[發(fā)明專利]一種光敏傳感器光電特性的實(shí)驗(yàn)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110202924.6
• 申請(qǐng)日: 2011-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102289975A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴玉梅;邸維國(guó);戴玉潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B23/22
• 分類號(hào): G09B23/22;G01D18/00;G09B23/18
• 代理公司: 沈陽(yáng)技聯(lián)專利代理有限公司 21205
• 代理人: 趙越

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)方法，特別是涉及一種一種光敏傳感器光電特性的實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

?目前，高校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，普遍開(kāi)設(shè)傳感器實(shí)驗(yàn)研究。光傳感器是實(shí)驗(yàn)改革的一個(gè)新點(diǎn)。因?yàn)楣饷綦娮璋l(fā)展最為迅速，由于其性能得到不斷改進(jìn)，穩(wěn)定性已大為提高，在許多場(chǎng)合下光傳感器已逐漸取代傳統(tǒng)的其他傳感器。一些高校應(yīng)用FD-LS-A光敏傳感器光電特性實(shí)驗(yàn)儀進(jìn)行光傳感器實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)儀由光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、硅光電池四種光敏傳感器及可調(diào)光源、電阻箱、數(shù)字電壓表等組成。雖然使用這種儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)更加順利、方便，但不能讓實(shí)驗(yàn)者直接理解光傳感器原器件，并缺少動(dòng)手練習(xí)的訓(xùn)練。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光敏傳感器光電特性的實(shí)驗(yàn)方法，本方法選擇以光敏電阻為傳感器元件的光傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并制作一個(gè)簡(jiǎn)易的新型光傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)儀，進(jìn)而達(dá)到使實(shí)驗(yàn)者深刻了解光傳感器原理的目的。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種光敏傳感器光電特性的實(shí)驗(yàn)方法，該方法包括實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)裝置包括：光敏電阻、固定光源裝置、長(zhǎng)支架、光強(qiáng)測(cè)試儀、數(shù)字萬(wàn)用表，電阻箱、光傳感器實(shí)驗(yàn)電路；實(shí)驗(yàn)步驟為：首先利用進(jìn)行光敏電阻阻值做光強(qiáng)特性的測(cè)量，然后利用戴維南定理把光傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)電路等效為光傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)等效電路。利用光傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)等效電路求出電路參數(shù)，據(jù)此調(diào)節(jié)光傳感器電路參數(shù)，最后進(jìn)行傳感器電壓即光強(qiáng)特性的測(cè)定。

所述的一種光敏傳感器光電特性的實(shí)驗(yàn)方法，所述的光傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)電路為在獲取光強(qiáng)這個(gè)物理量的信息時(shí)，將傳感元件即光敏電阻作為電路中電橋的一個(gè)橋臂，當(dāng)光強(qiáng)變化引起光敏電阻的阻值變化時(shí)，電橋的輸出電壓也隨之而變。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是：

1.本發(fā)明非常直觀觀測(cè)到光敏電阻阻值─光強(qiáng)特性關(guān)系。有利于實(shí)驗(yàn)者掌握光敏電阻特性。

2.本發(fā)明所構(gòu)成光傳感器直接將非電學(xué)量光強(qiáng)轉(zhuǎn)換為電學(xué)量電壓。實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)計(jì)符合我國(guó)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)驗(yàn)方向需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的光傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)電路圖；

圖2為本發(fā)明的光傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)等效電路圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明光傳感技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置包括：光敏電阻、固定光源裝置、長(zhǎng)支架、光強(qiáng)測(cè)試儀、數(shù)字萬(wàn)用表，電阻箱、光傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)電路。

本發(fā)明的光傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，在獲取光強(qiáng)這個(gè)物理量的信息時(shí)，通常是將傳感元件(光敏電阻)作為圖中電橋的一個(gè)橋臂。當(dāng)光強(qiáng)變化引起光敏電阻的阻值變化時(shí)，電橋的輸出電壓也隨之而變，從而實(shí)現(xiàn)了光強(qiáng)與電壓之間的轉(zhuǎn)換。由于電橋不平衡時(shí)，輸出電壓一般為毫伏量級(jí)，因此要加差動(dòng)放大電路。

本發(fā)明首先利用圖裝置進(jìn)行光敏電阻阻值─光強(qiáng)特性的測(cè)量。

其次利用戴維南定理把圖1電路等效為圖2電路。利用圖2求出電路參數(shù)。

設(shè)???????????????????????????????????????????????，，則有

??????????，?????????????????????(1)

??????????????，????????????????????????????(2)

(1)式與光強(qiáng)有關(guān)、(2)式與光強(qiáng)無(wú)關(guān)。

由圖2可列出

?????????????????????(3)

?????????????????????????????????(4)

????????????^??????????????????????????(5)

(5)式中和與光強(qiáng)有關(guān)，所以(5)式就是光傳感器電壓—光強(qiáng)特性表達(dá)式。(5)式所表達(dá)的函數(shù)關(guān)系是非線性的，但通過(guò)適當(dāng)?shù)倪x擇電路參數(shù)可以使得這一關(guān)系近似為直線。這一近似直線引起的誤差與傳感器的測(cè)光照強(qiáng)度范圍有關(guān)。設(shè)所測(cè)光強(qiáng)范圍為，則測(cè)光強(qiáng)范圍的中值光強(qiáng)為：????

，若、、對(duì)應(yīng)輸出的電壓分別為、、。

要求

?????????，，????????????????(6)?????????????

由圖1可看出，需要確定的參數(shù)有7個(gè)(、、、、、、)。這些參數(shù)的選擇和計(jì)算可按以下原則進(jìn)行：

①，，的阻值接近于。

②為了盡量減小溫度對(duì)光敏電阻的影響，使光源離光敏電阻遠(yuǎn)一點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。