传感器原理任务书(光敏电阻、光电池)

传感器原理任务书(光敏电阻、光电池) 传感器原理及应用设计性实验任务书 项目:光电传感器电路的设计 传感器的种类繁多，千差万别，应用场合也各式各样，即便是同种类的测定量也可采用不同工作原理的传感器，因此，在掌握传感器基本原理的同时还应该对传感器的应用有所了解。如传感器的性能、测量条件、使用方法的等等。以下实验内容是针对传感器系统实验仪中缺少的实验内容，而应用又较多的部分传感器设计的应用性实验。集成式传感器技术正在迅速发展，有必要对各种新型传感器做更多得了解。 一、 电路的设计及实验任务 在了解光电传感原理的基础上，设计一光电传感发射和接收电路，并在面包板上用 实际电子元器件插接、调试电路，记录光强变化对应接收电压变化的数据结果。 ?使用光敏电阻接收光信号进行设计并调试完成实验; ?使用光电池接收光信号进行设计并调试完成实验; ?指标要求:光强成线性变化; 实验提供所有电子元器件及实验台。 二、设计提示 1(工作原理 1.1光敏电阻工作原理 RG 入射光 电源 光电流 光敏电阻工作原理图 光敏电阻又称光导管，它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。光敏电阻没有极性，就是电阻器件。上图为光敏电阻结构图，RG为光敏电阻，当RG两端通有电流而无光照射，RG呈高阻态，回路中仅有微弱的暗电流通过;当光敏电阻受到一定波长范围的光照射时，因光敏电阻光导材料吸收光能而生成电子—空穴对，这时电子移向正极，空穴移向负极，它的阻值急剧减少，电流迅速增大。光电流的大小变化控制电路中的电压电流变化。当光照射停止时，自由电子与空穴复合，电阻又恢复原值，电路有只有微弱暗电流通过。亮电流与暗电流的差称为光电流，通常光电流越大越好，表明光敏电阻敏感度好。 光敏电阻的工作原理是基于光电导效应，其结构是在玻璃底版上涂一层对光敏感的半导体物质，两端有梳状金属电极，然后在半导体上覆盖一层漆膜。 1 光敏电阻结构及符号 光敏电阻光照特性: , 光敏电阻无光照时，内部电子被原子束缚，具有很高的电阻值; , 光敏电阻有光照时，当光子能量E0,Eg时，电阻值随光强增加而降低; , 光照停止时，自由电子与空穴复合，电阻恢复原值。 光敏电阻主要参数: , 暗电阻——无光照时的电阻为暗电阻; , 暗电流——无光照时的电流，在给定工作电压流过暗电阻时的电流; , 亮电阻、亮电流——受光照时的阻值，电流称亮电流; , 光电流——亮电流与暗电流之差称光电流。 基本特性: , 伏安特性 , 给定偏压，光照越大光电流越大; , 给定光照度，电压越大光电流越大; , 光敏电阻的伏安特性曲线不弯曲无饱和，但受最大功耗限制。 光敏电阻伏安特性 光谱特性 , 光敏电阻灵敏度与入射波长有关，不同波长光敏电阻灵敏度不同; , 光敏电阻灵敏度与半导体掺杂的材料有关，不同材料灵敏度不同，例如 2 材料相对灵敏度峰值位置波长(λ) 硫化镉(CdS)0.3,0.8(μm) 硫化铅(PbS)1.0,3.5(μm) 锑化铟(InSb)1.0,7.3(μm) 光敏电阻光谱特性 温度特性 温度变化影响光敏电阻的灵敏度、暗电流和光谱响应。 光敏电阻温度特性 1.2光电池工作原理 光电池(有源器件) 光电池工作原理也是基于光生伏特效应，是可直接将光能转换成电能的器件。有光线作用时就是电源，如光电池。广泛用于宇航电源，另一类用于检测和自动控制等。 光电池种类很多，有硒光电池、锗光电池、硅光电池、砷化镓、氧化铜等等，其中硒光电池转换效率较高，价格低廉寿命长，是使用较广泛的一种光电池;砷化镓光电池光谱响应与太阳光谱吻合，耐高温，耐宇宙射线，是宇航光电池首选材料。 结构原理:光电池实质是一个大面积PN结，结构如下图所示，上电极为栅状受光电极，栅状电极下涂有抗反射膜，用以增加透光，减小反射，下电极是一层衬底铝。当光照射PN结的一个面时，电子空穴对迅速扩散，在结电场作用下建立一个与光照强度有关的电动势，一般可产生0.2V,0.6V电压，50mA电流。光照硅光电池的P区时，在P区产生电子-空穴对，硅光电池表面的光子多，电子-空穴对也越多。在内电场的作用下，电子向内扩散，在复合前到达P-N结过渡区，内电场的作用将这些电子推向N区。于是光照产生的电子-空穴对中的电子流向N区;空穴则留在P区，导致P区带正电，N区带负电，形成电位差。 3 光电池结构图 光电池工作原理图 光电池符号 , 光照特性 , 开路电压———光生电动势U与照度E之间关系称开路电压曲线; OCV 开路电压与光照度关系是非线性关系，在照度位2000lx下趋于饱和。 , 短路电流———短路电流I与照度E之间关系称短路电流曲线; 短路电流是指，外SCV 接负载RL相对内阻很小时的光电流，实验证明:负载电阻R越小，曲线线性越好，线性L 范围越宽; R?100Ω以下为好。短路电流曲线在很大范围内与光照度成线性关系，因此光L 电池作为测量元件使用时，一般不作电压源使用，而作为电流源的形式应用。 光电池光照特性图 光电池光照与负载的关系 , 光谱特性 光电池对不同波长的光灵敏度不同，下图为硅光电池和硒光电池的光谱特性曲线。由图可见，不同材料的光电池，光谱响应的最大灵敏度峰值所对应的入射波长不同，硅光电池的光谱响应峰值在0.8μm附近，波长范围0.4,1.2μm,硒光电池光谱响应峰值在0.5μm附近, 波长范围0.38,0.75μm。硅光电池可以在很宽的波长范围内应用。 4 光电池光谱特性图 硅、硒光电池的频率特性 频率特性 频率特性指光电池相对输出电流与光的调制频率之间关系。从上图中得知，硅、硒光电池的频率特性不同，硅光电池有较好的频率响应，硒光电池较差。在一些测量系统中，光电池作为接受器件，测量调制光(明暗变化)的输入信号，所以高速计数器的转换一般采用硅光电池作为传感器元件。 电路连接 , 光电池作为控制元件时通常接非线性负载(晶体管)。 锗管发射结导通电压降为0.2V,0.3V，硅光电池开路电压可达0.5V，可直接将光电池接入基极，控制晶体管工作。光照度变化时，引起基极电流IB变化，集电极电流(IC=βIB)发生β倍的变化。电流IC与光照近似线性关系。 硅管的发射结导通电压为0.6V,0.7V，这时光电池的0.5V电压无法起到控制作用，可以将两个光电池串联后接入基极，或者用偏压电阻和二极管产生附加电压。 , 光电池作为电源使用时，根据使用要求进行连接。 需要高电压时应将光电池串联使用; 需要大电流时应将光电池并联使用。 光电池电路连接 2(实验目的和任务 了解光敏电阻、光电池的工作原理和应用，认识光敏元器件;设计、联接和调试电路;测量、记录实验数据。根据具体给出的器件设计一光照强度显示电路，当光敏元件受到一定 5 强度光照时，显示器给出对应的数据，获得光照强度与光电元件输出信号的对应关系曲线。 3(实验步骤 (1) 根据给出的器件设计电路，在面包板上插接电路。 (2) 用直流稳压电源(用实验台电源)接通电路板(5V)，对插接电路进行调试，观察 光照时的电路状态。 调节激光二极管的输入电源电压，用仪表测量光照度。 (3) 测量光照度不同时光敏电阻的阻值变化，光电池的输出电压。 (4) 变化光照度，测出测量电路输出电压。 (5) 针对测量电路输出电压，测出放大电路的输出电压值;调节放大电路的相关电阻， 再测放大电路的输出电压值，直至在显示范围内。 (6) 编写实验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ，内容包括:目的、任务;实验框图及电路设计;调试过程遇到的问 题及解决的方法;测量数据的记录(激光二极管输入电压，激光二极管光照度值、 光敏电阻的暗电阻、亮电阻、光电池开路电压、测量电路、调理电路输入输出电压， 对应电阻参数)。 4(实验器件:光敏电阻cds(硫化镉)一只;光电池一只;激光二极管一只， 面包板一块、传感器实验台一台。 5(激光发射、接收电路(参考电路) 6 LM358引脚图 三、实验报告内容 (1) 激光二极管光端电压与光敏电阻接收电路输出电压的关系; (2) 发光二极管端电压与光敏电阻接收电路输出电压的关系; (3) 对测试值结果的分析。 7 下面是诗情画意的句子欣赏,不需要的朋友可以编辑删除!! 谢谢!!!!! 1. 染火枫林,琼壶歌月,长歌倚楼。岁岁年年,花前月下,一尊芳酒。水落红莲,唯闻玉磬,但此情依旧。 8 2. 玉竹曾记凤凰游,人不见,水空流。 3. 他微笑着,在岁月的流失中毁掉自己。 4. 还能不动声色饮茶,踏碎这一场,盛世烟花。 5. 红尘嚣 浮华一世转瞬空。 6. 我不是我 你转身一走苏州里的不是我 。 7. 几段唏嘘几世悲欢 可笑我命由我不由天。 8. 经流年 梦回曲水边 看烟花绽出月圆。 9. 人生在世,恍若白驹过膝,忽然而已。然,我长活一世,却能记住你说的每 一话。 10. 雾散,梦醒,我终于看见真实,那是千帆过尽的沉寂。 11. 纸张有些破旧,有些模糊。可每一笔勾勒,每一抹痕迹,似乎都记载着跨 越千年万载的思念。 12. 生生的两端,我们彼此站成了岸 。 13. 缘聚缘散缘如水,背负万丈尘寰,只为一句,等待下一次相逢。 14. 握住苍老,禁锢了时空,一下子到了地老天荒 15. 人永远看不破的镜花水月,不过我指间烟云 世间千年,如我一瞬。 16. 相逢一醉是前缘,风雨散,飘然何处。 17. 虚幻大千两茫茫,一邂逅,终难忘。相逢主人留一笑,不相识,又何妨。 18. 天下风云出我辈,一入江湖岁月催;皇图霸业谈笑间,不胜人生一场醉。 19. 得即高歌失即休,多愁多恨亦悠悠,今朝有酒今朝醉,明日愁来明日愁。 20. 直道相思了无益,未妨惆怅是清狂。 9 21. 看那天地日月,恒静无言;青山长河,世代绵延;就像在我心中,你从未离去,也从未改变。 22. 就这样吧,从此山水不相逢。 23. 人天自两空,何相忘,何笑何惊人。 24. 既不回头,何必不忘。 既然无缘,何须誓言。 今日种种,似水无痕。 明夕何夕,君已陌路。 25. 有缘相遇,无缘相聚,天涯海角,但愿相忆。有幸相知,无幸相守,苍海明月,天长地久。 26. 相见得恨晚,相爱的太慢,进退让我两难。缘过了远分,缘过了聚散,是否回头就能够上岸 27. 天凉了,凉尽了天荒 地老了,人间的沧桑,爱哭了,这么难舍 心都空了,想放不能放。天亮了,照亮了泪光 泪干了,枕边地彷徨 28. 心微动奈何情己远.物也非,人也非,事事非,往日不可追 29. 渺渺时空,茫茫人海,与君相遇,莫失莫忘。 30. 如果换我先开口,日子是否还一样细水长流 31. 也许是前世的姻 也许是来生的缘 错在今生相见 徒增一段无果的恩怨 32. 人道海水深,不抵相思半。海水尚有涯,相思渺无畔。 33. 醉眼看别人成双作对, 34. 无人处暗弹相思泪。 35. 终于为那一身江南烟雨覆了天下,容华谢后,不过一场,山河永寂。 36. 千秋功名,一世葬你,玲珑社稷,可笑却无君王命。 37. 凤凰台上凤凰游,负约而去,一夜苦等,从此江南江北,万里哀哭。 10 38. 嗟叹红颜泪、英雄殁,人世苦多。山河永寂、怎堪欢颜。 39. 风华是一指流砂,苍老是一段年华。 40. 夜雨染成天水碧。有些人不需要姿态,也能成就一场惊鸿。 41. 你要记得,紫檀未灭,我亦未去。 42. 谁在岁月里长长叹息。 43. 汉霄苍茫,牵住繁华哀伤,弯眉间,命中注定,成为过往。 44. 红尘初妆,山河无疆。 最初的面庞,碾碎梦魇无常,命格无双。 45. 江南风骨,天水成碧,天教心愿与身违。 46. 山河拱手,为君一笑 。 47. 如是颠簸生世亦无悔。 48. 荏苒岁月覆盖的过往,白驹过隙,匆匆的铸成一抹哀伤。 49. 那被岁月覆盖的花开,一切白驹过隙成为空白。 50. 褪尽风华,我依然在彼岸守护你。 51. 那些繁华哀伤终成过往, 52. 请不要失望,平凡是为了最美的荡气回肠。 53. 你的路途,从此不见我的苍老。 54. 长歌当哭,为那些无法兑现的诺言,为生命中最深的爱恋,终散作云烟。 55. 随你走在天际,看繁花满地。 56. 我自是年少,韶华倾负。 57. 你要记得,那年那月,垂柳紫陌洛城东。 58. 苍茫大地一剑尽挽破,何处繁华笙歌落。 11 59. 寄君一曲,不问曲终人聚散。 60. 谁将烟焚散,散了纵横的牵绊;听弦断,断那三千痴缠。61. 清风湿润,茶烟轻扬。重温旧梦,故人已去。 1. 水滴虽小,却可以折射出太阳的光彩。 2. 梦落三千尺愁深似海,繁华遗落散满地。记忆轮回里,我举杯,在奈何桥上满口饮尽。 3. 人生没有轮回,就像花,人活一世,花开一季、人生如花,花似梦。 4. 生活的苦涩和美好给了我对人生的领悟,如今,千山万水走遍,我发现自己再也不愿离开文学的蓝天,再也不愿离开那个让我痴迷的文学舞台。 5. 在烟雨红尘中,轻拾季节花瓣飘落的音符,组成美妙曲符,然后,倚在时光的路口,撷一缕明媚,许自己一份唯美的怀想,与快乐、浪漫相约,闲淡清欢。 6. 未经历坎坷泥泞的艰难,哪能知道阳光大道的可贵;未经历风雪交加的黑夜,哪能体会风和日丽的可爱;未经历挫折和磨难的考验,怎能体会到胜利和成功的喜悦。挫折,想说恨你不容易 7. 燕子斜飞人家,炊烟零乱,柳絮飘飘,弥漫了山里人家。 8. 这样知解自己的生命即使是心灵空荡我也无所畏惧 9. 中秋之曰不可能岁月明如水,偶然的暗淡,恰似镜子的背后之面,有所缺憾,人生才会是积翠如云的空濛山色。 10. 在经受了失败和挫折后,我学会了坚韧;在遭受到误解和委屈时,我学会了宽容;在经历了失落和离别后,我懂得了珍惜。 11. 曾经盛开的蔷薇,虽经风吹雨打,但和着微风,还有屡屡暗香飘过。 12 12. 我只希望,不管三年,五年,或是十年以后。某一天,我们相遇,还能相认,你大喊一声,我想死你了。那一刻,我定会泪流满面。我们是朋友,永远的朋友。 13. 最爱的未必适合在一起,相爱是让彼此做自己。 14. 时间断想,时间不断。流逝,像是水,可弯可直,像是风,可柔可刚。 15. 如果说人生是一望无际的大海,那么挫折则是一个骤然翻起的浪花。如果说人生是湛蓝的天空,那么失意则是一朵飘浮的淡淡的白云。 16. 云层雾气,缠着几户古木人家,清新自然,如诗如画。 17. 我喜欢你,只是一个现在;我爱你,却是一整个未来。 18. 夜雨染成天水碧。有些人不需要姿态,也能成就一场惊鸿。 19. 再大的风不会永不停息,在浓得雾不会经久不散,风息雾散仍是阳光灿烂。 20. 牵着时光的衣襟,走进芳菲五月,轻轻地将春光拥入怀中,于一抹素白流韵中,弹奏一曲江南的婉韵,把盏,将似水流年浅斟轻酌。 21. 我穿越轮回而来,在奈何桥相思盈袖,凄然守候。莫落泪,纵若水落三千尺东流,云动八万里西散,我依旧会化身城碟,翩翩起舞跨过奈何桥与你相会。 22. 如果我爱你,我就会理解你,通过你的眼睛去看世界。我能理解你,是因为我能在你身上看到我自己,在我身上也看到了你。 23. 似乎风在转向,送走了缓缓袭来的味道,又将刚刚溜走的风,静静地换回来。 24. 生活告诉我,童话只不过是小孩子幻想的游戏。 25. 人生就像穿着一件长满虱子的华丽睡袍,外表美丽,而内心却充满了干啊和恐慌。 13 26. 必须用另一种真实方式来代替时光里已经逝去的东西 27. 岁月,依一抹浅香于心间,看年华向晚,闻花香送暖。给时光一个浅浅的回眸;给自己一份微笑从容。沉淀,馨香;念起,温暖。 28. 人生的起起落落间,总会有一些情怀需要安静回味;总会有一些伤痛需要独自体会;总会有一段路需要一个人走;总会有一些事需要坦然面对。 29. 疏影横斜水清浅,暗香浮动月黄昏。 30. 心若没有栖息的地方,到哪里都是在流浪。 31. 今后,我会从尘世中的纷争走出,远离喧嚣,把岁月打磨成诗,让自己的文字静如睡莲,动如涟漪,无论何时都能描绘成美丽的水墨丹青。 32. 全是理智的心,恰如一柄全是锋刃的刀,它叫使用它的人手上流血。——泰戈尔 33. 我们都不擅长表达,以至于我们习惯了揣测。去肯定,去否定,反反复复,后来我们就变得敏感而脆弱。 34. 心心念念的往事、曾经深爱过的人、年少琐碎的过往,它们就像缠绕之间的一阵风,来的缱绻,去的时候让人来不及挽留。 35. 如果在乎的没有那么多,想要的没有那么多,生活便会简单得很多。 36. 在极度的喧嚣中,独自微笑独自平静是憾,落花是美的,淡淡的书香,淡淡的花香,淡淡的馨香。 37. 曾芬芳过的那片土地,幸福的花儿虽早已凋谢,只留下风雨吹打的痕迹。 38. 辗转半世红尘,缘去缘灭,空留满池伤痕。雨花迟落,霜雪纷飞,池水泛冰,已益处月的苍凉。 39. 一条古道,一匹瘦马,一个人影,被落日的余晖缓缓拉长。 14 40. 我们人生的大幕才刚刚拉启,刀光剑影,英雄本色;是非恩怨,儿女情常。 41. 我们要去流浪,虔诚地定格住每一寸记忆;我们要去成长,潇洒地忘却掉每一条纹路。 42. 嗅着昨日芬芳遗留的气息,寻寻觅觅,仍不见踪迹。邂逅了一场烟火,终还是那般凄凉。迷失的夜晚,点缀了无数颗孤单的星星,不知道那是否有属于我的一颗。 43. 像这样轻飘飘的日子和平平静静的心情,也算是生活中的一种享受吧。 44. 想着远方的你,绝美的笑容,只为你一个人展露,那一泓羞涩的笑容,悄悄。 45. 细碎的声音,如羞涩的蓓蕾,夜暮花影,轻浅六月,寂寂流年,拢一阙清绝,归隐在宋词里。 46. 夕阳沉落在海水深处却不见浪花翻滚,淡淡的只留下一个让人沉思的背影。落雨是晚风中的殇,带着晨曦的翘首滑落最后的伤痕!雨尽含羞,淡抹嫣红! 47. 无影击碎了泪水,岁月在那个光年划下的痕迹原来是一刀一刀地刻在了我的心上。 48. 我收拢了梦想的翅膀,我停却了信念的脚步,却再也作不回曾经的那一天。 49. 我宁愿用尽此生,为那些尘世的硝烟尘雾,潸然泪下,为菩提落花,为世间繁华。 50. 阳光依旧在,我们穿越光影,沿着历史的足迹继续前行,创造美好生活,走向美丽明天! 51. 洋溢着春日的微笑,坚强了外表,却虚伪了内心,脆弱了,是不敢触及的。 52. 也许,就在那一刻里,梦境还在,柔情亦在。 15 53. 一个人的戏,自己独自导演,诠释精彩。在剧中尽情释放着自己的喜怒哀乐。笑得凄然绝美;哭得肝肠寸断。 54. 但生命中被你刻上痕迹的那些岁月无法抹去。 55. 往事悠然一笑间,不必空忧。我们一路走来,只是为了告别往事,走入下一段风景。倘若让忧伤填补了生命的空白,就真的是亵渎了生命。 56. 人生只有回不去的过去,没有过不去的当下。上帝只会给你过得去的坎,再不好过的生活,再难过的坎,咬咬牙,也就过去了。 57. 我一直以为山是水的故事,云是风的故事,你是我的故事。可是却不知道,我是不是你的故事。 58. 生命并不是一场竞赛,而是一段旅程。如果你在途中一直都试图给他人留下深刻印象,超过别人,那你就浪费了这段旅程。 59. 比如新的朋友新的感情新的思绪我想要知道的 60. 我以为我已经将爱情忘记,将你忘记。可是有一天,我听到一首歌,我的眼泪就出来了。因为这首歌,我们曾一起听过。 61. 忍花开花落,云卷云舒,品人生似棋。 62. 我离开你这一种信仰又会以怎样全新的姿势去面临更深沉的挑战 63. 人生路,路迢迢,谁道自古英雄多寂寥,若一朝,看透了,一身清风挣多少。 64. 只有夕阳站在那里。灵魂像无数的雪花飘过,光明闪烁,渐渐清醒。 65. 终于为那一身江南烟雨覆了天下,容华谢后,不过一场,山河永寂。 66. 荏苒岁月覆盖的过往,白驹过隙,匆匆的铸成一抹哀伤。 16 67. 忘川水不枯,记忆不散;奈何桥不断,思卿不弃;今夕,彼岸花又放,佳期约又到,我轮回践约而来,等你归来。红尘路上,伊人在否? 68. 十年生死两茫茫,不思量,自难忘,千里孤坟,无处话凄凉,纵使相逢应不识,尘满面,鬓如霜。 69. 天空飘过一朵云,有时是晴,有时是阴。但白昼终归还是白昼。 70. 我知道回不去,但还是会想念会回忆会心疼到无法自拔。 71. 天空不曾留下鸟的痕迹,但是我已飞过、在大地上画满窗子,让所有习惯黑暗的眼睛都习惯光明。 72. 人生首先要是望远镜,看远;再就是显微镜,看细;接下来是放大镜,看透;其次是太阳镜,看淡;最后是哈哈镜,笑看生活。 73. 我不是公主,也不会有等待救赎我的王子。 17