1、光电传感器设计实验光敏传感器是将光信号转换为电信号的传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接引起光强度变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其它非电量，如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。【实验目的】1.了解光敏电阻的基本特性。2.测出光敏电阻的伏安特性，绘制伏安特性曲线。3.测出光敏电阻的光照特性，绘制光照特性曲线。【实验仪器】光敏电阻直流恒压源 DH-VC3九孔板实验箱数字电压表电阻导线【实验原理】1、光敏电阻的伏
2、安特性光敏传感器在一定的入射光强照度下，光敏元件的电流 I 与所加电压 U 之间的关系称为光敏器件的伏安特性。改变照度则可以得到一组伏安特性曲线，它是传感器应用设计时选择电参数的重要依据。某种光敏电阻 的伏安特性曲线如图 1 所示。1图 1 光敏电阻的伏安特性曲线 从光敏电阻的伏安特性可以看出，光敏电阻类似一个纯电阻，其伏安特性线性良好，在一定照度下，电压越大光电流越大，但必须考虑光敏电阻的最大耗散功率，超过额定电压和最大电流都可能导致光敏电阻的永久性损坏。2、光敏电阻的光照特性光敏传感器的光谱灵敏度与入射光强之间的关系称为光照特性，有时光敏传感器的输出电压或电流与入射光强之间的关系也称为光照
3、特性，它也是光敏传感器应用设计时选择参数的重要依据之一。某种光敏电阻的光照特性如图 2所示。图 2 光敏电阻的光照特性曲线 从光敏电阻的光照特性可以看出光敏电阻的光照特性呈非线性，一般不适合作线性检测元件。【实验步骤】实验中对应的光照强度均为相对光强，可以通过改变点光源电压或改变点光源到各光电传感器之间的距离来调节相对光强。光源电压的调节范围在012V，光源和传感器之间的距离调节范围为：5 230mm 。1、光敏电阻的特性实验1.1、光敏电阻伏安特性实验2图 3 光敏电阻特性测试电路（1）按原理图 3 接好实验线路，将光源用的钨丝灯盒、检测用的光敏电阻盒、电阻盒置于暗箱九孔插板中，电源由 DH
4、-VC3 直流恒压源提供，光源电压012V（可调）。（2）通过改变光源电压以提供一定的光强，每次在一定的光照条件下，测出加在光敏电阻上电压 U 为+2V、+4V 、+6V、+8V、+10V 时 5 个光电流数据，即 ,同时算出此时光敏电阻的阻值 。以后逐步调大相KIRph0.1 phRIU对光强重复上述实验，进行 56 次不同光强实验数据测量。（3）根据实验数据画出光敏电阻的一组伏安特性曲线。1.2、光敏电阻的光照度特性实验（1）按原理图 3 接好实验线路，将光源用的钨丝灯盒、检测用的光敏电阻盒、电阻盒置于暗箱九孔插板中，电源由 DH-VC3 直流恒压源提供。（2）从 U=0 开始到 U=12
5、V，每次在一定的外加电压下测出光敏电阻在相对光照强度从“弱光”到逐步增强的光电流数据，即： ，同时算出此KUIRph0.1时光敏电阻的阻值，即： 。phRIU（3）根据实验数据画出光敏电阻的一组光照特性曲线。【数据记录与处理】1.通过改变光源电压分别为+2V、+4V 、+6V、+8V、+10V 、+12v 以提供一定的光强，每次在一定的光照条件下，测出加在光敏电阻上电压 U 为+2V、+4V 、+6V 、+8V、+10V 时 5 个光电流数据，填入下表，根据实验数据画出光敏电阻的伏安特性曲线。3光敏电阻电流数据表工作电压（U）光电流光源电压2V 4V 6V 8V 10V2v4v6v8v10v12v2.从 U=0 开始到 U=12V，每次在一定的外加电压下测出光敏电阻在相对光照强度从“弱光”到逐步增强的光电流数据，即： ，同时算出此时光敏KUIRph0.1电阻的阻值，即： ，并画出光敏电阻的光照特性曲线。phRIU【 思考题】 1、光敏传感器感应光照有一个滞后时间，即光敏传感器的响应时间，如何来测试光敏传感器的响应时间？光源电压 phIpR2v4v6v8v10v12v32、光照强度与距离的关系，验证光照强度与距离的平方成反比（把实验装置近似为点光源）。
