[发明专利]一种光敏传感器光电特性的实验方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种实验方法，特别是涉及一种一种光敏传感器光电特性的实验方法。

背景技术

 目前，高校的大学物理实验中，普遍开设传感器实验研究。光传感器是实验改革的一个新点。因为光敏电阻发展最为迅速，由于其性能得到不断改进，稳定性已大为提高，在许多场合下光传感器已逐渐取代传统的其他传感器。一些高校应用FD-LS-A光敏传感器光电特性实验仪进行光传感器实验，该实验仪由光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池四种光敏传感器及可调光源、电阻箱、数字电压表等组成。虽然使用这种仪器进行实验更加顺利、方便，但不能让实验者直接理解光传感器原器件，并缺少动手练习的训练。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光敏传感器光电特性的实验方法，本方法选择以光敏电阻为传感器元件的光传感器进行实验，并制作一个简易的新型光传感器技术实验仪，进而达到使实验者深刻了解光传感器原理的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种光敏传感器光电特性的实验方法，该方法包括实验装置及实验步骤，实验装置包括：光敏电阻、固定光源装置、长支架、光强测试仪、数字万用表，电阻箱、光传感器实验电路；实验步骤为：首先利用进行光敏电阻阻值做光强特性的测量，然后利用戴维南定理把光传感器技术实验电路等效为光传感器技术实验等效电路。利用光传感器技术实验等效电路求出电路参数，据此调节光传感器电路参数，最后进行传感器电压即光强特性的测定。

所述的一种光敏传感器光电特性的实验方法，所述的光传感器技术实验电路为在获取光强这个物理量的信息时，将传感元件即光敏电阻作为电路中电桥的一个桥臂，当光强变化引起光敏电阻的阻值变化时，电桥的输出电压也随之而变。

本发明的优点与效果是：

1.本发明非常直观观测到光敏电阻阻值─光强特性关系。有利于实验者掌握光敏电阻特性。

2.本发明所构成光传感器直接将非电学量光强转换为电学量电压。实验仪器设计符合我国大学物理实验教学改革的实验方向需求。

附图说明

图1为本发明的光传感器技术实验电路图；

图2为本发明的光传感器技术实验等效电路图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行详细说明。

本发明光传感技术实验装置包括：光敏电阻、固定光源装置、长支架、光强测试仪、数字万用表，电阻箱、光传感器技术实验电路。

本发明的光传感器技术实验电路结构如图1所示，在获取光强这个物理量的信息时，通常是将传感元件(光敏电阻)作为图中电桥的一个桥臂。当光强变化引起光敏电阻的阻值变化时，电桥的输出电压也随之而变，从而实现了光强与电压之间的转换。由于电桥不平衡时，输出电压一般为毫伏量级，因此要加差动放大电路。

本发明首先利用图装置进行光敏电阻阻值─光强特性的测量。

其次利用戴维南定理把图1电路等效为图2电路。利用图2求出电路参数。

设                                               ，，则有

          ，                     (1)

              ，                            (2)

(1)式与光强有关、(2)式与光强无关。

由图2可列出

                     (3)

                                 (4)

                                      (5)

(5)式中和与光强有关，所以(5)式就是光传感器电压—光强特性表达式。(5)式所表达的函数关系是非线性的，但通过适当的选择电路参数可以使得这一关系近似为直线。这一近似直线引起的误差与传感器的测光照强度范围有关。设所测光强范围为，则测光强范围的中值光强为：    

，若、、对应输出的电压分别为、、。

要求

         ，，                (6)             

由图1可看出，需要确定的参数有7个(、、、、、、)。这些参数的选择和计算可按以下原则进行：

①，，的阻值接近于。

②为了尽量减小温度对光敏电阻的影响，使光源离光敏电阻远一点进行实验研究。