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摘 要 光敏电阻作为一种重要的光电转换元件,在自动控制、工业测量、家用电器等领域得到了广泛应用。本文介绍了光敏电阻的特性和主要参数,通过对不同实验条件下得到的特性数据进行分析,验证了光敏电阻的光照特性、伏安特性、光谱特性和延时特性。
【关键词】光敏电阻 光照特性 伏安特性 光谱特性 延时特性
1 引言
随着电子信息技术迅猛发展,对电子元器件性能的要求也越来越高,尤其对光敏电阻制备的要求比较严格,因此,研究光敏电阻特性具有重要的意义。光敏电阻是利用半导体的内光电效应制成的一种器件,其结构较为简单,即在半导体材料两端镀上电极引线,并将它封装起来成为光敏电阻。为增加光敏电阻的灵敏度,通常把两电极做成梳状。光敏电阻没有极性之分,在使用时既可以用直流电压,同样也可以用交流电压。由于光敏电阻具有很好的稳定性、所测光强范围宽、体积小、灵敏度高、使用寿命长、价格便宜、无极性等特点,被广泛应用于通信、自动探测和光电控制等领域[1]。
2 光敏电阻的主要参数
2.1 光电流、亮电阻
在室温和有光照射的条件下,并加上一定的外加电压,此时流过光敏电阻的电流叫做光电流,稳定时测得的电阻为亮电阻,即所加的外加电压与流过光敏电阻的光电流之比。光电流可以通过用LED 光源供电电路来测得[2]。
2.2 暗电流、暗电阻
【摘要】目前,随着信息技术和电子计算机技术的告诉发展,对信息进行采集的传感器在自动控制、信息处理等方面具有十分重要的作用。让学生了解光敏电阻、热敏电阻等传感器在生活中的应用具有一定的现实意义。
【关键词】光敏电阻 热敏电阻 传感器 物理 应用
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)10-0216-02
引言
电阻式传感器的原理是通过敏感电阻阻值的变化将被测量的物理量,常见的敏感电阻主要有热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻、磁敏电阻和气敏电阻等,这些敏感电阻都可以被看做是变阻器。光敏电阻、热敏电阻等传感器在生活中的应用是高三物理的一个知识点,应该引起高三物理教学和学习的高度重视。
1.热敏电阻与光敏电阻介绍
1.1 热敏电阻
热敏电阻传感器通过电阻随温度变化的特征,用电阻的变化来反应温度的变化的装置。若导体的材料为金属材料,则温度和电阻之间呈现正相关的关系,而半导体材料的电阻变化却和温度变化呈非线性的负相关的关系。在温度变化相同的条件下,热敏电阻的阻值随温度的变化是铂热电阻的约10倍左右,所以当对精度要求较高时,应用热敏电阻代替铂热电阻来进行测量。热敏电阻具有很多较为突出的优点,如灵敏度高、体积小、热惯性小、工作寿命长、测量简便、价格低廉等。然而,热敏电阻的缺点也是十分明显的,比如热敏电阻的测量结果具有较大的非线性,稳定性及一致性也不理想,在应用热敏电阻进行测量的过程中通常需要外加补偿电路。
摘 要:文章介绍了一种基于光敏电阻的电磁水阀控制电路,控制电路包括光敏电阻、整流桥、晶闸管、晶体管等组成。该电子光控电磁水阀控制电路基于光敏电阻和晶闸管来实现冲水龙头晚上自动关水的目的,易于实施,能有效节约水资源,具有一定的实用价值。
关键词:电磁水阀;光敏电阻;控制电路
1 概述
国家提倡节约用水,在很多公共场所内,如学校的图书馆、教学楼以及公司办公楼等处,洗手间的冲水龙头,如没人手动关的情况下,则处于一天24小时不断的放水状态,但是实际上,在这些地方,到晚上基本上无人使用洗手间,从而造成水资源的大量浪费,因此,本文设计的一种电子光控电磁水阀控制电路,可有效解决冲水龙头自动关水的功能,同时节约了水资源,减少了浪费,具有一定的实用价值和经济价值。
2 电磁水阀控制电路的结构与原理
基于光敏电阻的电磁水阀,包括电磁水阀和控制电路,控制电路包括光敏电阻、整流桥、晶闸管、晶体三极管等。其中晶体三极管三个电极分别用集电极c极,发射极e极,基极b极表示。
2.1 光敏电阻介绍
2.1.1 光敏电阻的结构与工作原理
摘要 将光敏电阻应用于照相机电子快门中,使电子快门结构更简单,速度更高,并且无震动,无快门次数限制,可靠性和稳定性也有了一定的提高,同时又大大降低了成本,具有一定的实用价值。
关键词 光敏电阻;电子快门;光谱响应
中图分类号O4 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)79-0117-02
0 引言
光敏电阻属半导体光敏器件,除具体积小、坚固耐用、价格低廉、光谱响应范围宽等优点外,在高温、多湿的恶劣环境下,还能保持高度的稳定性和可靠性,可广泛应用于照相机电子快门,太阳能庭院灯,草坪灯等光自动开关控制领域[1]。
在照相机中,电子快门的原理是通过电子测光,获取外界光线参数,自动选取光圈值和快门速度,以控制最佳爆光量。本文主要对光电传感器光敏电阻构成的照相机电子快门的工作原理进行介绍和分析[2]。
1 光敏电阻的特性
在均匀的具有光电导效应的半导体材料的两端加上电极,便构成光敏电阻。当光敏电阻两端加上适当的偏置电压Ubb后,便有电流Ip流过。改变照射到光敏电阻上的光度量(如照度),发现流过光敏电阻的电流Ip发生变化,说明光敏电阻的阻值随照度变化。电阻随光照量变化越大的光敏电阻就越灵敏,这个特性称为光敏电阻的光电特性。
光敏电阻器又称光导管,特性是在特定光的照射下,其阻值迅速减小,可用于检测可见光。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,它对光线十分敏感,它的电阻值能随着外界光照强弱(明暗)变化而变化。它在无光照射时,呈高阻状态;当有光照射时,其电阻值迅速减小。如声控灯中采用了光敏电阻器作为白天控制灯光的装置。通常情况下,光敏电阻器都制成薄片结构,以便吸收更多的光能。
例1.在昼夜明灯的地下停车场,驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停。图1是小吴设计的自动控制电路图,将光控开关(遮光时开关闭合)装在每个车位地面中央,红绿灯装在车位入口上方。当车位未停车时绿灯亮,当车位已停车时红灯亮,则图中L1、L2( )。
A.都是红灯 B.都是绿灯
C.L1是红灯,L2是绿灯 D.L1是绿灯,L2是红灯
【解析】本题旨在考查电磁铁的工作过程的知识,考查同学们对电磁铁原理的理解。根据光控开关的作用,分析左侧控制电路的通断,再分析两灯的工作状态即可解题。
由题意可知,当车位已停车时,光控开关被遮光而闭合,由图1可知,此时左侧控制电路连通,电磁继电器中的电磁铁产生磁性,吸下衔铁,L2灯泡电路被接通,所以L2为红灯;当车位未停车时,光控开关有光照而断开,电磁铁中无磁性,弹簧将衔铁拉起,L1电路接通而发光,所以L1为绿灯。故答案为D。
【点拨】本题考查电磁继电器的应用,但理解光控开关遮光时开关闭合,未遮光开关断开是解题的关键。
例2.为倡导节能环保,某科研机构设计了新型路灯,工作原理如下图所示。
【摘 要】随着经济的快速发展,人民的物质生活水平得到了较大的提高,在人们日常生活当中,人们对物质生活的要求不断提高,建设节约经济、环保经济、适用型经济已经为我国经济建设的主要内容。在人民物质生活水平提高的同时,人们对物质性能的要求已经不再局限于过去的经济型,产品的适用性也已经突发的重要了,发展节能、环保、耐用的产品迫在眉睫。光敏电阻是一种重要的光电转换元件,光敏电阻生产自动化大大提高了生产效率和产品的质量。本文介绍了光敏电阻的工作原理,分析了光敏电阻传感器的一些特性。
【关键词】光敏电阻;工作原理;特性
随着经济的快速发展,我国人民在物质在上的需求不断增加,为了满足人们日益增长的物质文化需求,建设高性能的电气产品是社会主义经济快速发展的客观要求。科学技术的不断创新与发展,为我国生产光敏电阻提供了技术保障,随着科学技术的不断发展,我国已经成为世界上光敏电阻的生产大国,在我国光敏电阻的生产主要集中在经济发达的沿海地区,电子信息技术的飞速发展和对电子元器件性能要求的不断增强。利用先进的科学技术,引进先进的设备,提高光敏电阻自动化生产,从而提高生产效率和生产质量,满足经济发展的需要。
1 光敏电阻传感器的工作原理
光敏电阻传感器是将光信号转换成为电信号的传感器,光敏电阻传感器可以用来检测光强、光照度、光辐射等变化的非电量,同时还可以用来检测位移、速度、加速度等。光敏电阻传感器的工作原理是基于内光电效应。主要是在半导体光敏材料两端的地方,同时装上引线,用透明的器皿将其密封起来,然后放在有光的地方,在光照的条件下,就能够可以产生光敏电阻。目前制造管敏电阻的材料主要是金属化合物,为了提高光敏电阻的性能,在这些金属化合物的绝缘部位上通常会制作很薄的光敏电阻体,在这个光敏电阻体上进行引线的绑接,在进行光敏电阻特性测试的时候,为了避免传感器受潮,通常要放在密封的透明器皿中。入射光消失后,由光子激发产生的电子―空穴对将复合,光敏电阻的阻值也就恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极加上电压,其中便有电流通过,受到一定波长的光线照射时,电流就会随光强的增大而变大,从而实现光电转换。光敏电阻本身是没有极性的,它只是一个电阻器件,在使用的时候,通常是在光敏电阻的两端加上引线,通过引线进行电流电压的导入。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。
2 光敏电阻传感器的特性研究
2.1 光电流、亮电阻
在光敏电阻传感器的两端绑接引线,通过引线给光敏传感器施加一定的电压,当光敏传感器受到光线照射时,光敏传感器流过的电流就为光电流,流过的电阻就为亮电阻。
摘 要:基于LabVIEW的光敏电阻自动测试系统是由555定时器和光敏电阻构成的多谐振荡电路,把对光敏电阻阻值的测量归结为频率的测量,结合LabVIEW采集电路实现电阻对频率的测量,并自动完成测量值转换成电阻值以及显示而制作的一套完整的自动测试系统。系统通过外置LED灯作为光源,控制其电压的变化使输出光强发生改变,从而使电路中光敏电阻阻值发生变化,继而引起输出信号频率发生改变,通过LabVIEW采集卡采集,自动测试、记录并处理分析得出某个频率下对应的光敏电阻阻值,并对这些器件的性能进行研究并以曲线显示出来。
关键词:555定时器; LabVIEW; 光敏电阻; 自动测试系统
中图分类号:TN911.734 文献标识码:A 文章编号:1004373X(2012)22013602
0 引 言
光敏电阻器件是光信号转换类传感器,光敏电阻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,因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用[1]。本测试系统主要用于光敏电阻的光照特性的研究,装置包含电路板的设计,电路的制作,信号的接收和采集电路,光电信号的控制等,由LabVIEW语言编写程序 ,并对这些器件的性能数据、脉冲进行处理分析等一系列过程,组成一个完整的可以对光敏电阻的特性进行自动测试、记录、分析的系统。处理方法相对比较简单,系统可应用光电自动测试系统中的测量分析,它可广泛应用于为路灯监控、高压控制、温度监测、防盗等电子行业[24]。
1 光敏电阻测量方案的实现及模块电路
电阻测量的方案很多,最基本的就是根据R的定义式来测量。根据R=U/I求电阻,这种测量方法要同时测出2个模拟量,不易实现自动化,因此,运用数字电子技术并结合当代最新科技成果,设计转换频率测电阻是目前的要求。很多仪表都是把较难测量的物理量转变成精度较高且较容易测量的物理量。基于此思路,把电阻的参数转换成频率信号,然后用LabVIEW程序采集计数后再运算并求出R的值并送显示,转换原理是555多谐RC振荡器。其实,这种转换就是把模拟量近似地转化为数字量,频率是LabVIEW程序很容易处理的数字量,这种数字化处理一方面便于使仪表实现智能化;另一方面也避免了由指针读数引起的误差[59]。
1.1 系统方案设计分析
摘要: 光敏传感器是最常见的传感器之一,在嵌入式系统中的应用越来越广。以IC部件存取系统为例,介绍光敏电阻器的工作原理,分析了IC生产车间的光源环境对传感器的影响,并通过PC方软件设计的方法进行光敏电阻对光照的自适应性设计,增强了系统对光照变化的适应性,也从软件方面提高了系统稳定性。
Abstract: The photosensitive sensor is one of the most common sensors, which is more and more widely applied in embedded system. Taking IC components to access system as an example, this paper introduces the working principle of photosensitive resistor, analyzes the influence of light source environment of the IC production workshop on the sensor. The author also conducts an adaptive design of photosensitive resistance to light by means of PC software design, which accordingly enhances the system adaptability to illumination change and the stability of the system from the aspect of software.
关键词: 传感器;光敏电阻;A/D转换;嵌入式系统
Key words: sensor;photoresistance;A/D conversion;embedded system
中图分类号:TN201 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)29-0182-03
0 引言
随着电子信息科学的发展,传感器的应用也越来越广泛。光敏传感器是最常见的传感器之一,它的种类繁多,主要有:光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等[1]。光敏传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一。光敏传感器中最简单的电子器件是光敏电阻,它能感应光线的明暗变化,输出微弱的电信号,通过简单电子线路放大处理[2],主要应用在一些控制系统上。
1 IC部件存取系统中传感器的选择
[摘 要]当前,热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻这些特殊电阻器件已在电力系统自动化控制、过电压保护、家用电器、温度控制、光控制甚至军事领域使用普遍,在电力系统运行、检修中探讨其选用及检测方法意义重大。
[关键词]特殊电阻;选用和检测;方法研究
中图分类号:TU855 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)21-0310-01
0 引言
随着地区电网建设的快速发展,迈向智能电网的步伐进一步加快,地区电力系统及基础设施建设自动化水平日益提高。当前,热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻这些特殊电阻和光电耦合器等元器件已在电力系统自动化控制、过电压保护、日用电器、防盗报警、工业控制、温度控制、光控制甚至军事领域使用普遍,探讨其选用及检测方法意义非常重大。
1 特殊电阻器件的种类
应用于电力系统中的特殊电阻器件主要有热敏电阻、压敏电阻和光敏电阻等器件。如电力系统中电机启动、过电压及过热保护、温度控制、通信及调度自动化系统中运用应用广泛,同时在电力系统辅助环境、生产生活过程中也应用更加普遍。
2 特殊电阻器件的选用
摘 要:元器件的检测是家电维修的一项基本功,准确有效地检测元器件的相关参数,须根据不同的元器件采用不同的方法。本文对家用电器电子元器件的检测方法进行了探析。
关键词:家用电器;电子元器件;检测方法
中图分类号:TM925 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 04-0014-01
一、引言
家电电器维修检测的基本功之一即是检测元器,元器件的参数如何是判断器材是否正常的重要的一项指标,在测试中的标准不一,根据具体的情况方法不同,在检测中,要不断的积累经验,根据元器件的情况来做出判断,以选择合适的检测方法。在实践中,根据元器件经常发生故障的情况及维修特点做了总结,并进行了整理。
二、家用电器电子元器件的检测方法
(一)熔断电阻器的检测
在熔断电阻器的检测中,个人维修经验起到了很大的作用,首先采用目测法,如果看到表面有发黑或者烧焦的痕迹,可判断其为负荷过重,即电流超过额定值多倍所致;如果表面没有痕迹,则说明流过的电流比额定电流稍大一点所致,对于表面没有显示的电子元器件,可使用万用表测量来判断问题所。当测量结果显示阻值无穷大时,说明熔断电阻器已失效,不宜再使用。