряжение 25 В.

Для переменных или подстроечных конденсаторов на схеме указаны крайние значения емкости, которые получаются, если ось конденсатора повернуть из одного крайнего положения в другое или повернуть отработанные (как в подстроечных конденсаторах). Например, надпись 10 - 240 указывает на то, что в одном крайнем положении оси емкость конденсатора составляет 10 ПФ, а в другом - 240 ПФ.При плавном повороте из одного положения в другое емкость конденсатора также будет плавно изменяться от 10 до 240 ПФ или обратно - от 240 до 10 ПФ.

Резистор.

Надо сказать, что этот элемент, как и конденсатор, можно увидеть во многих самоделках. Это фарфоровая трубка (или стержень), на которую снаружи напыляется тончайшая пленка металла или сажи (угля). На некачественных мощных резисторах сверху наматывается нихромовая нить. Резистор имеет сопротивление и используется для установки желаемого тока в электрической цепи.Вспомните пример с баком: изменяя диаметр трубы (сопротивление нагрузке), можно получить тот или иной расход воды (электричество разной силы). Чем тоньше пленка на фарфоровой трубке или стержне, тем больше сопротивление току.

Резисторы бывают постоянные и переменные.

Из постоянных, чаще всего применяемых резисторов типа МЛТ (металлизированные лакированные термостойкие), Солнца (влагостойкость), УЛМ (углеродные лакированные малогабаритные), из переменных - SP (сопротивление переменному току) и SPO (сопротивление переменного объема) .Внешний вид постоянных резисторов показан на рис. ниже.


Резисторы

различаются по сопротивлению и мощности. Сопротивление измеряется в Омах (ОМ), киломах (ком) и мегаомах (МОМ). Мощность выражается в ваттах и ​​обозначается буквами TW. Резисторы разной мощности характеризуются размерами. Чем больше мощность резистора, тем больше его размер.

Сопротивление резистора указано на схемах рядом с его условным обозначением.Если сопротивление меньше 1 кОм, цифры обозначают число ОМ без единицы измерения. При сопротивлении 1 ком и более - до 1 МОм укажите количество килом и поставьте букву «К». Сопротивление 1 МОм и выше выражается числом мега с добавлением буквы «М». Например, если рядом с обозначением резистора написано 510, это означает, что сопротивление резистора составляет 510 Ом. Обозначения 3,6 К и 820 К соответствуют сопротивлению 3,6 кОм и 820 кОм соответственно.Надпись на схеме 1 м или 4,7 м означает, что используется сопротивление 1 МОм и 4,7 МОм.

В отличие от постоянных резисторов, имеющих два вывода, переменных резисторов таких выводов три. На схеме указано сопротивление между крайними выводами. переменный резистор. Сопротивление между средним выводом и крайним изменяется при вращении выступающей оси резистора. Более того, когда ось вращается в одном направлении, сопротивление между средним выводом и одним из крайних увеличивается, соответственно, уменьшаясь между средним выводом и другим крайним.Когда ось поворачивается назад, происходит обратное явление. Это свойство переменного резистора используется, например, для регулировки громкости звука в усилителях, ресиверах, телевизорах и т. Д.

Полупроводниковые приборы.

Это целая группа Детали: Диоды, Стабилизаторы, Транзисторы. В каждой детали использован полупроводниковый материал, а проще полупроводник. Что это? Все существующие вещества можно разделить на три большие группы. Некоторые из них - это медь, железо, алюминий и другие металлы - хорошо проводится электрический ток - это проводники.Дерево, фарфор, пластик не проводят ток. Это нерасходы, изоляторы (диэлектрики). Полупроводники занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Такие материалы проводятся только при определенных условиях.

Диоды.

У диода (см. Рис. Ниже) два выхода: анодный и катодный. Если подключить батарею полюсами: плюс к аноду, минус к катоду, в направлении анода к катоду течет ток. Сопротивление диода в этом направлении невелико.Если попробовать поменять полюса батарей, то есть включить диод "наоборот", то через диод ток не пойдет. В этом направлении диод имеет большее сопротивление. Если пропустить через диод переменный ток, то на выходе у нас будет только одна полуволна - это будет хоть пульсирующий, но постоянный ток. Если переменный ток подать на четыре диода, включенные мостом, то мы уже получаем две положительные полуволны.

Стабилизаторы.

Эти полупроводниковые приборы также имеют два выхода: анодный и катодный. В прямом направлении (от анода к катоду) Stabilod работает как диод, беспрепятственно пропускающий ток. Но в обратном направлении он изначально не пропускает ток (как и диод), а при увеличении подаваемого на него напряжения внезапно «делает себя» и начинает пропускать ток. Напряжение «пробоя» называется напряжением стабилизации. Он останется неизменным даже при значительном увеличении входного напряжения.Благодаря этому свойству Стабилитрон находит применение во всех случаях, когда необходимо получить стабильное напряжение питания какого-либо устройства с колебаниями, например, сетевого напряжения.

Транзисторы.

Из полупроводниковых приборов транзистор (см. Рис. Ниже) чаще всего применяется в электронике. У него три выхода: база (b), эмиттер (E) и коллектор (K). Транзистор - усилительное устройство. Его условно можно сравнить с таким известным вам устройством, как мундштук.Достаточно сказать что-нибудь перед узким отверстием рожка, послав широкий один-друг, стоящий в нескольких десятках метров, и голос, усиленный рожком, будет хорошо слышен на расстоянии. Если взять узкое отверстие для входа рупора усилителя, а широкое - на выход, то можно сказать, что выходной сигнал в несколько раз больше входного. Это показатель усиленных способностей рога, его прироста.

Сейчас ассортимент выпускаемых радиодеталей очень богат, поэтому на рисунках представлены далеко не все их типы.

Но вернемся к транзистору. Если пропустить через сайт базу - эмиттер слабого тока, он будет усилен транзистором в десятки и даже сотни раз. Усиленный ток будет протекать через коллектор - эмиттер. Если транзистор звенит база-эмиттер мультиметра и коллектор база, то это похоже на измерение двух диодов. В зависимости от наибольшего тока, который может пройти через коллектор, транзисторы делятся на маломощные, средние и большие.Кроме того, эти полупроводниковые устройства могут быть структурами r-P-R или N-r-p. Так есть транзисторы с разным чередованием полупроводниковых слоев (если в диоде три слоя материала, то три). Усиление транзистора не зависит от его конструкции.

Обозначение радиодеталей для начинающих. Как читать концептуальные схемы? Обозначения электромеханических устройств и контактных соединений

Обозначение радиодеталей на схеме

В этой статье показан внешний вид и схема обозначение радиоэлементы

Каждый человек наверняка видел радиолюбителя и внешне радиодетали и, возможно, схему, но что есть то, что в схеме, я должен долго думать или искать, и только там, где он может прочитать и увидеть новые для себя слова, такие как резистор, транзистор, диод и т. д.. А насчет того они обозначаются. Находятся в этой статье. И так поехали.

1. Резистор

Чаще всего на платах и ​​схемах можно увидеть резисторы, так как их больше всего по зарядам.

Резисторы бывают как постоянные, так и переменные (сопротивление можно регулировать ручкой)

Одно из изображений постоянного резистора Ниже I. Обозначение постоянного и переменного на схеме.

А где переменный резистор выглядит. Это все еще изображение ниже. Оформление для такого написания статьи.

2. Транзистор И его обозначение

Много информации написано о функциях ихистов, но так как тема про нотации. Отчет по обозначениям.

Транзисторы бывают биполярными и полярными, с переходами PNP и NPN. Все это учтено при пайке как на плате, так и в схемах.Новый рисунок, понять

Обозначение транзистора нПН Переход нПН.

Эээээээ то эмиттер К тому коллектор , а б это база переходы PNP. Переходы будут отличаться тем, что стрелка будет не от основания, а к основанию. Для более чем одного изображения


Существуют также, кроме биполярных и полевых транзисторов, обозначения на схеме полевых транзисторов аналогичны, но различаются.Итак, как нет эмиттерной базы и коллектора, а есть из - сток, а - источник, z - шторка


И напоследок про транзисторы, как они выглядят на самом деле


Common Если в деталях три ножки, то на 80 процентов дело в том, что это транзистор.

Если у вас есть транзистор и вы не знаете, что это за переход, а также где коллектор, база и вся другая информация, то посмотрите на рынок транзисторов.

Конденсатор, внешний вид и обозначение

Конденсаторы бывают полярными и неполярными, полярность на схеме плюс, поскольку она предназначена для постоянного тока, и неполярные, подходящие для переменного.

Они имеют определенный контейнер в МКФ (микропрейды) и рассчитаны на определенное напряжение в вольтах. Все это можно найти на корпусе конденсатора

.

Микросхемы , внешнее обозначение на схеме

Uff Уважаемые читатели, таких существует просто огромное количество в мире, начиная от усилителей и заканчивая телевизорами

Для изготовления радиоэлектронного устройства необходимо знать обозначение радиодеталей на схеме и их название, а также порядок их соединения.Для реализации этой цели и были придуманы схемы. На заре радиотехники радиодетали изображались трехмерно. Для их составления потребовались опыт художника и знание внешнего вида деталей. Со временем изображения упрощались, пока не превратились в условные знаки.

Сама схема, на которой нанесены условные графические обозначения (ВТО), называется принципиальной. Он не только показывает, как связаны определенные элементы схемы, но и объясняет, как работает все устройство, показывая принцип его действия.Для достижения такого результата важно правильно показать отдельные группы элементов и связь между ними.

Кроме принципиального есть сборка. Они предназначены для точного отображения каждого элемента относительно друг друга. Арсенал радиоэлементов огромен. Постоянно добавляйте новые. Тем не менее, объятие во всех схемах практически одинаковое, но буквенный код существенно отличается. Есть 2 типа стандарта:

  • , этот стандарт может включать несколько состояний;
  • международных, пользуются почти во всем мире.

Но какой бы стандарт ни применялся, он должен четко отображать обозначение радиодеталей на схеме и их названия. В зависимости от функционала Радиополос может быть простым или сложным. Например, можно выделить несколько условных групп:

  • блоки питания;
  • индикаторов, датчиков;
  • переключателей;
  • полупроводниковых элементов.

Этот список неполный и служит только для ясности.Чтобы было проще разобрать обозначения радиодеталей на схеме, необходимо знать принцип действия этих элементов.

Источники питания

Сюда входят все устройства, которые могут производить, накапливать или преобразовывать энергию. Первую батарею изобрел и продемонстрировал Александр Вольта в 1800 году. Это был набор медных пластин, уложенных мокрой тканью. Модифицированный узор стал состоять из двух параллельных вертикальных прямых линий, между которыми находится точка. Заменяет недостающие пластины.Если блок питания состоит из одного элемента, точка не ставится.

В схеме постоянного тока важно знать, где находится положительное напряжение. Поэтому положительная пластина делается сверху, а отрицательная - снизу. Причем обозначение АКБ на схеме и АКБ ничем не отличается.

Также нет разницы в буквенном коде GB. Панели солнечных батарей, вырабатывающие ток под воздействием солнечного света, в своем большом количестве имеют дополнительные стрелки, направленные на батарею.

Если источник питания внешний, например радиостанция запитывается от сети, то ввод мощности обозначается терминалами. Это могут быть стрелки, кружочки со всякими добавлениями. Отображается номинальное напряжение и сила тока. Переменное напряжение обозначается знаком «Тильда» и может быть буквенным кодом переменного тока. Для постоянного тока на положительном входе это «+», на отрицательном «-» и может стоять знак «Общий». Обозначается перевернутой буквой Т.

Полупроводники, пожалуй, имеют самую обширную номенклатуру в электронике. Все новые устройства добавляются постепенно. Все их можно разделить на 3 группы:

  1. Диоды.
  2. Транзисторы.
  3. Чипсы.

В полупроводниковых приборах используется P-p-переход, схема в объятиях пытается показать особенности устройства. Итак, диод способен пропускать ток в одном направлении. Это свойство схематично отображено в условном обозначении.Он сделан в виде треугольника, на вершине которого стоит аббар. Эта способность показывает, что ток может идти только в направлении треугольника.

Если к этой прямой проведен короткий отрезок, обращенный в направлении, противоположном направлению треугольника, то это уже стабилизация. Он способен пропускать небольшой ток в обратном направлении. Такое обозначение действительно только для устройств общего назначения. Например, на изображении диода с преградой Шоттки рисуется S-образный знак.

Некоторые радиокомпоненты имеют свойства двух простых устройств, соединенных вместе. Эта особенность также отмечена. В качестве изображения двусторонней стабилизации рисуются оба, причем вершины треугольников направлены друг к другу. При обозначении двунаправленного диода 2 параллельных диода направлены в разные стороны.

Другие устройства имеют свойства двух разных частей, например, варикап. Это полупроводник, поэтому нарисован треугольник. Однако в основном используется емкость его P-P перехода, а это уже конденсаторные свойства.Поэтому к вершине треугольника проводят знак конденсатора - две параллельные прямые.

Признаки воздействия внешних факторов на устройство также отражены. Фотодиод преобразует солнечный свет в электричество, некоторые виды являются элементами солнечной батареи. Они изображены в виде диода, только по кругу, и на них направлены 2 стрелки, показывающие солнечные лучи. Светодиод наоборот излучает свет, поэтому стрелки идут от диода.

Полярные и биполярные транзисторы

Транзисторы также являются полупроводниковыми устройствами, но в основном представляют собой два перехода P-N-P в биполярных транзисторах.Средняя площадь между двумя переходами - это контроль. Эмиттер вводит носители заряда, а коллектор их забирает.

Корпус изображен кружком. В одном сегменте этого круга показаны два перехода P-N. С одной стороны, для этого отрезка подходит прямая под углом 90 градусов - это база. С другой стороны, 2 наклонные прямые. На одном из них есть стрелка - это излучатель, на другом без стрелки - коллектор.

По заявлению эмитента структура транзистора определена.Если стрелка идет в сторону перехода, то это транзистор p-N-P типа, если это транзистор N-P-N. Используется для изготовления однопроходного транзистора, его еще называют двухпроводным диодом, имеет один P-N-переход. Он обозначен как биполярный, но коллектор отсутствует, а баз два.

Аналогичный рисунок имеет и полевой транзистор. Отличие в том, что переход от него называется каналом. Прямой со стрелкой подходит к каналу под прямым углом и называется затвором.С противоположной стороны подходят сток и исходник. Направление стрелки показывает тип канала. Если стрелка направлена ​​на канал, то канал N-типа, если от него, то P-типа.

Полевой транзистор с изолированной шторкой имеет некоторые отличия. Затвор нарисован в виде буквы G и не подключается к каналу, стрелка ставится между стоком и истоком и имеет такое же значение. В транзисторах с двумя изолированными заслонками на схеме добавлен второй такой же затвор.Ложа и исток взаимозаменяемы, поэтому полевой транзистор можно подключать как угодно, достаточно лишь правильно подключить затвор.

Микросхемы интегральные

Интегральные микросхемы - это самые сложные электронные компоненты. Выводы, как правило, входят в общую схему . Их можно разделить на такие виды:

    аналог
  • ;
  • цифровой;
  • аналого-цифровой.

На схеме они обозначены прямоугольником.Внутри есть код и (или) название схемы. Исходящие выводы пронумерованы. Операционные усилители нарисованы треугольником, исходящий сигнал идет из его вершины. Для обозначения выводов на корпусе микросхемы рядом с первым выводом делается отметка. Обычно это пломба квадратной формы. Для правильного чтения фишек и знаков знаков прилагаются таблицы.

Прочие элементы

Все радиокомпоненты соединены между собой.На схеме они представлены прямыми линиями и нарисованы строго по горизонтали и вертикали. Если проводники при пересечении друг с другом имеют электрическое соединение, точка ставится в этом месте. В советских схемах и американских, чтобы показать, что проводники не соединены, на пересечении ставится полукруг.

Конденсаторы обозначаются двумя параллельными сегментами. Если он электролитический, для подключения которого важно соблюдать полярность, то он ставится рядом с его положительным выводом.Могут быть обозначения электролитических конденсаторов в виде двух параллельных прямоугольников, один из них (отрицательный) окрашен в черный цвет.

Для обозначения конденсаторов переменной емкости используется стрелка, пересекающая конденсатор по диагонали. В пороге вместо стрелки используется Т-образный знак. Варопонд - это конденсатор, изменяющий емкость от приложенного напряжения, нарисован, как и переменный, но стрелка заменяет короткую прямую, возле которой стоит буква U.Емкость указана цифрой и рядом установлен МКФ (микрофарад). Если емкость меньше - буквенный код понижается.

Еще один элемент, без которого никто не обходится электрическая схема - это резистор. Обозначается на схеме в виде прямоугольника. Чтобы показать, что резистор переменный, сверху нарисована стрелка. Это может быть связано либо с одним из выводов, либо быть отдельным заключением. Для обрезки используется знак в виде буквы t. Как правило, его сопротивление указывается рядом с резистором.

Для обозначения мощности постоянных резисторов могут использоваться знаки в виде капель. Мощность 0,05 Вт обозначена тремя наклонными, 0,125 Вт - двумя наклонными, 0,25 Вт - одним наклонным, 0,5 Вт - одним продольным. Большая сила обозначается римскими числами. Из-за разнообразия описать на схеме все обозначения электронных компонентов невозможно. Для идентификации того или иного радиоэлемента используйте справочники.

Буквенно-цифровой код

Для простоты радиодетали разделены на группы по особенностям.Группы делятся на виды, типы - на типы. Ниже приведены коды групп:

Для удобства монтажа на печатных платах Места для радиодеталей обозначены буквенным кодом, рисунком и цифрами. Для деталей с полярными выводами положительный вывод ставится +. В местах пайки транзисторов каждый вывод маркируется соответствующей буквой. Флисовые предохранители и шунты отображаются прямой линией. Выводы микросхем обозначены цифрами.У каждого элемента есть свой порядковый номер, который указан на доске.

В данной статье мы приводим таблицу графических обозначений радиоэлементов на схеме.

Человек, не знающий графического обозначения элементов радиохимии, никогда не сможет «прочитать». Этот материал предназначен для начала начинающего радиолюбителя. В различных технических изданиях такой материал встречается очень редко. Вот чем он ценен. В разных изданиях встречаются «отклонения» от ГОСТа в графическом обозначении элементов.Это отличие важно только для государственных приемных органов, а для радиолюбителя практическое значение не имеет тип, назначение и основные характеристики элементов. К тому же в разных странах и обозначение может быть разным. Поэтому в данной статье представлены различные варианты графического обозначения элементов схемы (доски). Вполне может быть, что здесь вы увидите далеко не все варианты обозначения.

Любой элемент на схеме имеет графическое изображение и его буквенно-цифровое обозначение.Форма и размеры графического обозначения определены ГОСТом, но, как я уже писал ранее, практического значения для радиолюбителя не имеют. Ведь если на схеме изображение резистора будет размером меньше, чем по ГОСТу, радиолюбитель не перепутает его с другим элементом. Любой элемент обозначается на схеме одной или двумя буквами (первая обязательная - верхняя) и порядковым номером на конкретной схеме. Например, R25 обозначает, что это резистор (R), а на отображаемой схеме - 25-й по счету.Порядковые номера обычно присваиваются сверху вниз и слева направо. Бывает, когда предметов не больше двух десятков, их просто не называют. Выявлено, что при доработке схем некоторые элементы с «большим» порядковым номером не могут стоять на месте схемы, что по ГОСТу является нарушением. Очевидно, фабричный приемщик подкупил взяткой в ​​виде банального шоколада или бутылки необычной формы от дешевого коньяка. Если схема большая, то найти несложный по порядку элемент сложно.При модульной (блочной) конструкции оборудования элементы каждого блока имеют свои порядковые номера. Ниже вы можете ознакомиться с таблицей, содержащей обозначения и описания основных радиоэлементов, для удобства в конце статьи есть ссылка на скачивание таблицы в формате Word.

Таблица графических обозначений радиоэлементов на схеме

Графическое обозначение (варианты) Название элемента Краткое описание элемента
Аккумулятор Единый источник электрического тока, в том числе: батареи времени; Пальчиковые солевые батареи; Сухие батареи; Аккумуляторные сотовые телефоны
Элементы питания батареи Комплект отдельных элементов, предназначенный для питания оборудования повышенным общим напряжением (отличным от напряжения отдельного элемента), в том числе: батареи сухих гальванических батарей; Аккумуляторы сухих, кислотных и щелочных элементов
Узел Подключение проводника.Отсутствие точки (кружки) говорит о том, что проводники на схеме пересекаются, но не соединяются между собой - это разные проводники. Без буквенно-цифрового обозначения
Контакт Радиошем вывод предназначен для «жесткого» (обычно винтового) подключения к нему проводов. Чаще используется в больших системах управления и управления питанием сложной многоблочной электросети.
Гнездо Соединительный простой контакт типа «коннектор» (на радиолюбительском сленге - «мама»).Используется в основном для кратковременного, легко отключаемого подключения внешних устройств, перемычек и других элементов цепи, например, в качестве управляющей розетки.
Розетка Панель, состоящая из нескольких (минимум 2) контактов «розетка». Предназначен для многоконтактной радиосвязи радиоаппаратуры. Типичный пример - бытовая электрометрия «220В».
Вилка Контактный легкомысленный штыревой контакт (на сленге радиолюбителей - «папа»), предназначен для кратковременного подключения к полю электрического излучения.
Вилка Разъем многокнопочный, с количеством контактов не менее двух, предназначен для многоконтактного подключения радиооборудования.Типичный пример - сетевой штекер бытового прибора «220В».
Выключатель Двухконтактное устройство, предназначенное для замыкания (размыкания) электрической цепи. Типичный пример - выключатель света «220В» в помещении.
Переключатель Устройство трехконтактное, предназначенное для коммутации электрических цепей. Один контакт имеет два возможных положения.
Тумблер Два «спаренных» переключателя - переключаются одной общей ручкой одновременно.В разных частях схемы могут быть изображены отдельные контактные группы, тогда их можно обозначить как группу S1.1 и группу S1.2. Кроме того, при большом расстоянии на схеме их можно соединить одной пунктирной линией.
Переключатель Galette Переключатель, в котором один контакт типа «ползунок» может переключаться в несколько различных положений. Есть парные галерейные переключатели, в которых есть несколько групп контактов.
Кнопка Двухконтактное устройство, предназначенное для кратковременного замыкания (размыкания) электрической цепи нажатием на нее.Типичный пример - кнопка дверного звонка квартиры
Общий провод (GND) Контакт радиошем, имеющий условный «нулевой» потенциал относительно остальных участков и схем подключения. Обычно это выход схемы, потенциал которой либо самый отрицательный относительно остальной части схемы (минус питание схемы), либо самый положительный (плюс мощность схемы). Без буквенно-цифрового обозначения
Земля Вывод схемы на заземление.Позволяет исключить возможное появление вредоносного статического электричества, а также предотвращает повреждение от электрического тока в случае возможного поднятого напряжения на поверхности радиостанции, восстанавливается и блокируется, что касается человека, стоящего на мокрой земле. Без буквенно-цифрового обозначения
Лампа накаливания Электрооборудование для освещения. Под действием электрического тока происходит свечение вольфрамовой нити (ее горение). Не сжигает нитку, потому что внутри колб нет химического окислителя - кислорода.
Сигнальная лампа Фонарь, предназначенный для контроля (сигнализации) состояния различных цепей устаревшего оборудования.В настоящее время вместо сигнальных ламп используются светодиоды, потребляющие более слабый ток и более надежные.
Неоновая лампа Газоразрядная лампа, заполненная инертным газом. Цвет свечения зависит от типа газонаполнителя: неон - красно-оранжевый, гелий - синий, аргон - сиреневый, криптон - сине-белый. Применяйте другие способы придания определенного цвета лампе, наполненной неоном - использование люминесцентных покрытий (зеленое и красное свечение).
Лампа дневного света (LDS) Лампа газоразрядная, в том числе колба миниатюрной энергосберегающей лампы, с люминесцентным покрытием - химическим составом с послесвечением.Применяется к освещению. При той же потребляемой мощности имеет более яркий свет, чем лампа накаливания
Электромагнитное реле Электроустройство, предназначенное для коммутации электрических цепей, передачи напряжения на электрическую обмотку (соленоид) реле. В реле может быть несколько групп контактов, тогда эти группы нумеруются (например P1.1, P1.2)
Электрический прибор, предназначенный для измерения электрического тока.В его составе неподвижный постоянный магнит и подвижная магнитная рамка (катушка), на которой крепится стрелка. Чем больше ток, протекающий через обмотку корпуса, тем больше отклоняется стрелка угла. Амперметры делятся по номинальному току полного отклонения стрелки, по классу точности и сфере применения.
Электрический прибор, предназначенный для измерения напряжения электрического тока.По сути он ничем не отличается от амперметра, так как выполнен из амперметра последовательным включением в электрическую цепь через дополнительный резистор. Вольтметры делятся по номинальному напряжению полного отклонения стрелки, по классу точности и сфере применения.
Резистор Радиоприемник, предназначенный для уменьшения тока, протекающего по электрической цепи. На схеме указано значение сопротивления резистора.Рассеянная мощность резистора отображается специальными полосами или латинскими буквами на графическом изображении корпуса в зависимости от мощности (0,125 Вт, две косые линии «//», 0,25 - одна наклонная линия «/», 0,5 - одна линия вдоль резистора «-», 1W - одна поперечная линия «I», 2W - две поперечные линии «II», 5W - галочка «V», 7W - галочка и две поперечные линии «VII», 10W - перекрестный «Х» и т. Д.). У американцев обозначение резистора - зигзаг, как показано на картинке.
Переменный резистор Резистор, сопротивление которого на его центральном выходе регулируется с помощью «ручки регулятора».Номинальное сопротивление, указанное на схеме, - это полное сопротивление резистора между его крайними выводами, которое не регулируется. Переменные резисторы парные (2 на одном регуляторе)
Сильный резистор Резистор, сопротивление которого на его центральном выходе регулируется с помощью «Slot Regulator» - отверстия для диспергатора. Как и в случае с переменным резистором, указанное на схеме номинальное сопротивление - это импеданс резистора между его крайними выводами, который не регулируется.
Термистор. Полупроводниковый резистор, сопротивление которого меняется в зависимости от температуры окружающей среды. С повышением температуры сопротивление термистора уменьшается, а с понижением температуры наоборот увеличивается. Применяется для измерения температуры в качестве термодатчика, в схемах термостабилизации различных аппаратных каскадов и т. Д.
Фоторезистор Резистор, сопротивление которого меняется в зависимости от освещения.При увеличении освещенности сопротивление термистора уменьшается, а при уменьшении освещенности наоборот увеличивается. Он используется для измерения освещенности, регистрации колебаний света и т. Д. Типичный пример - «световой барьер» турникета. В последнее время вместо фоторезисторов все чаще используются фотодиоды и фототранзисторы.
Варистор Полупроводниковый резистор, резко уменьшающий его сопротивление при приложении к нему приложенного к нему напряжения.Варистор предназначен для защиты электрических цепей и радиопомех от случайных «скачков» напряжения.
Конденсатор Элемент радиохимии с электрической емкостью, способный накапливать электрический заряд на своих пластинах. Применение в зависимости от размера емкости варьируется, самый распространенный радиоэлемент после резистора
Конденсатор, при изготовлении которого используется электролит, за счет этого при относительно небольших размерах имеет гораздо большую емкость, чем обычный «неполярный» конденсатор.При его использовании необходимо соблюдать полярность, иначе электролитический конденсатор теряет свои накопительные свойства. Используется в силовых фильтрах, в качестве проходных и накопительных конденсаторов низкочастотной и импульсной аппаратуры. Обычный электролитический конденсатор саморазряжается не более чем за минуту, имеет «потерю» емкости из-за высыхания электролита, для устранения эффектов саморазряда и потери емкости используются более дорогие конденсаторы - танталовые.
Конденсатор, в котором емкость регулируется с помощью «паза-регулятора» - отверстия для диспергатора.Используется в высокочастотных контурах радиооборудования
Конденсатор, мощность которого регулируется выходом ручки (руля) радиоприемника. Используется в высокочастотных контурах радиоаппаратуры как элемент избирательной цепи, изменяющей частоту радиопередатчика, или радиоприемника.
Высокочастотное устройство с резонансными свойствами, такими как колебательный контур, но на определенной фиксированной частоте.Может использоваться на «гармониках» - частотах, кратных резонансных частотах, указанных на корпусе прибора. Часто в качестве резонирующего элемента используется кварцевое стекло, поэтому резонатор называют «кварцевым резонатором», или просто «кварцем». Используется в генераторах гармонических (синусоидальных) сигналов, генераторах тактовых импульсов, узкополосных частотных фильтрах и т. Д.
Обмотка (катушка) из медной проволоки. Он может быть безрамным, на раме, а может быть выполнен с использованием магнитопровода (сердечник из магнитного материала).Он имеет свойство накапливать энергию за счет магнитного поля. Используется как элемент высокочастотных контуров, частотных фильтров и даже антенн приемного устройства.
Катушка с регулируемой индуктивностью, имеющая подвижный сердечник из магнитного (ферромагнитного) материала. Как правило, это вина на цилиндрической раме. С помощью немагнитного манекена регулируется глубина погружения сердечника к центру катушки, тем самым изменяя ее индуктивность.
Катушка индуктивности, содержащая большое количество витков, которая выполнена с помощью магнитопровода (сердечника).Подобно высокочастотной катушке индуктивности, дроссель обладает свойством аккумуляции энергии. Используются в качестве элементов фильтров низких частот, звуковых частот, фильтров мощности и схем накопления импульсов.
Индуктивный элемент, состоящий из двух или более обмоток. Переменный (изменяющийся) электрический ток, приложенный к первичной обмотке, вызывает возникновение магнитного поля в сердечнике трансформатора, которое, в свою очередь, превращается в магнитную индукцию во вторичной обмотке.В результате на выходе вторичной обмотки появляется электрический ток. Точки на графическом обозначении по краям обмоток трансформатора обозначают начало этих обмоток, римские цифры - номера обмоток (первичная, вторичная).
Полупроводниковый прибор, способный пропускать ток в одну сторону, а не в другую. Текущее направление может быть определено схематическим изображением - сходящиеся линии, как стрелка, указывают текущее направление.Выводы анода и катода буквами на схеме не обозначены.
Специальный полупроводниковый диод, предназначенный для стабилизации обратной полярности, подаваемой на его выводы (в Stabystar - прямая полярность).
Специальный полупроводниковый диод с внутренним контейнером и меняющим свое значение в зависимости от амплитуды обратной полярности, приложенной к его выводам. Используется для формирования частотно-модулированного радиосигнала в схемах электронного регулирования частотных характеристик Радиоприемники
Специальный полупроводниковый диод, кристалл которого загорается под действием приложенного постоянного тока.Используется как сигнальный элемент наличия электрического тока в определенной цепи. Могут быть разные цвета свечения

Специальный полупроводниковый диод, при свечении которого на выводах появляется слабый электрический ток. Он используется для измерения освещенности, регистрации колебаний света и т. Д., Как фоторезистор.
Полупроводниковый прибор, предназначенный для переключения электрической цепи.При подаче небольшого положительного напряжения на управляющий электрод относительно катода тиристор открывается и проводит ток в одном направлении (как диод). Тиристор замыкается только после исчезновения тока, протекающего с анода, или смены полярности этого тока. Выводы анода, катода и управляющего электрода буквами на схеме не обозначены.
Составной тиристор, способный коммутировать токи как положительной полярности (от анода к катоду), так и отрицательной (от катода к аноду).Подобно тиристору, симистор замыкается только после исчезновения тока, протекающего с анода на катод, или смены полярности этого тока.
Вид тиристора, который открывается (начинает пропускать ток) только при достижении определенного напряжения между его анодом и катодом и блокируется (прекращает пропускание тока) только при уменьшении тока до нуля или полярности изменение тока. Используется в импульсных схемах управления
Биполярный транзистор, управляемый положительным потенциалом на основе эмиттера (стрелка на эмиттере показывает условное направление тока).При этом при повышении входного напряжения база-эмиттер с нуля до 0,5 вольт транзистор находится в закрытом состоянии. После дальнейшего увеличения напряжения с 0,5 до 0,8 Вольт транзистор работает как усилительное устройство. На последнем участке «линейной характеристики» (около 0,8 вольт) транзистор насыщен (полностью открыт). Дальнейшее повышение напряжения на базе транзистора опасно, транзистор может выйти из строя (происходит резкое повышение тока базы). Согласно «учебникам», биполярный транзистор управляется током эмиттера тока.Направление тока переключения в транзисторе N-P-N - от коллектора к эмитенту. Выводы базовых, эмиттерных и коллекторных букв на схеме не обозначены.
Биполярный транзистор, управляемый отрицательным потенциалом на основе эмиттера (стрелка на эмиттере показывает условное направление тока). Согласно «учебникам», биполярный транзистор управляется током эмиттера тока.Направление коммутируемого тока в p-N-P транзисторе - от эмиттера к коллектору. Выводы базовых, эмиттерных и коллекторных букв на схеме не обозначены.
Транзистор (как правило - n-p-n), сопротивление перехода «коллектор-эмиттер» которого уменьшается за счет его зажигания. Чем выше освещение, тем меньше переходное сопротивление. Он используется для измерения освещенности, регистрации световых колебаний (световых импульсов) и т. Д., как фоторезистор
Транзистор, сопротивление перехода «запаса исток» которого уменьшается при подаче напряжения на его затвор относительно истока. Он имеет большое входное сопротивление, что увеличивает чувствительность транзистора к низким входным токам. Имеет электроды: затвор, источник, шток и подложку (не всегда). По принципу работы можно сравнить с сантехническим краном. Чем больше напряжение на заслонке (ручка клапана повернута на больший угол), тем больше ток (больше воды) протекает между источником и потоком.По сравнению с биполярным транзистором имеет больший диапазон регулируемого напряжения - от нуля до десятков вольт. Выводы шторки, исток, сток и подложка буквами на схеме не обозначены.
Полевой транзистор, управляемый положительным потенциалом на затворе относительно источника. Имеет изолированные ставни. Он имеет большое входное сопротивление и очень маленькое выходное сопротивление, что позволяет небольшим входным токам управлять большими выходными токами.Чаще всего технологически подложка подключается к источнику.
Полевой транзистор, управляемый отрицательным потенциалом на затворе, относительно истока (для запоминания r-канала - положительный). Имеет изолированные ставни. Он имеет большое входное сопротивление и очень маленькое выходное сопротивление, что позволяет небольшим входным токам управлять большими выходными токами. Чаще всего технологически подложка подключается к источнику.
Полевой транзистор с теми же свойствами, что и «со встроенным N-каналом», с той разницей, что имеет еще большее входное сопротивление.Чаще всего технологически субстрат подключается к источнику. По технологии с изолированным затвором выполняются MOSFET-транзисторы с входным напряжением от 3 до 12 вольт (в зависимости от типа) с открытым переходным сопротивлением от 0,1 до 0,001 Ом (в зависимости от типа).
Полевой транзистор с теми же свойствами, что и «со встроенным P-каналом», с той разницей, что имеет еще большее входное сопротивление.Чаще всего технологически подложка подключается к источнику.

Радиоэлементы (радиодетали) - электронные компоненты в сборе с цифровым и аналоговым оборудованием. Методы радио нашли свое применение в видеотехнике, звуковых устройствах, смартфонах и телефонах, телевизорах и измерительных приборах, компьютерах и ноутбуках, оргтехнике и другой технике.

Типы радиоэлементов

Радиоэлементы, соединенные посредством токопроводящих элементов, вместе образуют источник питания, который еще можно назвать «функциональным узлом».Комбинация электрических заглушек из радиоэлементов, которые расположены в отдельном общем корпусе, называется микросхемой - радиоэлектронной сборкой, она может выполнять множество различных функций.

Все электронные компоненты, используемые в бытовой и цифровой технике, относятся к радиодетальным. Перечислить все подвиды и типы радиодеталей довольно проблематично, так как получается огромный список, который постоянно расширяется.

Для обозначения радиодеталей на схемах используются как графические символы (HTO), так и буквенно-цифровые символы.

По способу действия в электрической цепи их можно разделить на два типа:

  1. Активные;
  2. Пассивный.

Активный тип

Активные электронные компоненты полностью зависят от внешних факторов, при воздействии которых они меняют свои параметры. Это такая группа, которая передает энергию в электрическую панель.

Выделите следующих основных представителей этого класса:

  1. Транзисторы представляют собой полупроводниковые триоды, которые могут управлять и управлять схемой в схеме посредством входного сигнала.До появления транзисторов их функцию выполняли электронные лампы, которые потребляли больше электроэнергии и были некомпактными;
  2. Диодные элементы - полупроводники, проводящие электрические выстрелы только в одном направлении. В их составе один электрический переход и два вывода выполнены из кремния. В свою очередь диоды делятся по частотному диапазону, конструкции, назначению, переходным размерам;
  3. Микросхемы - это составные компоненты, в которых объединены конденсаторы, резисторы, диодные элементы, транзисторы и другие элементы на полупроводниковой подложке.Они предназначены для преобразования электрических импульсов и сигналов в цифровую, аналоговую и аналого-цифровую информацию. Можно обойтись без корпуса или в нем.

Представителей этого класса еще много, но они встречаются реже.

Пассивный тип

Пассивные электронные компоненты не зависят от протекающего электротока, напряжения и других внешних факторов. Они могут потреблять или накапливать энергию в электрочашках.

В этой группе можно выделить следующие радиоэлементы:

  1. Резисторы - устройства, которые занимаются перераспределением электроэнергии между составными элементами микросхемы.Классифицируются по технологии изготовления, способу установки и защиты, назначению, вольт-амперной характеристике, характеру изменения сопротивления;
  2. Трансформаторы - это электромагнитные устройства, служащие для преобразования частоты одной системы переменного тока в другую. Он состоит из радиометалла из нескольких (или одной) проволочных катушек, покрытых магнитным потоком. Трансформаторы могут быть согласующими, силовыми, импульсными, разделительными, а также устройствами тока и напряжения;
  3. Конденсаторы - это элемент, служащий для накопления электротока и последующего высвобождения.Состоит из нескольких разделенных диэлектрическими элементами электродов. Конденсаторы классифицируются по типу диэлектрических компонентов: жидкие, твердые, органические и неорганические, газообразные;
  4. Катушки индукционные - устройства из проводника, которые служат для ограничения электротока переменного типа, подавления помех и накопления электричества. Жилет помещается под изоляционный слой.

Маркировка радиодеталей

Маркировка радиодеталей обычно выполняется производителем и располагается на корпусе изделия. Маркировка подобных элементов может быть:

  • символической;
  • цвет;
  • символическое и одновременно цветное.

Важно! Маркировка импортных радиодеталей может существенно отличаться от маркировки однотипных элементов отечественного производства.

На заметку. Каждый радиолюбитель при попытке расшифровать ту или иную радиокомпоненту прибегает к справочникам, так как это не всегда удается сделать в памяти из-за огромного модельного разнообразия.

Обозначение радиоэлементов (маркировка) европейских производителей часто происходит по определенной буквенно-цифровой системе, состоящей из пяти знаков (три цифры и две буквы - для товаров широкого применения, две цифры и три буквы для специального использования). Цифры в такой системе определяют технические параметры детали.

Распространенная в Европе система маркировки полупроводников

1-я буква - кодировка материала
А. Главный компонент - Германия
B. Кремний
C. Соединение галлия и мышьяка - арсенид галлия
R. Sulfide Cadmia
2-я литера - вид товара или его описание
A. Диодный элемент малой мощности
Б. Варикап
C. Низкочастотный транзистор
Д. Мощный транзистор, работающий на низких частотах
E. Компонент туннельного диода
F. Высокочастотный транзистор малой мощности
G. Более одного устройства в одном корпусе
H. Магнитный диод
L. Мощный транзистор, работающий на высокой частоте
M. Датчик Холла
П. Фототранзистор
Q. Световой диод
R. Устройство переключения малой мощности
S. Переключаемый транзистор маломощный
Т. Мощный коммутационный аппарат
U. Силовой выключатель силовой транзистор
X. Многоканальный диодный элемент
Y. Выпрямляемый диодный элемент высокой мощности
З. Stabilirton

Обозначение радиодеталей на электрических схемах

В связи с тем, что существует огромное множество различных радиоэлектронных компонентов, нормы и правила их графического обозначения на микросхеме были приняты на законодательном уровне. Эти нормативные акты называются гтостами, где в них прописана исчерпывающая информация. По типу и размерным параметрам графическое изображение и дополнительные символические уточнения.

Важно! Если радиолюбитель схема под себя, то гталами можно пренебречь.Однако, если компонент electrochchem поступает на экспертизу или проверку в различные комиссии и госструктуры, рекомендуется все проверять свежими гталами - они постоянно дополняются и меняются.

Обозначение радиодеталей типа «Резистор», которое находится на плате, имеет вид прямоугольника на чертеже, рядом с ним литературная буква «R» и цифра - порядковый номер. Например, «R20» означает, что резистор в 20-й схеме в счёте.Внутри прямоугольника можно прописать его действующую мощность, которую он может долго рассеивать, не разрушая. Ток, проходящий через этот элемент, рассеивает удельную мощность, тем самым нагревая его. Если мощность больше номинальной, то освобождение от радиосвязи не выполняется.

У каждого элемента, как и у резистора, есть свои требования к рисованию на цепочке, условному алфавиту и цифровому обозначению. Для поиска таких правил вы можете использовать разнообразную литературу, справочники и многочисленные интернет-ресурсы.

Любой радиолюбитель должен разбираться в типах радиодеталей, их маркировке и условном графическом обозначении, ведь именно такие знания помогут ему составить или прочитать существующую схему.

Видео

Если вы только начали заниматься радиотехникой, я расскажу вам об этой статье, как на ней названы радиодетали в схеме, и какой внешний вид .

Здесь вы узнаете, как работает транзистор, диод, конденсатор, микросхема, реле и т. Д.

Пожалуйста, восполните это для большего.

Как обозначается биполярный транзистор

Все транзисторы имеют три выхода, и если он биполярный, то есть два типа, как видно из изображения перехода PNP и перехода NPN. И три выхода имеют названия E-Emitter, to-collector и B-base. Где какой вывод на сам транзистор ищите в справочнике, или введите название транзистора + выводы в поиске.

По внешнему виду следует транзистор, и это лишь малая часть их внешнего вида, существующие купюры заполнены.

Как полярный транзистор обозначается

Уже есть три выхода со следующим названием, это z-шторка, и -stock, s-flow

Но внешний вид очень мало отличается, а точнее может иметь одинаковую базу. Вопрос как это, а это уже из справочников или инета обозначать написано в базе.

Как конденсатор обозначается

Конденсаторы бывают полярные и неполярные.

Их отличие в том, что полярник указывает на один из выводов значком "+".И тара меряется в микрофрейсе «МКФ».

А у них такой вид, стоит учесть, что если конденсатор полярный, то вывод обозначается на цоколе одной из сторон ножек, только уже главным знаком "-".

Как обозначается диод и светодиод

Обозначение светодиода и диода на схеме отличается тем, что на светодиодах заключенных и исходящих две стрелки. Но в их роли используется другой диод для выпрямления тока, а светодиод уже используется для излучения света.

А вот светодиоды имеют такой вид.

А вот обычные прямоугольные и импульсные диоды например:

Как обозначена микросхема.

Чипы - это сокращенная схема, выполняющая ту или иную функцию; большое количество транзисторов.

А у них такой вид.

Обозначение реле

Я думаю о них впервые услышали автомобилисты, особенно водители Жигулей.

Так как когда не было форсунок и транзисторы не получили широкого распространения, то в фарах автомобиля, прикуривателя, стартера и так все почти включалось и управлялось через реле.

Такая вот простая схема реле.

Здесь все просто, на электромагнитную катушку подается текущее напряжение, которое в свою очередь замыкает или разблокирует участок цепи.

На этом статья заканчивается.

Если есть желание, какие радиодетали вы хотите видеть в следующей статье, пишите в комментариях.

Об узлах и режимах в состоянии покоя fMRI

Основные моменты

В этой статье представлена ​​формальная характеристика [собственных] мод в состоянии покоя fMRI.

Это связывает их с динамической нестабильностью нейрональной (логической) обработки.

Он использует эквивалентность между собственными модами функциональной и эффективной связности для динамического причинно-следственного моделирования.

Abstract

В этой статье исследуются внутренние сети мозга в свете последних достижений в характеристике временных рядов фМРТ в состоянии покоя и моделирования нейронных флуктуаций на основе коннектома.Особое внимание уделяется шаблонам или режимам распределенной деятельности, лежащим в основе функциональной связи. Сначала мы продемонстрируем, что собственные моды функциональной связности - или ковариация между регионами или узлами - такие же, как собственные моды базовой эффективной связности, при условии, что мы ограничимся симметричными связями. Это ограничение симметрии мотивировано обращением к графам близости, основанным на многомерном масштабировании. Важно отметить, что основные режимы функциональной связи соответствуют динамически нестабильным режимам эффективной связи, которые медленно разрушаются и демонстрируют долговременную память.Технически эти моды имеют небольшие отрицательные показатели Ляпунова, приближающиеся к нулю снизу. Интересно, что суперпозиция мод, показатели степени которых выбираются из распределения по степенному закону, дает классические 1/ f (безмасштабные) спектры. Мы предполагаем, что возникновение динамической нестабильности, лежащей в основе внутренних сетей мозга, неизбежно в любой системе, отделенной от внешних состояний марковским одеялом. Эта гипотеза апеллирует к формулировке неравновесной стационарной динамики со свободной энергией.Общая идея, вытекающая из этих теоретических соображений, заключается в том, что в эндогенных флуктуациях преобладает небольшое количество динамически нестабильных мод. Мы используем это в качестве основы динамической причинно-следственной модели (DCM) флуктуаций состояния покоя, измеряемых с помощью их сложных кросс-спектров. В этой модели эффективная связность параметризуется в терминах собственных мод и их показателей Ляпунова, которые также можно интерпретировать как местоположения в многомерном масштабном пространстве. Инверсия модели обеспечивает не только оценки ребер или связности, но также топографию и размерность лежащего в основе масштабируемого пространства.Здесь мы сосредоточимся на концептуальных проблемах с моделированными данными фМРТ и предоставим иллюстративное приложение с использованием эмпирических многорегиональных временных рядов.

Ключевые слова

Динамическое причинно-следственное моделирование

Эффективное соединение

Функциональное соединение

Состояние покоя

fMRI

График близости

Статьи о свободной энергии

Критичность

0003000300030003000300030003 статей (0)

Просмотреть аннотацию

Copyright © 2014 Авторы.Опубликовано Elsevier Inc.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Электросенсорные нейронные реакции на естественные стимулы электросвязи распределены по континууму

Образец цитирования: Sproule MKJ, Chacron MJ (2017) Электросенсорные нейронные реакции на естественные электрические сигналы. Коммуникационные стимулы распределяются по континууму. PLoS ONE 12 (4): e0175322. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175322

Редактор: Мигель Мараваль, Университет Сассекса, ВЕЛИКОБРИТАНИЯ

Поступила: 27 сентября 2016 г .; Принято к печати: 23 марта 2017 г .; Опубликовано: 6 апреля 2017 г.

Авторские права: © 2017 Sproule, Chacron.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе и его файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Это исследование было поддержано Советом по естественным и инженерным исследованиям и Канадскими кафедрами исследований (MJC).Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Понимание нейронного кода остается центральной проблемой в нейробиологии и отчасти осложняется тем фактом, что нейроны, даже в пределах одного типа, демонстрируют сильную неоднородность [1–4]. Такие неоднородности могут возникать из-за анатомических [5–7], молекулярных [8–11] или электрофизиологических [12] различий.Однако сопоставления между нейронными классификациями, сделанными с использованием каждой категории, оказалось трудно получить [13], что отчасти связано с различиями, которые не принимаются во внимание (например, морфологические, внутреннее возбуждение или синаптические связи), и тем фактом, что нейроны совершенно разные молекулярные атрибуты могут проявлять сходные электрофизиологические свойства [9, 14, 15]. Было высказано предположение, что классификации, основанные на функции нейронов [16, 17], могут помочь объяснить нейронные неоднородности и обеспечить критическое понимание нейронного кода [18].Здесь мы проверили, можно ли функционально классифицировать ответы электросенсорных пирамидных нейронов на естественные электросенсорные стимулы на основе их ответов только на стимулы.

Слабоэлектрические рыбы Gymnotiform волнового типа представляют собой привлекательную систему для исследования функциональных классификаций нервных реакций из-за хорошо охарактеризованных нейронных цепей на анатомическом, молекулярном и электрофизиологическом уровнях [19–24]. Эти рыбы создают квазисинусоидальное электрическое поле вокруг своего тела за счет разряда электрических органов (EOD).Они воспринимают амплитудные модуляции этого поля через массив электрорецепторов, разбросанных по поверхности их кожи, которые создают синаптический контакт с пирамидными клетками в пределах доли электросенсорной боковой линии (ELL) [25]. Пирамидные клетки обнаруживают сильную неоднородность, и их анатомические, морфологические, молекулярные и электрофизиологические атрибуты хорошо охарактеризованы [19, 24]. Пирамидные клетки можно анатомически разделить на две категории в зависимости от наличия или отсутствия базилярных дендритов.Эту анатомическую классификацию можно напрямую сопоставить с функциональной классификацией, поскольку базилярные пирамидные клетки реагируют на увеличение амплитуды EOD (т. Е. Относятся к активному типу), тогда как неосновные пирамидные клетки вместо этого реагируют на уменьшение амплитуды EOD (т. Е. Не относятся к типу EOD). ) [26–28]. Кроме того, исследования показали, что ELL организован в столбцы, каждая из которых состоит из шести анатомических классов пирамидных клеток (базилярных и небазилярных глубоких, промежуточных и поверхностных), причем каждый столбец получает идентичный ввод электрорецептора [19].Сомы поверхностных пирамидных клеток можно найти наиболее поверхностно в слое пирамидных клеток. Эти клетки демонстрируют самые большие апикальные дендритные деревья, получают большое количество обратной связи и наиболее избирательно реагируют на электросенсорные стимулы. Напротив, соматы глубоких пирамидальных клеток находятся глубоко внутри слоя пирамидных клеток. Вместо этого эти клетки обладают самыми маленькими апикальными дендритными деревьями, получают наименьшее количество обратной связи и демонстрируют ответы на электросенсорные стимулы, напоминающие реакции электрорецепторов [19, 22, 24].Как следует из названия, промежуточные пирамидные клетки обладают атрибутами, лежащими между глубокой и поверхностной крайностями. Существует соответствие между морфологическими и электрофизиологическими свойствами. Действительно, предыдущие исследования обнаружили сильную отрицательную корреляцию (-0,8) между апикальной длиной дендрита и исходной (то есть в отсутствие стимуляции, но при наличии немодулированного EOD животного) скоростью стрельбы (S1 Рис.) [29, 30] . Все шесть анатомических классов пирамидных клеток проецируются на высшие структуры мозга [28, 29].

Когда два аналога находятся в непосредственной близости (<1 м), интерференция между их EOD вызывает биение, которое частично состоит из синусоидальной амплитудной модуляции. Впоследствии рыба может посылать коммуникативные сигналы, состоящие из кратковременного (<100 мс) увеличения частоты EOD [31]. Такие «чириканья» всегда возникают поверх такта и вызывают соответствующие поведенческие реакции [32, 33]. Ответы пирамидных клеток ELL на щебетание хорошо задокументированы [21, 32, 34–36].Здесь мы проверили, можно ли использовать эти ответы для функциональной классификации пирамидных клеток ELL.

Методы

Животноводство

Взрослые особи любого пола слабоэлектрической рыбы Apteronotus leptorhynchus были получены от местных поставщиков тропических рыб и акклиматизированы в аквариумах в течение 2 недель до экспериментов в соответствии с опубликованными руководящими принципами [37]. Рыб содержали в резервуарах на 60 галлонов с достаточным количеством укрытий для 10 особей, кормили один раз в день рационом, состоящим из рассольных креветок, мотыля или дафний, и содержали в условиях почти постоянной темноты.Вода в резервуаре была добавлена ​​путем добавления основного раствора, содержащего 20 г / л MgSO4,7h3O, 8 г / л KCl, 2,2 г NaSO4 и 126 г / л CaSO4,2h3O, к дистиллированной воде для достижения конечной проводимости ~ 800 мкСм / см. . Все химические вещества были получены от Sigma-Aldrich. pH поддерживали от 7,1 до 7,3, а температуру поддерживали от 27 до 30 ° C. Все процедуры с животными были одобрены комитетом по уходу за животными Университета Макгилла.

Хирургия

Операции проводились на животных в экспериментальном резервуаре, который сначала наполняли водой, знакомой животному, и нагревали до ~ 27 ° C, как это делалось ранее [4, 38–43].При переносе из своего жилищного резервуара в экспериментальный резервуар животные были парализованы путем внутримышечной инъекции гидрата тубокурарина хлорида (150 мкл при концентрации 2,5 мМ). Затем рыбу вдыхали аэрированной водой из аквариума, протекающей через жабры животных с постоянной скоростью 10 мл / мин. Кожа, покрывающая поверхность черепа, подлежащую обнажению, и непосредственно прилегающую область анестезировали местным нанесением 2% лидокаина. Затем с помощью скальпеля кожа была удалена с черепа над задним мозгом, противоположным стороне рыбы, которую нужно стимулировать во время записи.Затем животное было приклеено к металлическому столбу через часть обнаженного черепа перед местом записи, чтобы стабилизировать его положение в пространстве. С помощью хирургического сверла над задним мозгом сделали маленькое окошко размером ~ 5 мм 2 .

Стимуляция

Электроорган (ЭО) А . leptorhynchus является нейрогенным. Таким образом, на электрическое поле животного не влияют лекарства, подобные кураре. Амплитудные модуляции собственного EOD животных получали следующим образом.Функциональный генератор был запущен для вывода одного цикла синусоиды на каждый цикл EOD. Частота синусоидальной волны была установлена ​​немного (~ 20–30 Гц) выше, чем частота EOD, тем самым генерируя квазисинусоидальную форму волны, которая синхронизирована по фазе с собственным EOD животного. Затем этот сигнал был умножен (множитель MT3, Tucker Davis Technologies) на сигнал с амплитудной модуляцией (т. Е. На стимул). Затем полученный сигнал был изолирован от земли (линейный изолятор стимула A395, World Precision Instruments) перед подачей в экспериментальный резервуар через два электрода из хлорированной серебряной проволоки (расстояние ~ 30 см), расположенных по обе стороны от животного.Контрастность ~ 20%. Натуралистические стимулы, использованные в данном исследовании, состояли из амплитудных модуляций, возникающих в результате четырех агонистических сигналов связи длительностью 14 мс и состоящих из увеличения частоты на 60 Гц, которое происходило в разных фазах синусоидального фонового сигнала с частотой 5 Гц. В этом исследовании использовались два щебета типа On, возникающие в фазах биений π и 3π / 2, а также 2 щебета типа Off, возникающие в точках 0 и π / 2. Каждый стимул длился ~ 23 секунды и состоял из биений 5 Гц с первым пробным чириканьем, происходящим в 0.9 секунд, и каждое из последующих 19 испытаний происходит каждые 1,1 секунды после этого.

Записи

внеклеточных записей (n = 90) были сделаны из пирамидных клеток в боковом сегменте ELL (LS) с использованием микропипеток с металлическим наполнением [44]. Записи были нацелены исключительно на LS, потому что пирамидные клетки в этом сегменте демонстрируют самый сильный ответ на стимулы щебетания [35]. Перед преобразованием в цифровую форму записи усиливались с помощью усилителя A-M systems 1700 с помощью программного обеспечения Spike2, работающего под управлением Power1401 (Cambridge Electronic Design, Кембридж, Великобритания), с частотой дискретизации 10 кГц.

Предварительная обработка

Время потенциального действия определялось с помощью приложения для сортировки спайков, доступного в пакете программного обеспечения Spike2. Шаблоны пиковых сигналов были созданы с использованием соответствующего порога. Отдельные шаблоны, которые, как было установлено, принадлежали одному нейрону, были объединены, а шаблоны, указывающие на шум, были отброшены, хотя в большинстве случаев в этом не было необходимости, поскольку один шаблон часто создавался программным обеспечением (т. Е. Вариация в форме импульса была минимальной, тогда как сигнал отношение шума к шуму было максимальным) (Рис. 1C).Для каждого из 4 стимулов щебета, обрабатываемых отдельно, каналы стимуляции и ответа были сегментированы на 20 секций одинакового размера, немного смещенных от центра каждого события щебета, от -0,4 секунды до 0,5 секунды от начала щебета (рис. 1B). Каждый из этих 20 сегментов был дополнительно сегментирован следующим образом: «цикл биений 1» (0–0,2 с), «цикл биений 2» (0,2–0,4 с), происходящий до начала щебета, и «окно щебета» (0,4–0,5), «Цикл ударов 3» (0,5–0,7 с) и «цикл ударов 4» (0,7–0,9 с), возникающие после начала щебета.Циклы биений (1–4) затем кодировались по времени, так что каждый цикл биений начинался с 0 мВ и изначально имел положительный знак. Дополнительные сегменты включают в себя общий сегмент «по центру щебета» (0,3–0,5 с) и более конкретные сегменты, предназначенные для 4 стимулов по отдельности с целью объединения этих сегментов по стимулам. Включены сегменты с особым обслуживанием; (chirp 0) «0 фаза», начинающаяся в начале и заканчивающаяся во втором экземпляре фазы π / 2, (chirp π / 2) «90 фаза», начинающаяся в начале и заканчивающаяся во втором экземпляре фазы π, (chirp π) «Фаза 180», начинающаяся в начале и заканчивающаяся во втором экземпляре фазы 3π / 2 и, наконец (щебетание 3π / 2) «фаза 270», начинающаяся в начале и заканчивающаяся во втором экземпляре фазы 2π.Эти сегменты были объединены в порядке увеличения значения фазы для создания сокращенного представления ответов на все щебетание, используемое в текущем исследовании, которое мы будем называть «Все фазы щебета». Некоторые из этих начальных сегментов были затем объединены на более поздних этапах обработки для различных целей анализа. Перистимульные временные гистограммы (PSTH) сегментов стимула были сгенерированы путем построения гистограммы по временам всплесков, деления значений гистограммы на ее размер ячейки (0,1 мс) для наложения временной области, умножения этого результата на количество рассматриваемых испытаний и последующего сглаживания. с автомобильным фильтром длиной 6 мс.Артефакты сглаживания из-за начала фильтрации и смещения были устранены путем трехкратного повторения гистограммы и принятия центральной части в качестве окончательной PSTH.

Рис. 1. Создание функциональной классификации с использованием натуралистических коммуникативных стимулов.

A: Существует два типа пирамидных нейронов, On- (синий) и Off- (красный) тип, которые можно различить анатомически по наличию и отсутствию базилярных дендритов, соответственно (вверху). Пирамидные клетки типа On и Off могут быть подразделены на шесть классов: поверхностные (S) промежуточные (I) и глубокие (D) типы, каждый из которых имеет апикальные дендритные деревья разного размера.Существует сильная отрицательная корреляция между размером апикального дендритного дерева и базовой (то есть в отсутствие стимуляции) интенсивностью возбуждения (S1, фиг.). Базовая скорость стрельбы указывается по насыщенности цвета в соответствии с цветной полосой над принципиальной схемой. На уровне схемы (внизу) внутри слоя пирамидных клеток (оранжевая граница) все нейроны получают входные данные от сенсорных афферентов, кодирующих собственное электрическое поле животного. Клетки активного типа получают прямые входы от этих афферентов, тогда как клетки Off-типа получают косвенный вход через локальные тормозные интернейроны.Все классы нейронов проецируются на полукружный тор среднего мозга (не изображены здесь), в то время как только глубокие нейроны проецируются на praeminentialis dorsalis (Pd), который обеспечивает различную степень тормозящей обратной связи с поверхностными и промежуточными пирамидными нейронами через заднюю eminentia granularis pars posterior (EGP). B: Четыре стимула щебетания, представленные в этом исследовании, показаны темно-серым цветом. Окно отклика 25 мс после начала ЛЧМ-сигнала также указывается светло-серым окном для двух ЛЧМ-сигналов типа On (3π / 2, π) и двух ЛЧМ-сигналов типа Off (π / 2, 0).Стимул биений 5 Гц показан черным. C: Сигнал стимула воспроизводится бодрствующему и ведущему себя животному, в то время как записи получают от пирамидных клеток в боковом сегменте (LS) ELL. Примеры записей одного нейрона включенного и одного выключенного типа показаны в ответ на биение 5 Гц. Формы сигналов пиков, идентифицированные с помощью программного обеспечения для сортировки пиков, указаны для каждой ячейки (синий и красный). Время всплесков использовалось для создания растровых графиков и гистограмм времени перистимула (как показано ниже экспериментальной установки).Примеры клеток имеют пиковую частоту возбуждения, управляемую стимулом, 136 Гц (тип включения) и 123 Гц (тип выключения), и их ответы на биение находятся в противофазе. Цветовой градиент на цветной шкале (внизу) указывает на величину отклика записанных единиц (т. Е. Типа On или Off). Переход от синего к красному отражает увеличение амплитуды отклика в виде логарифма по основанию 10 пиковой частоты срабатывания стимула. D: Априори неясно, можно ли функционально классифицировать пирамидные клетки ELL на основании их ответов только на естественные сигналы коммуникации.Есть две гипотезы: 1. Ответы образуют отдельные кластеры. Это схематично представлено тепловой картой величины ответа, показывающей различные профили ответа. Непосредственно под алгоритмом иерархической агломеративной кластеризации, примененным к матрице попарных расстояний, представляющей приведенную выше тепловую карту, получается дендрограмма (зеленая), которая четко разделяется на отдельные группы (пунктирная красная линия). 2. Ответы не образуют отдельных кластеров, а образуют континуум. Таким образом, тепловая карта отклика, как в 1, дает начало четкому переходу между ячейками включенного и выключенного типов.В этом случае алгоритм иерархической агломеративной кластеризации, применяемый к матрице попарных расстояний, представляющей приведенную выше тепловую карту, приводит к дендрограмме (зеленая), которая делится только на две группы (пунктирная красная линия), каждая из которых составляет континуум.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175322.g001

Классификация пирамидальных ячеек

Нейроны On-типа обладают базальными дендритами, которые получают прямой вход от сенсорных афферентов и реагируют на увеличение амплитуды EOD, тогда как нейроны Off-типа не имеют базальных дендритов и вместо этого получают сенсорный афферентный вход косвенно через тормозное дисинаптическое реле и, таким образом, вместо этого реагируют увеличенной активностью. скорости при уменьшении амплитуды ЭОД [26, 27].Чтобы разделить записи на «включенные» и «выключенные», мы рассмотрели фазу ответа на компонент биений 5 Гц наших 4-х небольших стимулов «щебетание». С этой целью мы рассмотрели два цикла биений, предшествующих событию щебета (цикл 1 и 2, как определено выше). Мы объединили эти два цикла биений от всех 4 стимулов, чтобы оценить ответы на основе в общей сложности 32 секунд импульса 5 Гц или всего 160 попыток. Фазовое предпочтение было принято как фаза вектора синхронизации, известная как сила вектора, мера, обычно используемая для количественной оценки степени фазовой синхронизации, проявляемой нейронами при возбуждении периодическим стимулом [45].Это значение фазы использовалось для классификации нейронов как включенного (0

Мы оценили значимость ответа путем вычисления Z-статистики, связанной с силой вектора [45], определенной как n VS 2 , где n - количество потенциалов действия в записи. Для последующего анализа использовались только нейроны с Z-статистикой> 4, поскольку в противном случае мы не могли бы с уверенностью присвоить всем нейронам их метки типа On или Off. По этим критериям мы смогли с уверенностью отнести предпочтение фазы к 82% наших записей.

нейронов On- и Off-типов затем были далее подразделены на поверхностные, промежуточные и глубокие типы клеток на основе их исходной (то есть в отсутствие стимуляции) частоты возбуждения. Это связано с тем, что существует сильная отрицательная корреляция между исходной скоростью возбуждения и морфологией дендритов (S1 Рис) [29, 30]. Клетки, у которых исходная частота возбуждения была менее 15 Гц, была помечена как поверхностные, клетки, у которых исходная частота возбуждения была больше 15 Гц и менее 30 Гц, была помечена как промежуточная, а клетки, у которой исходная частота возбуждения была более 30 Гц, была помечена как глубокая.Такая классификационная схема использовалась ранее в литературе для выявления важных функциональных различий между разными анатомическими классами [34, 35, 39, 46–50].

Для подмножества ячеек, глубина записывающего электрода была записана и нанесена на график в зависимости от базовой скорости срабатывания каждой ячейки (S2, фиг.). Между обеими величинами не было значимой корреляции (r = -0,05, p = 0,8, n = 33). Скорее всего, это связано с тем, что глубина, на которой получают записи, будет сильно зависеть от ориентации записывающего электрода относительно дорсо-вентральной оси животного, а также от его ростро-каудального и медиолатерального положения [51], и что он можно регистрировать внеклеточно как из сомы, так и из дендритных деревьев пирамидных клеток ELL [52].Таким образом, хотя существует четкая отрицательная корреляция между исходной частотой активации и расположением сомы в слое пирамидных клеток [28], наши результаты показывают, что маловероятно, что глубина записи предоставит дополнительные полезные доказательства для определения анатомического класса клеток. .

Наконец, важно отметить, что наши записи были стационарными. Действительно, оценки исходной скорости возбуждения, полученные через несколько интервалов на протяжении записи между стимуляциями, не отличались друг от друга для каждой клетки (t-критерий, p> 0.1, n = 90).

Изоляция ответов на естественные сигналы коммуникации

Чтобы отличить ответы на щебетание от ответов только на базовое биение, мы выровняли PSTH-ответ циклов биений 1 и 2 с PSTH наших стимулов, центрированных на щебетание (см. Раздел предварительной обработки), так что биения перед чипом и после -chirp биение центрированной части щебета будет совмещено с 2 отдельными копиями циклов биений 1 и 2, позволяя вычитать реакцию биений из реакции на биение и щебетание.Максимальное ненулевое значение, которое остается во временном окне 25 мс после начала щебета, затем принимается в качестве ответа на щебетание. Чтобы сравнить анатомические классы, мы просто вычислили средние значения ответа отдельных клеток в пределах данной группы.

Многомерное масштабирование

Многомерное масштабирование здесь использовалось просто для целей визуализации и достигалось с помощью функции MATLAB «cmdscale» (MathWorks, Natick, MA)

Общий факторный анализ

Common Factor Analysis (CFA) был использован в настоящем исследовании для уменьшения размерности перед применением стандартных процедур агломеративной иерархической кластеризации [53].CFA отличается от анализа главных компонентов (PCA), который представляет собой строго метод преобразования данных, при котором уменьшенные размеры представляют собой линейную сумму наблюдаемых переменных и достигаются путем декомпозиции общей дисперсии [54]. CFA на самом деле является статистической моделью, в которой наблюдаемые переменные представляют собой линейную сумму скрытых факторов, которые получены путем декомпозиции общей дисперсии, разделяемой между переменными [55]. Кроме того, в CFA этим факторам может быть разрешено быть либо ортогональным, либо наклонным относительно друг друга (т.е. некоррелированные или коррелированные) [56], в отличие от основных компонентов из PCA. Таким образом, CFA обеспечивает более точное отражение истинных отношений между переменными и, следовательно, наблюдений в факторной модели.

Характеристики отклика были сначала выбраны в попытке полностью уловить широкий диапазон вариаций свойств отклика, наблюдаемых в необработанном наборе данных. В таблице 1 представлен набор из 18 типов характеристик отклика, которые фиксируют вариабельность откликов, наблюдаемых в записях, определяет, к какому сегменту стимула (цикл биений или окно щебета) относится функция отклика и какой тип данных репрезентативен для этой функции (т.e, PSTH, гистограмма цикла или время всплесков). Семнадцать типов признаков, используемых для генерации нашего многомерного пространства представления, повторялись для всех четырех стимулов, тогда как только один из типов признаков был составной мерой, которая уже учитывала ответы на все четыре стимула. Всего 69 функций.

Таблица 1. Определение характеристик отклика, подходящих для построения факторной модели.

Было выбрано 18 измерений, чтобы зафиксировать вариацию, наблюдаемую во всей популяции нейронов пирамидных клеток ELL в ответ на сигнал связи (т.е.е. «Небольшой щебет»), возникающий на разных фазах (0 90, 180 и 270 градусов) непрерывного цикла биений. Описываются меры и указывается их происхождение в пределах полной формы волны стимула. Циклы биений (1–2) предшествуют началу щебета, в то время как циклы биений (2–4) продолжают окно 100 мс щебета после начала щебета. «Тип данных» относится к отдельным этапам предварительной обработки, из которых происходят 18 показателей (время всплесков, гистограмма цикла или PSTH). Суммируется общее количество мер, считающихся «числом на нейрон», и из тех, которые обычно распределены.Указываются идентичности стимулов (то есть фаза щебетания или биения), к которым относятся нормально распределенные измерения. Выявлены коллинеарные отношения между этим подмножеством показателей. Из выявленных коллинеарных пар показателей один случайным образом был выбран для удаления, чтобы получить окончательные характеристики, используемые в классификации CFA, которые подсчитываются аналогичным образом.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175322.t001

«Индекс включения и выключения» был рассчитан путем построения PSTH из всех четырех циклов ударов.Фаза максимальной скорости стрельбы (θpfr) использовалась для центрирования окна «A» ± π / 2, при этом остальная часть PSTH составляла второе окно «B». Если 0 <θpfr ≤ π окно «A» было определено как «включено», а окно «B» определено как окно «выключено», если это не так, применяется противоположное назначение.

Фаза от силы вектора была вычислена с использованием циклов биений как до, так и после начала щебета. Ряд показателей был вычислен путем объединения времен всплесков из всех четырех циклов биений, всего 80 испытаний: среднее и стандартное отклонение были вычислены для задержки первого и последнего всплеска, а также для количества спайков за каждое испытание.Всплески ответа определялись двумя разными способами. Либо фазовый индекс, соответствующий пиковой скорости срабатывания PSTH, либо фазовый индекс, полученный из силы вектора, использовался для идентификации синхронных событий перекрестных пиков. Затем вычислялись среднее значение и стандартное отклонение этих событий. Последними рассматриваемыми характеристиками реакции биений были среднее значение и стандартное отклонение всех четырех PSTH цикла сердечных сокращений (т. Е. Четыре PSTH вычислялись отдельно). Наконец, было вычислено среднее значение и стандартное отклонение как для задержки первого всплеска, так и для времени всплеска ответа в пределах окна щебета, начинающегося с начала щебета.В этом случае всплеск отклика был относительно максимальной скорости срабатывания PSTH. Это соответствует потенциальным 69 функциям или размерам, которые могут быть уменьшены нашей факторной моделью. Тем не менее, наши критерии включения в попытку прийти к факторным моделям, которые могли бы успешно оценить исходную корреляционную матрицу, заключались в том, что признаки имеют нормальное распределение и что никакие две переменные не обладают явной коллинеарностью. Таким образом, 48 признаков, которые оказались нормально распределенными, были дополнительно изучены как группа на предмет коллинеарности.Коллинеарность была обнаружена между «средним числом импульсов на испытание», взятым из четырех циклов ударов (тип признака 7), и «средними значениями PSTH», также относящимися к четырем циклам ударов (тип признака 13). Коллинеарность между этими типами признаков присутствовала для каждого из четырех стимулов щебетания, поэтому тип признака 13 не рассматривался для включения в факторную модель. Таким образом, была сгенерирована 8-факторная модель, основанная на оставшихся 44 признаках, которые допускали ковариацию между факторами. Мы обнаружили, что модель смогла успешно оценить сокращенную матрицу корреляции исходных переменных (т.е. общая дисперсия) (χ 2 = 1266, d.f. = 622, p = 3,47x10 -46 ). Впоследствии данные проецировались в 8-мерное координатное пространство факторной модели, где относительная близость между наблюдениями затем отражала их сходство / различие. В то время как 8-факторная модель уже могла составлять 78% общей дисперсии среди 44 переменных, 9-факторная модель добавляла всего 1% к сумме общей учтенной дисперсии.

Одновыборочный тест Колмогорова-Смирнова (MathWorks, Natick, MA) использовался в качестве теста для стандартного нормального распределения с 5% уровнем значимости.Коллинеарность определялась путем рассмотрения всех парных сравнений между признаками и удаления одной переменной из любой пары, распределение которой от единицы было менее 0,02 стандартного отклонения. После оценки характеристик для включения была построена 8-факторная модель (MathWorks, Натик, Массачусетс) с использованием параметра наклонного вращения «promax».

Динамическое искажение времени

Алгоритм динамического программирования, известный как динамическое преобразование времени (DTW), предлагает подход, сильно отличающийся от CFA, при создании репрезентативного пространства, к которому применяются стандартные процедуры агломеративной иерархической кластеризации.Широко известный в сообществе специалистов по распознаванию речи DTW дополнительно применялся для решения таких задач, как проверка подписи [57, 58]. Это возможно, поскольку рукописные изображения сами могут быть преобразованы во временные ряды. Из-за его применимости к более общей проблеме классификации временных рядов, способности представлять здесь нейронные отклики в виде временных рядов (то есть PSTH), что имеется меньшее количество свободных параметров, отсутствие статистических допущений, которые следует учитывать, и, что более важно, возможность подтверждения результатов Применяя два разных алгоритма, мы применили DTW к нашему набору данных.В отличие от CFA, которая представляет собой линейную модель, в которой евклидовы и другие меры расстояния используются как показатель сходства / несходства между наблюдениями, DTW представляет собой нелинейный путь искажения во временной области и прямое сравнение между наблюдениями [59]. Расстояние между двумя наблюдениями в факторной модели или, сравнимо, пространство компонентов в PCA, зависит от состава рассматриваемой популяции. Привлекательной особенностью DTW является то, что расстояния деформации между двумя наблюдениями не зависят от всех других наблюдений, но, что более важно, сохраняются нелинейные отношения между наблюдениями.Единственным ограничением для DTW является то, что сравниваемые временные ряды должны иметь одинаковую длину, и единственный свободный параметр, который следует учитывать, - это допустимая степень искажения времени [60]. Мы использовали сценарий, доступный через обмен файлами MathWorks (mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/43156-dynamic-time-warping—dtw-), который реализует процедуры динамического программирования для вычисления минимального пути деформации между двумя временными рядами равной длины. Мы использовали окно деформации 25 мс, которое соответствует времени интеграции пирамидных нейронов ELL [47].Это окно позволяло сравнивать каждый индекс одного PSTH с индексами, происходящими на 25 мс впереди второго PSTH. Важно отметить, что это соотношение симметрично, поэтому направление этого сравнения здесь не имеет значения. Кумулятивное расстояние, вычисленное как сравнение временных рядов, достигает кульминации с последним вычисленным значением как общей длиной кратчайшего пути деформации (также известного как расстояние деформации) между двумя временными рядами. PSTH были сгенерированы из сводки / конкатенации ответов на щебетание «Все фазы щебетания».Частота дискретизации была уменьшена в 5 раз, чтобы сократить время вычислений.

Агломеративная иерархическая кластеризация

Мы применили алгоритм агломеративной иерархической кластеризации к нашим данным, сначала вычислив все попарные матрицы расстояний сравнения либо на основе евклидова расстояния в 8-мерном факторном пространстве, либо на основе расстояния деформации между PSTH. Затем каждая из этих матриц была иерархически связана на основе кратчайшего расстояния между всеми наблюдениями, содержащимися в любых двух кластерах.Это было сделано с использованием алгоритма агломеративной кластеризации с единственной связью (MathWorks, Natick, MA). Для визуализации дендрограмм структуры были организованы с использованием функции оптимального порядка листьев (MathWorks, Natick, MA). Эта функция сохраняет монотонную структуру дерева и находит расположение листьев, которое имеет максимальное сходство среди соседних листьев. Таким образом, потенциальные кластеры располагаются рядом друг с другом.

Суррогатные данные

Чтобы проверить, могут ли наши методы анализа данных действительно обнаруживать наличие кластеров, если они присутствуют в наших экспериментальных данных, мы сгенерировали суррогатный набор данных следующим образом.Сначала были выбраны конкатенированные ответы PSTH шести типичных примеров клеток каждого типа (то есть один поверхностный, один промежуточный и один глубокий On-типа, а также один поверхностный, один промежуточный и один глубокий Off-тип). Во-вторых, мы воспроизвели изменчивость, наблюдаемую в наших экспериментальных данных, путем вычисления изменяющегося во времени стандартного отклонения для усредненного по популяции ответа PSTH на все четыре щебетания для каждого типа клеток. Были сгенерированы независимые и одинаково распределенные процессы белого шума с фильтром нижних частот (фильтр Баттерворта, отсечка 50 Гц) с нулевым средним и одинаковым изменяющимся во времени стандартным отклонением, и каждый процесс был добавлен в шаблон PSTH для каждого типа ячеек с отрицательными значениями срабатывания. ставка установлена ​​на ноль.Частота среза 50 Гц была выбрана для имитации фильтрации по синапсам [61]. Количество «ячеек» для каждого типа было равно количеству в нашем экспериментальном наборе данных (т. Е. Мы сгенерировали 18 поверхностных, 15 промежуточных и 4 глубоких суррогатных ответа типа On, а также 17 поверхностных, 14 промежуточных и 6 глубоких откликов. типа отзывы). Таким образом, этот суррогатный набор данных состоит из шести профилей ответов, к которым было добавлено подражание вариабельности, наблюдаемое в экспериментальных данных. Важно отметить, что суррогатный набор данных предполагает, что все неоднородности в профилях ответа внутри каждого типа ячеек вызваны добавлением белого шума.Набор суррогатных данных был проанализирован с использованием DTW с последующей иерархической кластеризацией так же, как наши экспериментальные данные.

Сетевые проекции

Первым шагом к созданию проекции сети было построение сети. Для проекций одиночной связи матрицы смежности были построены с использованием специально созданного кода, который работает с выходным аргументом функции связи в MATLAB и определяет, какие наблюдения были связаны в каждом узле дендрограммы. Проекция сети n / 2-NN была построена путем соединения каждого наблюдения с половиной набора данных, для которого это наблюдение было наиболее близким, на основе расстояний Евклида (CFA) или деформации (DTW).Значения матриц смежности соответствовали расстоянию между наблюдениями (т. Е. Евклидовому расстоянию или расстоянию деформации). Все сетевые проекции были основаны на неориентированных графах, созданных с помощью функции графа (MathWorks, Natick, MA), и реализовали метод компоновки «сил», который применяет силы притяжения между соседними узлами сети и силы отталкивания между удаленными узлами для достижения конкретная проекция в двумерном пространстве.

Результаты

Оценка ответов пирамидного нейрона ELL в латеральном сегменте на естественные коммуникационные стимулы

Цель этого исследования состояла в том, чтобы определить, можно ли функционально классифицировать пирамидные нейроны ELL, основываясь исключительно на их реакциях на естественные стимулы электросвязи, и, если да, существует ли какое-либо соответствие между этой функциональной классификацией и установленными анатомическими классификациями (рис. 1A и 1Б).Для этого мы записали пирамидные клетки ELL у бодрствующих и ведущих себя животных в ответ на естественные стимулы (рис. 1C). Одна возможность (гипотеза A) состоит в том, что ответы пирамидных клеток будут формировать дискретные кластеры и, таким образом, могут быть функционально классифицированы (Рис. 1D, вверху). Если это так, то может существовать соответствие между функционально и анатомически определенными классами пирамидных клеток. В качестве альтернативы (гипотеза B) ответы пирамидных клеток могут образовывать континуум (рис. 1D, внизу). Если это так, возможно, что ответы разных анатомических классов будут занимать разные области в пределах континуума, что указывало бы на существование взаимосвязи между анатомией и функцией.В качестве альтернативы, они могут быть разбросаны случайным образом по континууму, что указывает на отсутствие такой взаимосвязи.

Мы могли легко различить нейроны типа On и Off. Действительно, в то время как клетки активного типа реагировали преимущественно около максимума (т. Е. Фаза π / 2) биения (рис. 2A), клетки выключенного типа вместо этого реагировали преимущественно вблизи минимума (т. Е. Фаза 3π / 2) биения ( Рис 2B). Построение распределения предпочтительной фазы по нашему набору данных выявило бимодальное распределение (критерий падения Хартигана, , падение = 0.105, p = 0,001) с двумя хорошо разделенными модами (рис. 2C). Ячейки включенного типа были отнесены к левому режиму (синий). Этот режим был центрирован на 1,08 радиана, имел значение эксцесса, близкое к нормальному (k = 2,78), но было довольно положительно смещено (s = 0,39). Клетки Off-type были отнесены к правому режиму (красный). Этот режим был центрирован на 4,60 радиан, однако имел более низкое значение эксцесса (k = 1,91), но был меньше отклонен от нормального (0,09). Мы также обнаружили значительную положительную корреляцию между фазовой синхронизацией, измеренной по силе вектора, и базовой скоростью активации для клеток On-типа (PCC = 0.445, R 2 = 0,1985, p = 0,0057, рис 2D). Напротив, для клеток Off-type не было значимой корреляции между силой вектора и базовой скоростью активации (PCC = 0,124, R 2 = 0,01534, p = 0,47, рис 2D). Кроме того, мы не обнаружили значимой корреляции между предпочтительной фазой и базовой интенсивностью импульсов для On- (PCC = -0,179, R 2 = 0,03199, p = 0,29, рис. 2E) или Off- (PCC = 0,0467, R 2). = 0,002178, p = 0,78, рис. 2E) пирамидных ячеек.В целом эти результаты согласуются с предыдущими [30, 41].

Рис. 2. Ответы пирамидных клеток LS на биение.

A: Гистограммы перистимулов (слева) и гистограммы циклов (справа) из шести примеров клеток On-типа, помеченных в соответствии с фазой ответа на биение 5 Гц и базовой активностью. Клетки с более высокой базовой частотой срабатывания сильно реагируют на удары, в то время как клетки с более низкой базовой частотой срабатывания реагируют более слабо. Черные стрелки на гистограммах циклов указывают на предпочтительную фазу, а длина стрелки указывает силу вектора.Объем бункера обозначается значениями, расположенными на π / 4 радиан каждой гистограммы цикла. Пиковые значения амплитуды отклика нейронов в качестве примера обозначены направленными вверх и вниз треугольниками на цветной шкале (вверху), отражающей зарегистрированную частоту возбуждения, вызванную стимулом. B: То же, что в A, но для шести примеров нейронов Off-типа. C: Популяционное распределение фазы ответа для всех записей в этом исследовании, имеющих Z-stat ≥ 4. Гистограмма (размер ячейки = π / 6) показывает бимодальное распределение.Подгонка распределения с помощью модели смеси Гаусса (черная линия) показывает среднее значение отклика 1,08 радиана и среднее значение отклика 4,60 радиана. Популяция (n = 74) равномерно разделена на нейроны On- и Off-типа со средней силой вектора 0,4175 ± SE 0,038 и 0,4226 ± SE 0,8664 соответственно (вставка панели). D: Модели линейной регрессии показывают, что существует небольшая положительная корреляция 0,445 между силой вектора и исходной интенсивностью активации (p = 0,006) для активного типа, однако значимой корреляции для Off-типа не существует. E: Не существует корреляции между фазой ответа и исходной частотой возбуждения для нейронов активного или выключенного типа, как показано моделями линейной регрессии. В остальном как в D.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175322.g002

Неконтролируемая классификация нейронных ответов на натуралистические коммуникативные сигналы

Затем мы применили 2 отдельных алгоритма неконтролируемой классификации к нашему набору данных, чтобы проверить, формируют ли ответы пирамидных клеток ELL на стимулы щебетания отдельные кластеры (т.е., гипотеза A) или образуют ли они континуум (т.е. гипотезу B). Эти алгоритмы нацелены на раскрытие структуры классов путем группирования похожих объектов вместе, сохраняя при этом разнородные объекты отдельно (см. Методы).

Первый алгоритм количественно оценил ответы каждой ячейки в нашем наборе данных, вычислив большое количество функций (44, см. Таблицу 1), представляющих различные аспекты наблюдаемых ответов. Затем размерность этого набора была уменьшена с помощью модели общего факторного анализа (CFA) (см. Методы).Важно отметить, что CFA, как и все алгоритмы уменьшения размерности, может учитывать только часть дисперсии, отображаемой исходным набором данных. В этом случае мы обнаружили, что 8-факторное решение объясняет 78% дисперсии. Затем мы применили алгоритм агломеративной иерархической кластеризации с единственной связью к матрице попарных расстояний, построенной с использованием евклидовых расстояний между наблюдениями в факторном пространстве (см. «Методы» и рис. 3, левый столбец).

Рис 3.Сводка шагов, предпринятых для классификации нейронных ответов на естественные коммуникативные стимулы.

Метод общего факторного анализа (оранжевый) направлен на снижение размерности путем разработки линейной статистической модели, суммирующей в низкоразмерном пространстве многомерное пространство отклика данных. Затем можно использовать близость в этом пространстве для определения того, как ответы представлены в мозгу (зеленый цвет) (то есть дискретные кластерные представления или непрерывное представление).Напротив, метод динамического преобразования времени (синий) позволяет напрямую количественно оценить близость между наблюдениями через нелинейную связь между ответами, абстрагированными как временные ряды. Растровые графики преобразуются во временные ряды (PSTH). После определения окна сравнения, которое должно быть разрешено между PSTH, все попарные сравнения между наблюдениями, принадлежащими совокупности, производятся, давая матрицу попарных расстояний, которую затем можно использовать так же, как для метода общего факторного анализа (зеленый).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175322.g003

Чтобы проверить, что наши результаты не были артефактом выбора большого, но конечного пространства признаков и ограничений алгоритма уменьшения размерности CFA, мы также использовали второй алгоритм неконтролируемой классификации для функциональной классификации пирамидных клеток ELL. В частности, мы использовали алгоритм динамического преобразования времени (DTW), который представляет собой метод эластичного подобия, который позволяет проводить нелинейное сравнение между парой временных рядов (см. «Методы» и рис. 3, правый столбец).Важно отметить, что, поскольку эта методология применялась к PSTH-ответам пирамидных клеток ELL на сами естественные коммуникационные стимулы, DTW не полагается на уменьшение размерности конечного пространства признаков. Затем к матрице попарных расстояний, вычисленной с использованием DTW, был применен алгоритм агломеративной кластеризации с одной связью. Различные шаги, используемые в обоих алгоритмах неконтролируемой классификации, приведены на рис. 3.

Ответы пирамидных клеток ELL на щебетание образуют континуум

Результаты, полученные с использованием первого и второго алгоритмов неконтролируемой классификации, показаны на рисунках 4 и 5, соответственно, и были качественно аналогичны.На рис. 4A и 5A показаны дендрограммы с оптимально отсортированными листьями, так что общее расстояние между наблюдениями на соседних листьях сведено к минимуму. Базовая скорость срабатывания каждой ячейки, кроме того, имеет цветовую кодировку (синий для типа включения и красный для типа Off, более темные оттенки указывают на большие значения базовой скорости срабатывания). Для сравнения, ответы PSTH каждой клетки выровнены с каждой дендрограммой (рис. 4B и 5B). В обоих случаях видно, что клетки сортируются по блокам смежного типа «включено» или «выключено», имеющих сходные базовые частоты срабатывания.Дальнейшее изучение ответов PSTH обнаруживает высокое сходство между соседними ответами и изменение степени отклика внутри блоков. Таким образом, наши результаты предполагают, что ответы пирамидных клеток ELL на стимулы щебетания образуют континуум (т. Е. Гипотеза B).

Рис. 4. Ответы пирамидных клеток на стимулы щебетания образуют континуум, основанный на неконтролируемом алгоритме классификации, включая общий факторный анализ.

A: Оптимально отсортированная дендрограмма (зеленый), отслеживающая путь алгоритма агломеративной кластеризации с одной связью от листьев (справа) к корню (слева), когда он был применен к матрице попарных расстояний, представляющей евклидово расстояние для всех парных сравнений между наблюдениями, проецируемыми в восемь измерений с использованием факторно-аналитической модели.Базовая скорость стрельбы также указывается с использованием того же цветового кода, что и ранее (см. Рис. 1A). B: Конкатенированные ответы PSTH на четыре стимула chirp, использованные в исследовании, представлены для каждого нейрона в том же порядке, что и соседняя дендрограмма. Ответы не нормализуются, поэтому различия в величине ответа легко видны с цветовым градиентом, представляющим зарегистрированную частоту возбуждения стимула, позволяющую детально визуализировать предпочтение стимула каждого нейрона.Базовая скорость стрельбы также указывается с использованием того же цветового кода, что и ранее.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175322.g004

Рис. 5. Ответы пирамидных клеток на стимулы щебета образуют континуум, основанный на неконтролируемом алгоритме классификации, включая динамическое искажение времени.

A: Оптимально отсортированная дендрограмма (зеленая). Цветовой код такой же, как на рис. 4A. B: Обобщенный конкатенированный ответ PSTH на четыре стимула chirp, используемых в исследовании, представлен для каждого нейрона в том же порядке, что и соседняя дендрограмма.Цветовой код такой же, как на рис. 4В.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175322.g005

Взаимосвязь между функцией и анатомией пирамидных клеток ELL

До сих пор мы показали, что пирамидные клетки ELL не могут быть функционально классифицированы на основании их ответов только на стимулы щебетания. Это связано с тем, что применение алгоритмов неконтролируемой классификации к данным показало, что ответы лежат вдоль континуума, а не образуют отдельные кластеры.Чтобы получить более полное представление о том, почему это так, мы теперь исследуем, существует ли какая-либо взаимосвязь между ответами различных анатомических классов пирамидных клеток ELL.

Для этого мы воспользовались тем фактом, что существует сильная корреляция между физиологически измеренной базовой скоростью возбуждения и анатомически измеренной апикальной длиной дендрита [29, 30] (см. S1 Рис.). Клетки, у которых исходная частота возбуждения была меньше 15 Гц, были помечены как поверхностные, клетки, у которых исходная частота возбуждения была больше 15 Гц, но менее 30 Гц, была помечена как промежуточные, а клетки, у которых базовая частота возбуждения была больше 30 Гц, были помечены как глубокие.Такая классификационная схема использовалась ранее в литературе для выявления важных функциональных различий между различными анатомически определенными классами [34, 35, 39, 46–50].

Используя этот критерий, мы обнаружили, что наш набор данных состоит из 18 поверхностных, 15 промежуточных и 4 глубоких пирамидных клеток On-типа и из 17 поверхностных, 14 промежуточных и 6 глубоких пирамидных клеток Off-типа. Затем мы исследовали, как неоднородности пирамидных клеток влияют на их реакцию на естественные электронные «щебечущие» стимулы.Для этого мы использовали четыре формы сигналов стимула, возникающих, когда щебетание происходит на разных фазах биения (рис. 6A, верхние панели, зеленый цвет). Ответы примеров пирамидных ячеек типа On (синий) и Off (красный) на каждый щебетание показаны на фиг. 6A. Ответы на все четыре щебетания затем изображаются в виде глифов (рис. 6А).

Рис. 6. Ответы пирамидных клеток LS на щебетание.

A: Иллюстрация методологии, используемой для различения ответов на биение и щебетание.Интересующие стимулы с щебетанием показаны зеленым цветом, а также показаны соответствующие ответы типичных нейронов включенного (синий) и выключенного (красный) типов, работающих на всем протяжении стимула. Затем реакция на биение стимула выравнивается по фазе с биением интересующего стимула как до, так и после чириканья. Эти два выравнивания обозначены двумя отдельными пунктирными линиями, обозначенными как биение до и после щебета, и охватывают весь интересующий стимул. Непосредственно под фактическими ответами находится сигнал, который может принимать как положительные, так и отрицательные значения, поскольку он был сгенерирован путем вычитания ответов до и после щебета из реакции на интересующий стимул.Линия, проходящая через этот сигнал или над ним, указывает нулевое значение, а положительные значения выделены соответствующим цветом. Максимальное значение этого сигнала в сером окне (25 мсек после начала щебета) принимается как ответ нейрона на щебетание. Ответы на каждый из четырех щебетаний используются для создания двухмерного представления четырехмерного пространства отклика, известного как глиф. Соответствие между размерами глифов и нейронной реакцией на фазы щебетания продемонстрировано для средних примеров On- и Off-типов.Соответствие указывается путем выделения оси глифа, связанной с данной фазой щебетания на глифе, видимом справа от этой фазовой характеристики щебета. B: Гистограммы перистимулов из тех же шести примеров ячеек On-типа, использованных на фиг. 2. Ответы на 4 различных щебетания были объединены. Обратите внимание, что хотя реакции поверхностных клеток On-типа на биение трудно отличить от PSTH на рис. 2, их ответы на щебетание довольно ясны. Глиф, суммирующий положение каждого примерного нейрона в пространстве отклика на эти четыре щебетания, расположен справа от их PSTH, а их зарегистрированный отклик пиковой скорости возбуждения обозначен направленным влево или вправо треугольником на соседней цветной полосе. C: То же, что и в B, но для 6 примеров нейронов Off-типа. D: Представление пространства отклика на 4 естественных сигнала связи, усредненных по разным популяциям. (Вверху слева) Ответы на щебетание всех ячеек типа On были усреднены по каждому измерению пространства ответов для получения среднего значения «On глиф». То же самое было сделано для всех ячеек Off-type. Многомерное масштабирование использовалось для проецирования пространства отклика в двух измерениях и глифах, которые располагались по центру их двухкоординатного представления.Процедуру визуализации повторили, но для более конкретных субпопуляций, разделив On- и Off-type на глубокие, промежуточные и поверхностные (внизу слева). Для сравнения также показаны глифы отдельных нейронов (справа).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175322.g006

Ответы PSTH разных ячеек On-типа на разные формы сигналов стимула щебетания показаны на рисунке 6B. В целом, глубокие пирамидные клетки On-типа более сильно реагировали на щебетание, чем их промежуточные и поверхностные аналоги, и самые сильные и самые слабые ответы выявлялись, когда щебетание происходило в фазах 3π / 2 и π / 2, соответственно (Рис. 6B).Качественно аналогичные результаты были получены для пирамидных клеток Off-типа: глубокие клетки сильнее реагировали на щебетание, чем их промежуточные и поверхностные аналоги (рис. 6С). Однако клетки Off-типа реагировали наиболее сильно и слабо, когда щебетание происходило на фазах π / 2 и 3π / 2, соответственно, что противоположно тому, что наблюдалось для клеток On-типа (рис. 6C). Таким образом, ответы пирамидных клеток On- и Off-типов значительно отличались друг от друга, если рассматривать щебетание, происходящее на фазах 3π / 2 (односторонний дисперсионный анализ, p = 0.0002) и π / 2 (односторонний дисперсионный анализ, p = 0,0003), но не в фазах 0 (односторонний дисперсионный анализ, p = 0,3518) и π (односторонний дисперсионный анализ, p = 0,4107). Построение усредненных по популяции ответов клеток On- и Off-типов на щебетание выявило глифы, которые были противоположны друг другу (рис. 6D, верхняя левая панель).

Мы также обнаружили, что ответы всех 6 классов пирамидных клеток значительно отличались друг от друга ( Wilks = 0,46216, F = 3.9271, p = 0,00001, рис. 6D, нижняя левая панель), что указывает на то, что наша схема классификации, основанная на исходной частоте срабатывания, вряд ли скрывает какую-либо связь между функцией и анатомией. Однако мы также обнаружили значительное совпадение между ответами пирамидных клеток ELL (рис. 6D, правая панель).

Наши результаты предполагают, что существует взаимосвязь между функцией и анатомией пирамидных клеток ELL, которая несколько размыта из-за большого перекрытия между ответами разных классов анатомических клеток.Чтобы дополнительно проверить эту возможность, мы проследили этапы нашего алгоритма кластеризации с одной связью, использованного после CFA или DTW, и результаты показаны на рис. 7A и 7B, соответственно. Изучение этих двухмерных сетевых проекций показывает, что нейроны активного типа обычно располагаются на одном конце, а нейроны выключенного типа - на другом конце (рис. 7A и 7B).

Рис. 7.

A: На каждом шаге алгоритма одиночной связи кластеры объединяются на основе минимального расстояния между двумя наблюдениями, каждое из которых принадлежит отдельным кластерам.Какие наблюдения были связаны на каждой итерации алгоритма (узлы приведенной выше дендрограммы) и на каком расстоянии они находились друг от друга в исходной матрице попарных расстояний, использовались для создания матрицы или сети смежности, которая затем была представлена ​​в виде сетевого графа. В каждой двумерной координате был нанесен глиф, суммирующий местоположение наблюдений в пространстве отклика на 4 стимула щебетания, и цветная буква, обозначающая Вкл. (S) был нанесен поверх этого. B: То же, что A, но для DTW. C: Профили отклика, захваченные 44 характеристиками отклика, спроецированными в трехмерное пространство признаков с использованием 8-факторной статистической модели (χ 2 = 1266 df = 622 p = 3,47x10 -46 ), составили 78% дисперсии . Каждое наблюдение окрашено в соответствии с его анатомическим обозначением, и каждое наблюдение связано со средним значением своего анатомического класса в факторном пространстве. D: Сетевой граф (ненасыщенные черные линии), построенный на основе матрицы смежности, где каждое наблюдение было связано с ближайшей половиной совокупности с использованием расстояния деформации между наблюдениями в качестве записей с каждым режимом, помеченным в соответствии с типом включения или выключения как а также класс анатомических клеток.Вычисляли среднюю координату для каждого из шести анатомических обозначений, и наблюдения были связаны со средним значением их соответствующих групп.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175322.g007

Если бы 6 анатомических классов соответствовали 6 отличительным функциональным классам, то можно было бы ожидать, что наблюдения, сгруппированные по анатомическим классам, будут соответствовать 6 четко разделенным не -перекрывающиеся кластеры. Действительно, чтобы проверить эту гипотезу, мы создали суррогатный набор данных, состоящий из ответов PSTH шести примеров клеток из каждого анатомического класса, к которым был добавлен шум, имитирующий изменчивость, наблюдаемую в эксперименте (см. Методы).Затем этот суррогатный набор данных был проанализирован с помощью DTW с последующей иерархической кластеризацией. Мы обнаружили, что полученная дендрограмма показала шесть хорошо разделенных кластеров (S3 Рис). Маркировка отдельных «ячеек» из нашего суррогатного набора данных в сети, построенной на основе алгоритма динамического преобразования времени, показала, что разные анатомические классы занимают разные квадранты (рис. S4A). Однако это не относится к нашим экспериментальным данным. Вместо этого разные анатомические классы имеют тенденцию рассредоточиваться во всех направлениях, занимая общие квадранты.Подтверждая наши предыдущие наблюдения, мы не обнаружили никаких кластеров, и данные были распределены довольно равномерно по тому, что можно было бы описать как две сходящиеся плоскости, каждая из которых соответствует ответам типа «включено» или «выключено» (рис. 7A и 7B). Затем мы пометили отдельные нейроны либо в факторном пространстве (рис. 7C), либо в сети, построенной на основе алгоритма динамического преобразования времени (рис. 7D). В обоих случаях мы обнаружили, что репрезентативное пространство имеет большое значение, поскольку оно связано с известными анатомическими и физиологическими свойствами (рис. 7C и 7D).Хотя есть некоторый шум / перекрытие, в среднем 6 анатомических классов занимают разные области, которые сами по себе организованы по отношению друг к другу значимым образом, хотя между соседними областями есть явное перекрытие, в отличие от того, что видно для суррогатного набора данных (S4B Рис.) . Например, поверхностный и глубокий классы расположены на противоположных концах фактора 3, а промежуточные классы расположены между этими двумя, в то время как нейроны включенного и выключенного типов, по-видимому, хорошо разделены по факторам 1 и 2, что согласуется с анатомической организацией Пирамидные клетки ELL (рис. 7C).Качественно аналогичные результаты были получены с использованием динамического преобразования времени (рис. 7D). В целом результаты согласуются с результатами, полученными при рассмотрении величины отклика на различные чириканье (рис. 6).

Мы пришли к выводу, что, хотя реакции разных анатомических классов клеток в среднем отличаются друг от друга, значительное перекрытие между ними означает, что они распределены по континууму. Ячейки включенного типа расположены с одной стороны, а ячейки выключенного типа - с другой.Кроме того, с каждой стороны существует общий порядок ответов от глубоких к промежуточным и от промежуточных к поверхностным клеткам, но именно перекрытие между соседними группами препятствует функциональной классификации, основанной только на ответах на стимулы щебетания. Сравнение результатов, полученных из нашего экспериментального и суррогатного набора данных, позволяет предположить, что это совпадение связано со значительной неоднородностью ответов внутри каждого анатомического класса.

Обсуждение

Сводка результатов

Мы исследовали ответы пирамидных клеток ELL на естественные стимулы электросвязи.В частности, мы проверили, можно ли использовать эти ответы для функциональной классификации клеток. Качественно похожие результаты были получены с использованием двух разных алгоритмов неконтролируемой классификации, в которых ответы лежали вдоль континуума. Кроме того, мы исследовали, существует ли связь между анатомией и функцией. В целом мы обнаружили, что ответы нейронов включенного и выключенного типов можно легко отличить друг от друга. Ответы поверхностных, промежуточных и глубоких пирамидных клеток в среднем отличались друг от друга, указывая на то, что действительно существует взаимосвязь между анатомией и функцией пирамидных клеток ELL.В то время как ответы разных анатомических классов упорядочены и занимают разные области в функциональном пространстве, неоднородность ответов внутри каждого анатомического класса вызывает перекрытие между этими областями, тем самым формируя континуум. Таким образом, наши результаты предоставляют убедительные доказательства против гипотезы о том, что пирамидные клетки ELL можно функционально классифицировать на основе их ответов только на естественные стимулы электросвязи, несмотря на принадлежность к разным анатомическим классам.

Возможные предупреждения

Любая функциональная классификация ограничивается первым шагом выборки данных [62].Вполне возможно, что ограниченная выборка в целом могла повлиять на решение факторной модели (то есть CFA), полученное на основе корреляций между переменными в генеральной совокупности. Однако наши результаты классификации временных рядов DTW не страдают от этого потенциального недостатка, поскольку, в отличие от CFA, расстояния, вычисленные между каждой парой нейронов, не зависят от популяции. Кроме того, DTW ограничивает количество свободных параметров для рассмотрения и позволяет проводить нелинейные сравнения между парами нейронов.Учитывая хорошее соответствие между двумя методами, как видно при сравнении анатомической маркировки в факторном пространстве (т. Е. CFA) и проекции сети n / 2-NN (т. Е. DTW), а также наши результаты, показывающие, что кластеры могут быть восстановлены из суррогатного набора данных, проанализированного так же, как и экспериментальных данных, маловероятно, что наши результаты были артефактом конечной выборки или нашей методологии.

Существует множество доступных алгоритмов кластеризации, включая широко используемый метод k-средних.Этот метод здесь не рассматривался из-за отсутствия наблюдаемых в факторном пространстве кластеров сферической формы [63]. Интересно, что использованный здесь метод единственной связи подвергался критике за создание цепей [64], которые, как можно утверждать, приводят к впечатлению континуума. Тем не менее, мы отмечаем, что все алгоритмы накладывают структуру на данные, однако метод единой связи - единственный алгоритм, структура которого меньше всего зависит от состава населения. По сути, каждое наблюдение связано таким образом, что минимальная длина ребер, необходимая для соединения каждой точки в пространстве, является конечным результатом алгоритма.Маловероятно, что наши результаты были артефактом использования единого алгоритма связи, поскольку тестирование этого алгоритма на игрушечном наборе данных с хорошо разделенными цепочками кластеров наблюдалось только локально внутри кластеров и не приводило к впечатлению континуума. Это, кроме того, подтверждается результатами, показывающими, что использование нашей методологии суррогатных данных с той же изменчивостью, что и наш экспериментальный набор данных, но который состоял из шести различных профилей ответов по построению, выявил шесть хорошо разделенных кластеров.

Отметим, что ярлыки наших анатомических классов были присвоены на основе их исходных (т.е. при отсутствии стимуляции) свойств, а не анатомических особенностей как таковых. Однако маловероятно, что это повлияет на качественный характер наших результатов, потому что: 1) предыдущие исследования установили очень сильную линейную корреляцию (-0,8) между морфологией и исходной активностью [29, 30]; 2) базовая активность не зависит от активности, вызванной стимулом; 3) мы обнаружили статистически значимые различия между средними ответами пирамидных клеток On- и Off-типов, а также между глубокими, промежуточными и поверхностными подклассами, как определено с использованием базовой активности.Отметим, что, хотя возможно реконструировать морфологию пирамидных клеток ELL, заполняя нейрон индикатором при внутриклеточной регистрации [29, 30], такой методологии недостаточно, чтобы дать однозначное определение. Это происходит потому, что такие морфологические параметры, как длина или распространение дендритов, распределены по континууму [29, 30]. Скорее, нужно было бы пометить ячейку, из которой производится запись, и другие пять типов пирамидных ячеек, принадлежащих тому же столбцу ELL. Такие методы не могут быть реализованы в пирамидных клетках ELL и выходят за рамки настоящего исследования.

Наконец, отметим, что наш набор стимулов был ограничен ритмом, а также четырьмя небольшими формами сигнала щебетания. Вполне возможно, что включение ответов на более широкий набор стимулов может привести к лучшему разделению между анатомическими подклассами (то есть глубокими, промежуточными и поверхностными). Это маловероятно, поскольку пирамидные клетки также обнаруживают большие неоднородности в своих ответах на эти стимулы [34, 46–48]. Наши результаты, показывающие, что клетки On- и Off-типа могут быть четко различимы, если рассматривать только биение (рис. 2C и 2E), но в меньшей степени, когда добавление стимулов щебетания (рис. 6D) подтверждают нашу гипотезу, но необходимы дальнейшие исследования для проверки этого прогноза. .

Значение кодирования в электросенсорной системе

Наши результаты показывают, что ответы различных анатомических классов пирамидных клеток ELL были распределены вдоль континуума. Тогда возникает важный вопрос: почему вообще существуют разные классы анатомических клеток?

Во-первых, отметим, что глубокие пирамидные клетки составляют функционально отдельную популяцию от своих промежуточных и поверхностных собратьев. Это происходит потому, что только клетки с глубокой пирамидой проецируются на ядро ​​praeminentialis (nP) [28, 29].Нейроны внутри nP в свою очередь посылают проекции обратной связи как прямо, так и косвенно обратно пирамидным клеткам ELL [65]. Предыдущие исследования показали, что глубокие пирамидные клетки получают гораздо меньше обратной связи, чем их поверхностные и промежуточные аналоги и что, что важно, обратная связь с глубокими пирамидными клетками не является пластичной [29]. Таким образом, важная функциональная роль глубоких пирамидных клеток заключается в обеспечении обратной связи, прежде всего, их поверхностным и промежуточным аналогам. Такая обратная связь служит для ослабления ответов на избыточные стимулы [29, 47, 66–68], а также для контроля усиления [69, 70].

Во-вторых, в предыдущих исследованиях сравнивалась реакция глубоких, промежуточных и поверхностных пирамидных клеток на стимулы, не учитываемые в текущем исследовании, включая ступенчатое увеличение амплитуды EOD, зашумленные изменяющиеся во времени формы волны, синусоидальные формы волны на разных частотах, другие коммуникационные стимулы и огибающую. стимулы [34, 41, 46–48]. В целом, глубокие пирамидные клетки показали наименьшую избирательность в своих профилях ответа, которая напоминает профиль периферических афферентов в целом, в то время как поверхностные пирамидные клетки показали наибольшую избирательность.Отчасти такая избирательность обусловлена ​​обратной связью от глубокопирамидных клеток [29, 46, 47]. Интересно, что глубокие пирамидные клетки имеют тенденцию демонстрировать более линейные ответы, чем их промежуточные и поверхностные аналоги, что частично связано с их более высокими исходными скоростями активации [46, 71]. В целом считается, что важной функцией глубоких пирамидных клеток является обеспечение электросенсорного мозга точной оценкой фактического стимула независимо от адаптации или фильтрации. Это связано с тем, что предыдущие исследования показали, что глубокие пирамидные клетки ELL проявляют слабую адаптацию и имеют широкие кривые настройки по сравнению с их промежуточными и поверхностными аналогами [28, 39, 47, 48, 72].

Наши результаты, показывающие, что ответы различных анатомических классов на естественные стимулы электросвязи значительно отличаются друг от друга, предоставляют дополнительные доказательства того, что существует взаимосвязь между анатомической и функциональной классификацией пирамидных клеток ELL при рассмотрении их ответов на естественную электросвязь. стимулы. Однако эта взаимосвязь не является однозначной, потому что неоднородность ответов внутри каждого анатомического класса вызывает перекрытие между ответами соседних анатомических классов, тем самым создавая континуум.Несмотря на эти большие неоднородности ответа, мы утверждаем, что важно, чтобы будущие исследования продолжались с учетом различных анатомических классов клеток. Это связано с тем, что, как упоминалось выше, многочисленные исследования, включая наше собственное, обнаружили взаимосвязь между анатомией и функцией пирамидных клеток ELL, а также потому, что глубокие пирамидные клетки составляют отдельный класс клеток с точки зрения анатомии и функции.

Мы также утверждаем, что наличие пирамидных клеточных ответов ELL на стимулы, распределенных по континууму, обеспечивает большую гетерогенность в их профилях ответов, что, в свою очередь, полезно для кодирования.Действительно, как теоретические [73, 74], так и экспериментальные [34, 75, 76] исследования показали, что нейронные неоднородности полезны для кодирования. В частности, неоднородности в пирамидных клетках ELL полезны для оценки характеристик стимулов электросвязи, используемых в основном во время ухаживания [34]. Вполне вероятно, что такие неоднородности полезны для популяционного кодирования других типов электро-сенсорных стимулов, но для проверки этой гипотезы необходимы дальнейшие исследования. Это связано с тем, что пирамидные клетки ELL обнаруживают корреляции между своей изменчивостью (т.е.д., шумовые корреляции) [77, 78], которые можно оценить только при одновременных записях. Таким образом, ответы населения не могут быть оценены путем объединения неодновременных записей отдельных единиц.

Более того, большое разнообразие ответов, обеспечиваемое непрерывным представлением, напоминает нелинейную смешанную избирательность, которая является хорошо известной характеристикой представлений большой размерности [79]. Считается, что нейроны префронтальной и теменной коры, демонстрирующие такую ​​смешанную избирательность, действуют как многозадачные, по-разному реагируя в зависимости от контекста, тем самым выполняя разные функции в разных динамически создаваемых ансамблях [80].Интересно отметить, что, поскольку линейное считывание экспоненциально растет с увеличением размерности [80], такое представление с высокой размерностью позволит обнаруживать и / или различать разнообразие стимулов, с которыми может столкнуться животное в его естественной среде обитания. Мы предполагаем, что неоднородности в ответах пирамидных клеток ELL позволяют им оптимально кодировать поведенческие характеристики стимула на основе контекста. Вероятно, что большое количество нейромодулирующего сигнала, полученного пирамидными клетками ELL, помогает опосредовать эту функцию [38, 81, 82].

Мы также утверждаем, что сильная неоднородность в профилях ответа пирамидных клеток ELL полезна для передачи информации в высшие структуры мозга, поскольку все анатомические классы пирамидных клеток ELL проецируются в Torus semicircularis среднего мозга [29]. Ответы нейронов TS в целом более избирательны, чем ответы пирамидных клеток ELL [32, 36, 71, 83, 84]. Интересно, однако, что некоторые нейроны TS обнаруживают профили ответа, которые напоминают профили ответов пирамидных клеток ELL [36, 83].Возможно, что глубокие пирамидные клетки проецируются на такие нейроны TS, в то время как поверхностные и промежуточные пирамидные клетки вместо этого проецируются на более селективные нейроны TS, но необходимы дальнейшие исследования для проверки этого прогноза. Было высказано предположение, что редкие селективные ответы нейронов TS служат для обнаружения появления поведенчески релевантных характеристик стимула, в то время как реакции менее избирательных нейронов TS вместо этого служат для различения различных стимулов [36]. Оба типа нейронов TS, кроме того, проецируются в более высокие области мозга [83].Мы предполагаем, что нелинейная смешанная селективность пирамидных клеток ELL является механизмом, позволяющим возникновение селективных и неселективных нейронов TS.

Дополнительная информация

S1 Рис. Пирамидные клетки ELL обнаруживают сильную корреляцию между анатомическими и физиологическими свойствами.

График апикальной длины дендрита как функции базовой скорости активации для клеток активного (синий) и выключенного (красный) типов. Линия наилучшего соответствия дается dendritic_length = 8613–145 × спонтанная скорость (r = -0.73, p <10 −3 , n = 36). Этот рисунок воспроизводится с разрешения исх. [29].

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175322.s001

(TIF)

S3 Рис. Тестирование динамического преобразования времени и иерархической кластеризации на суррогатном наборе данных, состоящем из шести четко определенных кластеров.

A: Оптимально отсортированная дендрограмма (зеленая). Цветовой код такой же, как на фиг. 4A и 5A. Красная пунктирная линия указывает уровень, на котором дендрограмма может быть разделена для восстановления шести исходных кластеров. B: Обобщенные сцепленные ответы PSTH на четыре стимула щебета, использованные в исследовании, представлены для каждого смоделированного нейронного ответа в том же порядке, что и соседняя дендрограмма. Цветовой код такой же, как на фиг. 4B и 5B.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175322.s003

(TIF)

S4 Рис. Сетевые графы, полученные из суррогата, выявляют шесть четко определенных кластеров.

A: Сетевой график, полученный из суррогатных данных. На графике также нанесены глифы, суммирующие местоположение наблюдений в пространстве отклика на 4 стимула щебетания для каждой ячейки.Цветные буквы указывают, была ли каждая ячейка включенной (синий) или выключенной (красный), а также глубокой (D), промежуточной (I) или поверхностной (S). В отличие от графика, полученного из наших экспериментальных данных (см. Рис. 7B), ячейки четко упорядочены по типу, что позволяет провести разделительные линии между ними (пунктирные серые линии). B: Сетевой график из суррогатного набора данных (ненасыщенные черные линии). В отличие от графика, полученного из наших экспериментальных данных (см. Рис. 7D), можно увидеть шесть хорошо разделенных кластеров.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175322.s004

(TIF)

US 7,421,321 B2 - Система для получения информации о транспортных средствах

Коды классов CPC

B60C 11/24 Устройства для индикации износа

B60C 11/246 Система контроля износа протектора ...

B60C 19/00 Детали или конструкции шин...

B60C 23/0449 Пассивные преобразователи, например ты ...

B60N 2/0232 электродвигатели

B60N 2/0276 реакция на аварийную ситуацию ...

B60N 2/2863 обратная сторона

B60N 2002/0272 с помощью датчиков или детекторов...

B60R 2021/0004 Лобовое столкновение

B60R 2021/23107 сумка интегрируется в ...

B60R 2021/23153 специально адаптирован для задних ...

B60R 2021/23161 специально адаптирован для прот...

B60R 2021/23169 специально адаптирован для колен ...

B60R 2021/23519 Смола для покрытия ткани B6 ...

B60R 2021/23523 Ткань с композитным покрытием B60 ...

B60R 2021/23557 Литье

B60R 2021/2358 Склеивание

B60R 2021/2359 Сварка

B60R 21/20 Условия для хранения в...

B60R 21/213 в рамах крыши транспортного средства или п ...

B60R 21/232: Подушки безопасности шторного типа раскрываются ...

B60R 21/233: состоящий из множества i ...

B60R 21/235: характеризуется своим товарищем...

B60R 21/30: со средствами рисовать окружающий ...

G02B 2027/014: содержащий информацию / изображения ...

G02B 2027/0187: подчиненный движению по крайней мере ...

G02B 27/01: Проекционные дисплеи

G06K 7/10178: включая вспомогательные средства f...

G07C 5/008: передача информации t ...

G07C 5/0808: Диагностика данных о производительности ...

G07C 5/085: с использованием электронных носителей информации

Посмотреть все .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *