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  • 光敏传感器光电特性研究实验报告.docx
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    2021-01-16 02:59:36

    光敏传感器光电特性研究实验报告

    光敏电阻光敏特性的研究  一、实验设计方案  、实验目的  1、了解光敏电阻的基本特性,测出它的光照特性曲线。2、学习使用电脑实测。3、学习使用DataStudio软件。4、学习了解设计性实验的基本方法。  、实验原理  光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器,;入射光强,电射光弱,电阻增大。光敏电敏感性与人眼对可见光μm的响应很接近,只要人光,都会引起它的阻值变化。路时,通用白炽灯泡光线或控制光源,但本实验采用激通过两偏振片控制光照强度传感器测出。  阻减小,入阻器对光的眼可感受的设计光控电自然光线作光做光源,并由角速度  光敏电阻的光照特  光电流随照度的变化而  称为光照特性。不同类型的光照特性不同,大多数光敏特性是非线性的。某种光敏特性如图1所示。  利用光敏电阻的光照特一些材料的光吸收系数。  性  改变的规律光敏电阻的电阻的光照电阻的光照  性可以测出  光敏电阻特性图3为某光敏电阻的的  关系,利用光敏电阻的光敏  阻值与光强特性,可以  分别模拟设计一个简单的光控自动报警实验与一个光控自动照明实验。  光敏电阻的电阻与光强间关系曲线的线性关系,不可以用在线性的光感测量中.选用仪器列表  二、实验内容及具体步骤:  、测绘光敏电阻的光照特性曲线。  按右图连接好电路,电压传感器连接到750接口。  光敏电阻的光源由一激光提供。并经过两偏振片调整光强后照射在光敏电阻上。其中一偏振片与角速度传感器相连到750接口。试验中保持光强从最弱到最强间变化。  打开DataStudio软件,创建一个新实验。  在DataStudio软件的窗口中设置750接口的传感器连接,并设置采样率。在DataStudio软件的窗口打开一个图表。  接通光敏电阻所在电路电源;  打开激光器,调整两偏振片,然后调整带有角速度传感器的偏振片使照到光敏电阻处的光强最小;  在DataStudio软件窗口中启动数据采集,并转动带有角速度传感器的偏振片使光敏电阻处的光强从最小到最强间变化。  停止数据采集。断开光敏电阻电源,关了激光器。在DataStudio中作一个计算:  ①y轴(光电流):I?U1/1000……………………  ②x轴:转过的角度)  E  ?sin?*sin?……………………是采样电阻,为偏振片又零相位开始转过的角度。(2)、对以上数据作以下计算:  ①光敏电阻两端的电压:U?10?U1……………………  ②光电流:I?U1/1000……………………③光敏电阻的阻值:R?U/I④相对光照强度:角度)  在DataStudio中做以上计算,并得以下曲线:  E  ?sin?*sin?……………………由:①光敏电阻两端的电压:U?10?U1  ③光敏电阻的阻值:R?U/I④相对光照强度:  E  ?sin?*sin?E0  得光敏电阻的光照特性,上图6  由:③光敏电阻的阻值:R?U/I④相对光照强度:  E  ?sin?*sin?  E0  图7光敏电阻的阻值与相对光强曲线  由光敏电阻的电阻特性,知道其比较适合做光控开关,因为达到某一光强后电阻迅速变化。  可以用来分别模拟设计一个简单的光控自动报警实验与一个光控自动照明实验。  数据分析:光敏电阻光电流与光照强度关系图(见图6)以及光敏电阻阻值与光照强度关系图(见图7).从图7中可以看出,光敏电阻的阻值随着光照强度的增加而减小.但不是线性关系,即光敏电阻的阻值与光强不成反比关系,所以光敏电阻不可以用在线性的光感测量中.  误差分析:受背景光影响。温度变化对光敏电阻的影响。  四、实验结果陈述与总结结果陈述  通过实验得到光敏电阻的光照特性曲线,为非线性曲线。  通过实验得到光敏电阻的电阻与光强间关系曲线,不是线性关系,即光敏电阻的阻值与光强不成反比关系,因此光敏电阻不可以用在线性的光感测量中.可用于做光控开光等。  通过次实验,基本学会了使用计算机及DataStudio软件进行实验。并初步了解了设计性实验的基本方法。  实验总结.  ①本实验测得光敏电阻的光强特性,得到所用光敏电阻的光强特性为非线性,比较接近乘幂拟合。光敏电阻的电阻与光强间关系曲线的线性关系,不可以用在线性的光感测量中.  ②本实验中,利用计算机采集数据,体现出方便、快捷、成本极低的优势。  光敏传感器光电特性测量实验  光敏传感器是将光信号转换为电信号的传感器,也称为光电式传感器,它可用于检测直接引起光强度变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其它非电量,如零件直径、表面粗

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    光敏电阻传感器实验报告

    光敏传感器实验报告学院 专业 学号 姓名 时间目 录一、摘要 .1二、设计要求 .3三、方案设计 .51、方案说明 62、方案论证 .7四、光敏电阻的结构和原理 .7五、光敏传感器的工作原理 .8六、电路的工作原理 .9七、单元电路设计、参数计算和器件选择 101、单元电路设计 52、参数计算 53、器件选择 6八总结 12九参考文献 13摘要光 传 感 器 是 利 用 光 敏 元 件 将 光 信 号 转 换 为 电 信 号 的 传 感 器 , 它 的 敏 感 波 长在 可 见 光 波 长 附 近 , 包 括 红 外 线 波 长 和 紫 外 线 波 长 。 光 传 感 器 不 只 局 限 于 对光 的 探 测 , 它 还 可 以 作 为 探 测 元 件 组 成 其 他 传 感 器 , 对 许 多 非 电 量 进 行 检 测 ,只 要 将 这 些 非 电 量 转 换 为 光 信 号 的 变 化 即 可 。光照强度自动检测显示系统,该系统可以自动检测光照强度的强弱并显示让人们知道此时光照强度的强弱。人们可以设定光照强度的范围,一旦超出此范围该系统可以发出警报通知或直接采取措施使光照强度在此范围内。人们可以通过看此装置的显示了解现在的光照状态,做合理的光照调节。该设计可分为三部分即光照检测部分、信号处理部分、光强显示部分。还可加上报警部分。对于光照检测部分可利用光敏电阻传感器作为检测元件,它可以完成从光强到电阻值的信号转换,再把电阻值转换为电信号就可以作为系统的输入信号。对输入信号处理后,就可以用来显示了。对于显示部分可利用发光二极管来显示,不同的光强对应于不同的发光二极管点亮,就能简单的显示出不同的光强了。关键词光敏电阻;光电传感器;光照强度;发光二级管the The light sensor is the use of photosensitive element will be optical signals are converted to electric signals of sensors, its sensitive wavelength in the visible light wavelength near, including infrared wavelength and ultraviolet wavelength. The light sensor is not limited to light detection, it also can be used as detection components other sensors, for many non-electricity testing, as long as these non-electricity conversion for light signal can be change. Light intensity automatic detection display system, this system can automatically detect the intensity of illumination intensity and display to let people know the strength of the light intensity at this time. People can be set illumination intensity range, once beyond this range the system can issue warning notice or directly to take measures to make the light intensity in this range. People can see through this device display learn now light condition, to do a reasonable light regulation. This design can be divided into three parts namely light detection part, signal processing part, intensity of light display section. Still can add alarm part. For light detection part available photosensitive resistance sensor as the test components, it can complete from intensity to resistance signal conversion, again resistance are converted to electric signals can serve as the system signal. For signal processing, they can be used to display the. To display part available light emitting diode to display, different intensity of light corresponding to the different light emitting diode light, you can simply shows the different light intensity. Keywords photosensitive resistance; Photoelectric sensor; Light intensity; leds 二、设计要求设计一个光照强度自动检测、显示、 (报警)系统,实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警(弱、适宜、强)1、根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型1自己设计至少三种以上不同光照条件,测定不同光照条件下光电传感器的输出;2传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成,完成至少三种以上不同光照条件下显示报警系统方案的论证和设计;3完成自然光光照强度自动检测显示报警系统电路方框图、电路原理图的设计;4完成自然光光照强度自动检测显示报警系统中核心芯片的选型、系统中各个参数的计算(备注1. 含各种元件参数的计算过程或依据 2. 选定最接近计算结果的元件规格);5设计结束后,进行仿真调试。2、仿真调试方案给出系统整机电路图。3、完成课程设计报告三、方案设计1、方案说明1传感器选择选用光敏电阻作为采集光照信号的传感器。2电阻测试在室外太阳光强照射下、室内适宜光照下、室内昏暗条件下三种光照条件下分别测的光敏电阻的阻值为15.6k 欧。3方案原理图系统功能描述考虑到系统的实用价值, 确定了光照适宜时的光敏电阻值的范围为 1.43.6k 欧,当光照过强时,LED1 点亮,蜂鸣器报警;光照适宜时,LED2点亮;黑暗时,LED3 点亮,蜂鸣器也报警。即光照不适宜时就会报警,所以该系统不但可以完成光强的显示、报警,而且可以判断光照是否适宜。原理框图如下LED 显示电路报警电路光敏电阻光敏电阻信号转换电路 信号处理电路图 1 原理框图2、方案论证1光照强度的信号采集部分采用光敏电阻作为信号采集器件。光敏电阻是基于光电导效应的一种光电器件,无光照时, 光敏电阻值(暗电阻)很大, 电路中电流(暗电流)很小; 当受到光照时,半导体材料电导率增加,电阻减小。其阻值随光照增强而减小。光敏电阻作为光电式传感器的一种,它具有灵敏度高、光谱响应范围宽;体积小、重量轻、机械强度高、耐冲击、耐震动、抗过载能力强和寿命长等特点。所以选择光敏电阻采集光照信号,并把不同的光照强度转化为不同的电阻值。把光敏电阻串联在直流电路中即可把不同的电阻值转化为不同的电压值,电路如原理图所示。于是,就把对光照信号的处理转化为对电压信号 V 的处理。2信号处理部分采用集成电压比较器 LM339N 作为信号处理的核心元件,电路连接如原理图所示。光强、适宜、黑暗三种光照状态转换为三个电压值 V1,V2,V3 作为比较器的输入电压;两个比较器设置两个参考电压 Vref1,Vref2 。工作过程分析如下光照较强时 V1 Vref1Vref2,两个比较器的输出电压分别为(5V ,0V) ;光照适宜时 Vref1V2 Vref2, 两个比较器的输出电压分别为(-5V,0) ; 光照黑暗时 V315.6k取 R15.6k 时, 4由系统功能及比较器工作原理得Vref1 2VVVCR67.45.120192.3.01232 8.56.12031 Vref25mA。于是可得I 5mA 5所以R2668;取 R2402 即可满足条件。3、器件选择电源VCC5V。基准电阻精度为 1的金属膜电阻。用来分档,故应等于光敏电阻三种状态下阻值。R1240 R21.5 k R3150 k光敏电阻5537。发光二极管SM210363 。蜂鸣器无源 1206 分体 5.5 欧蜂鸣器表 1 比较器 LM339 主要参数表参数名称 符号 数值 单位电源电压 VCC 18 或 36 V差模输入电压 VID 36 V共模输入电压 VI -0.3VCC V功耗 Pd 570

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    光敏传感器实验及探究

    摘要:

    光敏传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测光量变化或直

    接引起光量变化的非电量,

    也可用于检测能转换成光量变化的其他非电量。

    它首先把被测量

    的变化转换成光信号的变化,

    然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。

    光敏传感器

    具有响应快、精度高、能实现非接触测量等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形

    式灵活多样,因此

    ,

    光电式传感器在检测和控制领域应用非常广泛。

    关键词:

    光敏传感器;检测光量变化;电信号;检测与控制。

    Abstract:

    photoelectric sensor is photoelectric device as a sensor element. It can be used

    for non electric quantity detection light intensity or directly caused by light intensity, and can also

    be used for detection can be converted into other non electrical quantity change. It divides the

    changes measured into optical signal changes, then with the help of optoelectronic devices to

    convert optical signals into electrical signals. Photoelectric sensor has the advantages of fast

    response, high precision, can realize the non-contact measurement etc., and measurable

    parameters, the sensor has the advantages of simple structure, flexible and diverse forms, therefore,

    application of photoelectric sensors in the detection and control field is very wide.

    Key words:

    photoelectric sensor; detection of light intensity; signal; detection and control.

    1

    前言

    传感器是将感受的物理量、

    化学量等信

    息,

    按一定规律转换成便于测量和传输的信

    号的装置。电信号易于传输和处理,所以大

    多数的传感器是将物理量等信息转换成电

    信号输出的。例如传声器就是一种传感器,

    它感受声音的强弱,并转换成相应的电信

    号。

    又如电感式位移传感器能感受位移量的

    变化,并把它转换成相应的电信号。

    光电测量时不与被测对象直接接触,

    束的质量又近似为零,

    在测量中不存在摩擦

    和对被测对象几乎不施加压力。

    因此在许多

    应用场合,

    光电式传感器比其他传感器有明

    显的优越性。

    2

    光敏传感器工作原理

    2.1

    光电效应

    光敏传感器的物理基础是光电效应,

    电效应通常分为外光电效应和内光电效应

    两大类。

    在光辐射作用下电子逸出材料的表

    面,

    产生光电子发射称为外光电效应,

    或光

    电子发射效应,

    基于这种效应的光电器件有

    光电管、

    光电倍增管等。

    电子并不逸出材料

    表面的则是内光电效应,

    几乎大多数光电控

    制应用的传感器都是此类,通常有光敏电

    阻、

    光敏二极管、

    光敏三极管、

    硅光电池等。

    光电导效应、

    光生伏特效应是两种常见的内

    光电效应。

    2.1.1

    光电导效应

    若光照射到某些半导体材料上时,

    透过

    到材料内部的光子能量足够大,

    某些电子吸

    收光子的能量,

    从原来的束缚态变成导电的

    自由态,

    这时在外电场的作用下,

    流过半导

    体的电流会增大,即半导体的电导会增大,

    这种现象叫光电导效应。

    它是一种内光电效

    应。

    光电导效应可分为本征型和杂质型两

    类。

    前者是指能量足够大的光子使电子离开

    价带跃入导带,

    价带中由于电子离开而产生

    空穴,在外电场作用下,

    电子和空穴参与电

    导,

    使电导增加。杂质型光电导效应则是能

    量足够大的光子使施主能级中的电子或受

    主能级中的空穴跃迁到导带或价带,

    从而使

    电导增加。

    杂质型光电导的长波限比本征型

    光电导的要长的多。

    2.1.2

    光生伏特效应

    在无光照时,半导体

    PN

    结内部自建电

    场。当光照射在

    PN

    结及其附近时,在能量

    足够大的光子作用下,

    在结区及其附近就产

    生少数载流子(电子、空穴对)

    。载流子在

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    千次阅读 2020-12-23 18:32:24
    传感器心得体会【篇一:传感器实验总结】《传感器及检测技术》教学实践工作总结本学期,担任《传感器及检测技术》课程的理论和实践教学内容。本课程的实践教学主要是教学实验,在全体同学的大力配合下,比较圆满的...
  • 树莓派基础实验17:温度传感器实验

    千次阅读 2020-07-23 14:26:45
       温度传感器是检测温度并将其转换为输出信号的组件。根据材料和部件的特点,温度传感器可分为热电阻和热电偶两种,热敏电阻是前者的一种,他由半导体材料制成。大多数热敏电阻是负温度系数(NTC),其电阻随温度...
  • 实验三 RGB-LED传感器

    2021-07-31 13:38:09
    实验原理: 通过PWM技术来控制RGB的亮度。三种颜色通道中的每一种颜色都有255级亮度。 实验步骤: 1.建立电路 2.烧录代码 const int redPin = 11; const int greenPin = 10; const int bluePin = 9; void setup() ...
  • 传感器心得体会(精选3篇)

    千次阅读 2020-12-23 18:32:40
    传感器心得体会(精选3篇)有了一些收获以后,就很有必要写一篇心得体会,这样我们可以...本课程的实践教学主要是教学实验,在全体同学的大力配合下,比较圆满的完成了实践教学任务,达到了实验的预期目的。现将此课程...
  • 树莓派基础实验18:声音传感器实验

    千次阅读 2020-07-23 14:32:24
       声音传感器是一种接受声波并将其转换为电信号的组件,它像麦克风一样检测周围环境中的声音强度。 二、组件 ★Raspberry Pi主板*1 ★树莓派电源*1 ★40P软排线*1 ★PCF8591模数转换器模块*1 ★声音传感器模块*1...
  • 实验19 光敏传感器实验 实验2 蜂鸣器实验 实验20 DAC实验 实验21 PWM DAC实验 实验22 DMA实验 实验23 IIC实验 实验24 SPI实验 实验25 485实验 实验26 CAN通信实验 实验27 触摸屏实验 实验28 红外遥控实验 实验29 ...
  • LaTex写实验报告

    2021-12-11 14:22:52
    LaTex写实验报告 文章目录LaTex写实验报告一、简介二、代码三、效果 一、简介 我们这里使用Latex进行实验报告的书写,我们将会给出一个模板来供大家参考与学习。 二、代码 \documentclass{ctexart} \usepackage[UTF8...
  • 探测元件:光敏三极管3DU。4.半导体发光二极管简介。如图5-8,在P-N结上加一正向电压,此时P-N结势垒高度下降,耗尽层变薄,则从正极的P区向P-N结区注入带正电荷的粒子-空穴,而从负极的N区向P-N结区注入带负电荷的...

空空如也

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光敏传感器实验报告

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