[發明專利]一種用于實驗教學的光電器件特性測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202210591520.9
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN114863770A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 朱正;陳茂森;劉羽欣;閆志堅;閆羞玥;顏曉琨;丁浩軒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的目的在于提供一種用于實驗教學的光電器件特性測量裝置，用于為光電信息科學與工程等專業實驗課教學提供儀器支持，裝置由敏電阻特性測量電路板、PIN光電二極管特性測量電路板、光電三極管特性測量電路板、硅光電池特性測量電路板、LED光源板、觸控顯示屏、電源模塊構成。裝置內各特性測量電路板依據各光電器件工作特性，測量其重要工作參數，并集成了數字照度計，可用作實驗標準參考值。裝置使用觸控顯示屏實現實驗參數設置與測量數據顯示，并實現了自動測量功能，可繪制多種特性曲線。本裝置立足實際教學需求，提供了一種便捷的光敏電阻、PIN光電二極管、光電三極管、硅光電池光電特性測量裝置，集成度高，操作便捷，綜合使用成本較低。

技術領域

本發明屬于光電器件特性測量領域，具體涉及一種用于實驗教學的光電器件特性測量裝置及方法。

背景技術

在光電信息科學與工程專業教學中，光電轉換器件作為聯絡光學與電學之間的橋梁，具有重要的教學研究意義。目前在教學和實際應用中提及較為廣泛的光電器件包括光敏電阻、PIN光電二極管、光電三極管、硅光電池等。針對各類型的光電器件，通常研究其時間響應特性、光照特性、暗電流特性、伏安特性等，而不同的光電器件，滿足其工作條件及測量其光電特性的電路形式存在較大的差異，無法使用相同的電路形式實現。

現階段光電器件特性測量裝置多針對其中一種器件進行設計，或通過使用者手動接線實現對實驗平臺的復用，其集成度較低，操作步驟較為繁瑣，且綜合使用成本較高，難以滿足本科實驗教學的需要。。

發明內容

本發明的目的在于一種用于實驗教學的光電器件特性測量裝置及方法。

本發明的目的通過如下技術方案來實現：

一種用于實驗教學的光電器件特性測量裝置，包括觸控顯示屏、光敏電阻特性測量系統、PIN光電二極管特性測量系統、光電三極管特性測量系統、硅光電池特性測量系統以及電源模塊；

所述光敏電阻特性測量系統包括光敏電阻特性測量電路板與光敏電阻LED光源板通過排線連接；

所述PIN光電二極管特性測量系統包括PIN光電二極管特性測量電路板與PIN光電二極管LED光源板通過排線連接；

所述光電三極管特性測量系統包括光電三極管特性測量電路板與電三極管LED光源板通過排線連接；

所述硅光電池特性測量系統包括硅光電池特性測量電路板與硅光電池LED光源板通過排線連接；

所述觸控顯示屏通過RS-485總線與光敏電阻特性測量電路板、PIN光電二極管特性測量電路板、光電三極管特性測量電路板以及硅光電池特性測量電路板連接，使控制指令與測量數據傳輸；

所述電源模塊為觸控顯示屏及四個特性測量電路板供電。

進一步地，所述每個LED光源板均包括八顆LED燈珠，產生七種單色光和白光，LED燈珠發光顏色和發光強度由特性測量電路板控制。

進一步地，所述四個特性測量電路板上均設置數字照度計。

一種用于實驗教學的光電器件特性測量方法，具體為：

光敏電阻特性測量系統是光敏電阻特性測量電路板通過兩檔課可切換的恒流源，將光敏電阻的阻值轉換成電壓進行測量，可測量光敏電阻的暗電阻，以及光敏電阻LED光源板照射狀態下的光敏電阻亮電阻，得到該狀態下的光照度值；

PIN光電二極管特性測量系統是PIN光電二極管特性測量電路板可設置PIN光電二極管的反向偏壓，可測量PIN光電二極管的暗電流，以及PIN光電二極管LED光源板照射狀態下的光電流，得到該狀態下的光照度值；