光敏電阻的光敏特性研究實(shí)驗(yàn)報(bào)告

PAGE光敏電阻光敏特性的研究一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案1.1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解光敏電阻的基本特性，測(cè)出它的光照特性曲線。2、學(xué)習(xí)使用電腦實(shí)測(cè)。3、學(xué)習(xí)使用DataStudio軟件。4、學(xué)習(xí)了解設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基本方法。1.2、實(shí)驗(yàn)原理圖1光敏結(jié)構(gòu)圖圖2某光敏電阻的光照特性圖3某光敏電阻的的阻值與光強(qiáng)關(guān)系光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器，（如圖1）；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器對(duì)光的敏感性與人眼對(duì)可見(jiàn)光（0.4~0.76）μm的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化。設(shè)計(jì)光控電路時(shí)，通用白熾燈泡光線或自然光線作控制光源，但本實(shí)驗(yàn)采用激光做光源，通過(guò)兩偏振片控制光照強(qiáng)度并由角速度傳感器測(cè)出。1.2.1光敏電阻的光照特性光電流隨照度的變化而改變的規(guī)律稱為光照特性。不同類型的光敏電阻的光照特性不同，大多數(shù)光敏電阻的光照特性是非線性的。某種光敏電阻的光照特性如圖1所示。利用光敏電阻的光照特性可以測(cè)出一些材料的光吸收系數(shù)。1.2.2光敏電阻特性圖3為某光敏電阻的的阻值與光強(qiáng)關(guān)系，利用光敏電阻的光敏特性，可以分別模擬設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的光控自動(dòng)報(bào)警實(shí)驗(yàn)與一個(gè)光控自動(dòng)照明實(shí)驗(yàn)。光敏電阻的電阻與光強(qiáng)間關(guān)系曲線的線性關(guān)系,不可以用在線性的光感測(cè)量中.1.3.2選用儀器列表儀器名稱型號(hào)主要參數(shù)用途750接口CI7650阻抗最大的有效輸入電壓范圍±10V數(shù)據(jù)采集處理計(jì)算機(jī)和DataStudioCI6874——數(shù)據(jù)采集平臺(tái)、數(shù)據(jù)處理電壓傳感器CI6503電壓范圍：±10VAC/DC數(shù)據(jù)采集光敏電阻CdS————取樣電阻——1000Ω。作取樣電阻激光器、偏振片提供光源轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器、電源導(dǎo)線等二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及具體步驟：2.1、測(cè)繪光敏電阻的光照特性曲線。（1）按右圖連接好電路，電壓傳感器連接到750接口。（2）光敏電阻的光源由一激光提供。并經(jīng)過(guò)兩偏振片調(diào)整光強(qiáng)后照射在光敏電阻上。其中一偏振片與角速度傳感器相連到750接口。試驗(yàn)中保持光強(qiáng)從最弱到最強(qiáng)間變化。（3）打開(kāi)DataStudio軟件，創(chuàng)建一個(gè)新實(shí)驗(yàn)。（4）在DataStudio軟件的窗口中設(shè)置750接口的傳感器連接，并設(shè)置采樣率。（5）在DataStudio軟件的窗口打開(kāi)一個(gè)圖表。（5）接通光敏電阻所在電路電源；（6）打開(kāi)激光器，調(diào)整兩偏振片，然后調(diào)整帶有角速度傳感器的偏振片使照到光敏電阻處的光強(qiáng)最小；（7）在DataStudio軟件窗口中啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集，并轉(zhuǎn)動(dòng)帶有角速度傳感器的偏振片使光敏電阻處的光強(qiáng)從最小到最強(qiáng)間變化。（8）停止數(shù)據(jù)采集。斷開(kāi)光敏電阻電源，關(guān)了激光器。（9）在DataStudio中作一個(gè)計(jì)算：①y軸(光電流)：……（（其中10表示直流電源電壓10V，其中為電壓、通道A的值其中1000表示直流電源電壓1000Ω）②x軸（相對(duì)光照強(qiáng)度）：……（其中θ為偏振片從零相位開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)的角度）三、數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理3.1、測(cè)繪光敏電阻的阻值隨相對(duì)光強(qiáng)的變化曲線。、數(shù)據(jù)記錄(原始數(shù)據(jù))圖4注：上圖中電壓、通道A（記為）是采樣電阻（R=1000Ω)的電壓；角位置通道1和2（度），為偏振片又零相位開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)的角度（記為θ）。、對(duì)以上數(shù)據(jù)作以下計(jì)算：①光敏電阻兩端的電壓：……（其中10表示直流電源電壓10V，其中為電壓、通道A的值）②光電流：……（其中1000表示直流電源電壓1000Ω）③光敏電阻的阻值：④相對(duì)光照強(qiáng)度：……（其中θ為偏振片又零相位開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)的角度）（3）在DataStudio中做以上計(jì)算，并得以下曲線：圖5圖6注：上圖1為光敏電阻加上取樣電阻的光強(qiáng)特性曲線。（4）由：①光敏電阻兩端的電壓：③光敏電阻的阻值：④相對(duì)光照強(qiáng)度：得光敏電阻的光照特性，上圖6（5）由：③光敏電阻的阻值：④相對(duì)光照強(qiáng)度：圖7光敏電阻的阻值與相對(duì)光強(qiáng)曲線由光敏電阻的電阻特性，知道其比較適合做光控開(kāi)關(guān)，因?yàn)檫_(dá)到某一光強(qiáng)后電阻迅速變化?？梢杂脕?lái)分別模擬設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的光控自動(dòng)報(bào)警實(shí)驗(yàn)與一個(gè)光控自動(dòng)照明實(shí)驗(yàn)。數(shù)據(jù)分析：光敏電阻光電流與光照強(qiáng)度關(guān)系圖(見(jiàn)圖6)以及光敏電阻阻值與光照強(qiáng)度關(guān)系圖(見(jiàn)圖7).從圖7中可以看出,光敏電阻的阻值隨著光照強(qiáng)度的增加而減小.但不是線性關(guān)系,即光敏電阻的阻值與光強(qiáng)不成反比關(guān)系,所以光敏電阻不可以用在線性的光感測(cè)量中.誤差分析：受背景光影響。溫度變化對(duì)光敏電阻的影響。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果陳述與總結(jié)4.1結(jié)果陳述（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到光敏電阻的光照特性曲線，為非線性曲線。（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到光敏電阻的電阻與光強(qiáng)間關(guān)系曲線，不是線性關(guān)系,即光敏電阻的阻值與光強(qiáng)不成反比關(guān)系,因此光敏電阻不可以用在線性的光感測(cè)量中.可用于做光控開(kāi)光等。（3）通過(guò)次實(shí)驗(yàn)，基本學(xué)會(huì)了使用計(jì)算機(jī)及DataStudio軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。并初步了解了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基本方法。4.