光敏电阻等传感器的特性

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光敏电阻基本特性测量

光敏电阻基本特性测量

光敏电阻基本特性测量教学目的:光传感器是测量端与信息处理系统的中间环节,可以理解为把光信息变换为电信息的一个元件, 光敏电阻 就是基于内光电效应的一种光传感器,光敏电阻具有灵敏度高,光谱特性好,使用寿命长,稳定性高,体积小以及制造工艺简单等特点,因此作为开关式光电信号传感器广泛应用在自动化技术中。

自然界中有很多信息是通过光辐射形式传播的,用常规的仪器无法检测,而通过光电器件则可获得这些信息;光敏电阻体型小,灵敏度高,价格便宜,灵敏度峰值Gds(520mm),根据其特性可实际用于摄像机的露点计﹑光控制器﹑光联结器﹑光电继电器等方面。

制造光敏电阻的材料主要有金属的硫化物,硒化物和锑化物等半导体材料,在可见光范围内,常用的光敏电阻是硫化镉(CdS)本实验即采用该种光敏电阻,光敏电阻的主要参量有暗电阻,亮电阻,光谱范围,峰值波长和时间常量等,基本特性有伏安特性,光谱特性,光照特性等通过本次实验,学生不仅能对光敏电阻的特性有一定的了解,还可以学习到光路的调整方法,有助于学生动手能力的培养.教学安排:本实验学时数为4学时。

原理综述:光照下物体电导率改变的现象称为内光电效应(光导效应)光敏电阻是基于内光电效应的光电元件,当内光电效应发生时,固体材料吸收的能量使部分价带电子迁移到导带,同时在价带留下空穴,由于材料中载流子数目增加,材料的电导率增加,电导率的改变量为p n pe ne σμμ∆=∆+∆ (1)式中e 为电荷电量, △P 为空穴浓度的改变量, △n 为电子浓度的改变量, μΡ为空穴的转移率, μn 为电子的迁移率.当光敏电阻两端加上电压U 之后,光电流为ph A I U dσ=∆ (2) 其中A 为与电流垂直的截面积,d 为电极间的距离,由(1)和(2)可知,光照一定时,光敏电阻两端电压与光电流为线性关系,呈电阻特性,该直线经过零点,其斜率反映在该光照下的阻值状态.光照特性是指在一定的外加电压下,光敏电阻的光电流与光通量之间的关系.。

光敏电阻基本特性及主要参数的测试

光敏电阻基本特性及主要参数的测试

光敏电阻基本特性及主要参数的测试光敏电阻(Photocell)是一种基于光敏效应的传感器,其电阻值随光照强度的变化而变化。

它广泛应用于光控系统、照度计、曝光计、光敏开关等领域。

为了评估光敏电阻的性能,我们需要测试其基本特性和主要参数。

首先,我们需要测试光敏电阻的光敏特性,也就是其电阻值与光照强度之间的关系。

这可以通过将光敏电阻连接到一个恒定电压源上,然后使用一个光源以不同的光照强度照射它,并测量电阻值。

这样我们可以得到光敏电阻的响应曲线,即电阻值与光照强度的关系曲线。

通常,我们使用一个光照度计来提供可靠的光照强度测量。

其次,我们需要测试光敏电阻的光谱特性,也就是其对不同波长的光的响应。

这可以通过使用不同波长的光源进行测试。

我们可以使用一个光谱分析仪来测量光敏电阻在不同波长下的响应,并绘制光谱响应曲线。

这将帮助我们了解光敏电阻在不同光谱范围内的工作效果。

除了光敏特性和光谱特性,还有一些其他重要的参数需要测试。

其中一个是光敏电阻的响应时间。

响应时间是指光敏电阻从光照变化到实际电阻变化所需的时间。

我们可以通过使用一个快速的光源以不同频率照射光敏电阻,并测量其响应时间来测试这个参数。

另一个重要的参数是光敏电阻的灵敏度。

灵敏度是光敏电阻对光照强度变化的敏感程度。

可以通过改变光照强度,然后测量光敏电阻的电阻值的变化来测试灵敏度。

此外,还有一些其他参数也需要测试,例如光敏电阻的线性度、温度特性、稳定性等等。

这些参数可以通过使用不同光照强度和温度,然后测量光敏电阻的电阻值来测试。

总之,测试光敏电阻的基本特性和主要参数是非常重要的,它们可以帮助我们了解光敏电阻的性能和适用范围。

通过这些测试,我们可以选择合适的光敏电阻,并优化光敏电阻的应用。

光敏电阻的物理特性

光敏电阻的物理特性

Ⅰ.光敏电阻的物理特性光敏电阻:常用的制作材料为硫化镉,另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。

这些制作材料具有在特定波长的光照射下,其阻值迅速减小的特性。

这是由于光照产生的载流子都参与导电,在外加电场的作用下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。

Ⅱ.组成特性光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器,又称为光电导探测器;入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。

还有另一种入射光弱,电阻减小,入射光强,电阻增大。

Ⅲ.作用光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。

常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器,它是由半导体材料制成的。

光敏电阻器对光的敏感性(即光谱特性)与人眼对可见光(0.4~0.76)μm的响应很接近,只要人眼可感受的光,都会引起它的阻值变化。

设计光控电路时,都用白炽灯泡(小电珠)光线或自然光线作控制光源,使设计大为简化。

根据光敏电阻的光谱特性,可分为三种光敏电阻器:紫外光敏电阻器、红外光敏电阻器、可见光光敏电阻器。

Ⅳ.参数特性(1)光电流、亮电阻。

光敏电阻器在一定的外加电压下,当有光照射时,流过的电流称为光电流,外加电压与光电流之比称为亮电阻,常用“100LX”表示。

(2)暗电流、暗电阻。

光敏电阻在一定的外加电压下,当没有光照射的时候,流过的电流称为暗电流。

外加电压与暗电流之比称为暗电阻,常用“0LX”表示。

(3)灵敏度。

灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值(暗电阻)与受光照射时的电阻值(亮电阻)的相对变化值。

(4)光谱响应。

光谱响应又称光谱灵敏度,是指光敏电阻在不同波长的单色光照射下的灵敏度。

若将不同波长下的灵敏度画成曲线,就可以得到光谱响应的曲线。

(5)光照特性。

光照特性指光敏电阻输出的电信号随光照度而变化的特性。

从光敏电阻的光照特性曲线可以看出,随着的光照强度的增加,光敏电阻的阻值开始迅速下降。

简述光敏电阻的特点及其应用

简述光敏电阻的特点及其应用

光敏电阻:将光能转化为电能的多面手
光敏电阻是一种能够将光辐射转化为电能的特殊材料,在当今的
高科技领域中被广泛应用。

它的主要特点是灵敏度高、响应速度快、
成本低廉、体积小巧等。

以下是光敏电阻的几个典型应用方向:
1. 感光器件:光敏电阻可作为一种非常有用的感光器件。

例如,
它可以被用于拍照机、换相器、自动测光仪等设备上,起到控制器的
作用。

2. 电子产品:光敏电阻也被广泛应用于各种电子产品,如计算机、手机、摄像机、电视机等,可以起到自动控制、自动调节、降低噪音
等多种作用。

3. 道路照明:光敏电阻也可以起到很好的道路照明作用。

有些路
灯的光源是通过传感器来控制的,当周围环境比较暗的时候,光敏电
阻会自动启动,将灯的亮度调整到最合适的程度。

总之,光敏电阻在现代社会中得到了广泛的应用,并且这种应用
越来越多样化。

随着人们对于环境和安全问题的日益重视,光敏电阻
的用途也会越来越广泛,发挥着更加重要的作用。

光敏电阻特性研究实验报告

光敏电阻特性研究实验报告

课程名称:大学物理实验(一)实验名称:光敏电阻特性研究图3 光敏电阻光照特性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(可见光)的强弱而改变的电阻器;入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。

在黑暗条件下,它的阻值(暗阻)可图4 无光照时的光敏电阻原理示意图图5 有光照时的光敏电阻原理示意图光敏电阻是一种能够感知光的电子元件,其原理在于光照射到光敏电阻表面时,会激发其中的电子发生跃迁,导致电阻值发生变化。

具体来说,光敏电阻中含有一种半导体材料的物质作为感光元件如硒化铋、硫化镉等,当光线照射到这种材料上时,会让一些电子从价带跃迁到导带,使得电子数量增加,从而导致电阻值降低。

导体材料在没有光照射时,其中的电子处于价带中,不能自由移动。

因此,当光线强度增加时,电阻值就会相应地减小;反之,当光线强度减小或消失时,电阻值则会增大。

4.光敏电阻的伏安特性:光敏电阻在光强一定的情况下(偏振片角度θ不变)时,电阻是一个定值电阻。

根据R = U/I,可得到光强不变时电阻是一条直线,它的斜率就是电阻的阻值。

图1 光敏电阻特性研究实验装置图图2偏振片角度θ=30°时光敏电阻的伏安特性曲线由图可知:直线斜率即为此时的光敏电阻的阻值。

由于电压单位是(V)而电流单位是(mA),根据欧姆定律,其中U的单位是(V),I的单位是(A),故此时光敏电阻阻值为1505Ω。

变形式R=UI3.光敏电阻的光照特性和电阻特性研究表3 光敏电阻电流随相对光照强度变化数据表θ0º10º20º30º40º50º60º70º80º90º图3 光敏电阻光照特性曲线由图可知:电压一定时,当相对光强增大时,电流也逐渐增大。

当相对光照强度达到最大时,电流也取到最大值。

当相对光照强度为0时,电流不为0,但接近0,因为光敏电阻的暗阻较大。

除此之外,实验时电压恒定为2V,故可根据欧姆定律变形式R=UI计算不同相对光照强度时的电阻。

光敏传感器的认识

光敏传感器的认识

光敏传感器的认识光敏传感器(光敏器件)是一类可以感知光线强度的传感器,它们在不同的应用中被广泛使用。

这些传感器对光的敏感度可以因器件类型和用途而异。

以下是光敏传感器的一些常见类型和基本认识:1. 光敏二极管(Photodiode):-光敏二极管是一种半导体器件,其电流与入射光的强度成正比。

当光照射在光敏二极管上时,电荷被产生,并且这个电荷流动的电流被用作测量光的强度。

它们常用于光电探测、光通信等领域。

2. 光敏电阻(Photocell or LDR - Light-Dependent Resistor):-光敏电阻的电阻值随光的强度而变化。

在弱光条件下,电阻较大;而在强光条件下,电阻较小。

这种特性使得光敏电阻常被用于光敏电路和自动照明系统中。

3. 光敏晶体管(Phototransistor):-光敏晶体管是一种光敏二极管的变种,具有放大功能。

当光照射到光敏晶体管时,电流增大,可以用于检测光的强度并产生电信号。

它在一些需要检测光强度并进行放大的应用中很有用。

4. 光敏电容(Photocapacitor):-光敏电容是一种光敏器件,其电容值随光的强度而变化。

光敏电容被用于一些需要检测光强度并转换为电容变化的应用中。

5. 光敏传感器模块(Light Sensor Module):-这是一种集成了光敏传感器的模块,通常包括前端的光敏元件和后端的信号处理电路。

这种模块化设计使得它们更容易在电子项目中使用,无需过多的电路设计。

应用领域包括光控开关、自动照明系统、光电传感器、相机的自动曝光控制等。

选择适当类型的光敏传感器通常取决于应用的需求,例如对灵敏度、响应时间、工作光谱范围等的要求。

光敏电阻知识点总结

光敏电阻知识点总结

光敏电阻知识点总结一、工作原理光敏电阻的工作原理主要是基于半导体在光照下电阻发生变化的特性。

在暗光条件下,光敏电阻的电阻值较大;而在强光照射下,电阻值则会减小。

这是因为在光照条件下,半导体中的电子受光子激发,会从价带跃迁至导带,造成导电性能的增加。

因此,光敏电阻的电阻值与环境光照强度成反比,当光照强度增加时,电阻值减小,当光照强度减小时,电阻值增加。

二、特性1、感光特性:光敏电阻属于感光元件,能够根据光照强度的变化来改变自身的电阻值。

2、响应速度快:光敏电阻对光照的变化具有较快的响应速度,当环境光照发生变化时,它的电阻值可以迅速调整。

3、线性特性:光敏电阻在一定范围内,其电阻值与光照强度成线性关系。

4、温度特性:光敏电阻的温度特性较强,温度升高会导致电阻值减小,而温度降低则会导致电阻值增加。

5、稳定性高:在一定的工作条件下,光敏电阻的稳定性较高,能够长时间保持其性能稳定。

三、应用领域1、光控开关:光敏电阻可以应用在光控开关中,根据光照强度的变化来控制开关的状态。

2、光敏灯控:光敏电阻可以应用在光敏灯控系统中,根据环境光照强度的变化来控制灯光的亮度。

3、光敏电子设备:光敏电阻也被广泛应用于光敏电子设备中,如光敏传感器、光敏探测器等。

4、环境检测:光敏电阻可以用于环境光照强度的检测,例如用于户外环境光照强度监测等。

5、照相器件:光敏电阻也可以应用在照相器件中,例如测光装置等。

总结:光敏电阻作为一种能够感应光照强度变化的敏感元件,具有很高的实用价值。

它的工作原理简单,特性稳定,应用领域广泛,因此在工程和电子领域中得到了广泛的应用。

未来,随着智能化、自动化领域的不断拓展,光敏电阻将会有更广阔的发展前景。

简述光敏电阻的特点及其应用

简述光敏电阻的特点及其应用

简述光敏电阻的特点及其应用光敏电阻,也称为光敏电阻器或光敏电阻器件,是一种能够根据光线强度改变电阻值的元件。

它的特点在于在光照条件不同的情况下,电阻值会发生变化,从而实现对光线强度的检测和控制。

光敏电阻的工作原理是基于半导体材料的光电效应。

当光线照射在光敏电阻表面时,光子能量被半导体材料吸收,激发电子跃迁到导带中,从而使材料的电导率发生变化,导致电阻值发生变化。

光照越强,电导率越高,电阻值越小;光照越弱,电导率越低,电阻值越大。

这种特性使得光敏电阻在光敏传感器、光控开关、光敏电路等领域有着广泛的应用。

光敏电阻的应用非常广泛。

首先,在自动控制领域,光敏电阻常用于光控开关、光敏传感器等设备中,实现对环境光强度的检测和控制。

例如,在一些照明系统中,可以利用光敏电阻感应环境光强度的变化,自动调节灯光亮度,实现节能环保的目的。

其次,在安防监控领域,光敏电阻也可以用于光敏感测器、红外感应器等设备,实现对光线、热量等信号的检测和报警。

此外,在光电仪器、光电信息传输等领域,光敏电阻也扮演着重要的角色。

除了以上应用外,光敏电阻还可以用于光敏电路的设计。

通过光敏电阻和其他元件的组合,可以实现一些特定的功能,如光控开关、光敏报警器、光敏电压比较器等。

光敏电阻与其他传感器、执行器等元件的结合,可以构成各种光敏控制系统,为人们的日常生活带来便利和舒适。

光敏电阻作为一种能够根据光线强度改变电阻值的元件,在自动控制、安防监控、光电仪器等领域有着广泛的应用。

其特点在于灵敏度高、响应速度快、结构简单、成本低廉,能够实现对光线强度的检测和控制。

通过不同的电路设计和应用场景,光敏电阻可以发挥出更多的作用,为人们的生活和工作带来便利和智能化。

在未来的发展中,光敏电阻有望在智能家居、智能城市、工业自动化等领域发挥更大的作用,为人们的生活和工作带来更多的便利和舒适。

《传感器实验指导》光敏电阻传感器特性及应用实验

《传感器实验指导》光敏电阻传感器特性及应用实验

《传感器实验指导》光敏电阻传感器特性及应用实验1.了解光敏电阻的光电特性2.了解光敏电阻暗电流、光电流的测量方法3.掌握光敏电阻的伏安特性、负载特性的测量方法1.分析光敏电阻传感器测量电路的原理;2.连接传感器物理信号到电信号的转换电路;3.软件观测亮度变化时输出信号的变化情况;4.记录实验波形数据并进行分析。

1.开放式传感器电路实验主板;2.光敏电阻亮度测量模块;3.导线若干。

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,纯粹是一个电阻器件,使用时既可加直流电压,也可以加交流电压。

无光照时,光敏电阻值(暗电阻)很大,电路中电流(暗电流)很小。

当光敏电阻受到一定波长范围的光照时,它的阻值(亮电阻)急剧减小,电路中电流迅速增大。

一般希望暗电阻越大越好,亮电阻越小越好,此时光敏电阻的灵敏度高。

实际上光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧量级,亮电阻值在几千欧以下。

图5-1 光敏电阻的电极实验原理及内容:光敏电阻的主要参数及测试方法:1、暗电阻:光敏电阻在不受光照射时的阻值称为暗电阻,此时流过的电流称为暗电流。

在测量光敏电阻的暗电流时,应先将光敏电阻置于黑暗环境中30分钟以上,否则电压表的读数会较长时间后才能稳定。

将光敏电阻完全置入黑暗环境中(用遮光罩为光敏电阻遮光,且不通电),使用万用表电阻档测量光敏电阻引脚输出端,即可得到光敏电阻的暗电阻R暗。

由于光敏电阻的个体差异,某些暗电阻可能大于200兆欧,属于正常现象。

利用图5-2,可以测量光敏电阻的暗电流,图中取E=12V,RL=10M,由电压表读数除以RL,即可得出光敏电阻的暗电流I暗。

2、亮电阻:光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻,此时流过的电流称为亮电流。

亮电阻的测试:在一定的光照条件下(移除遮光罩)由Counter输出PWM波驱动LED光源,使用万用表电阻档测量光敏电阻引脚输出端,即可得到光敏电阻的暗电阻R亮。

利用图5-3,取E=12V,RL=2k。

光敏传感器的光电特性研究

光敏传感器的光电特性研究

光敏传感器的光电特性研究【实验内容】1.研究光敏二极管的光电特性。

2.研究光敏电阻的光电特性。

【实验目的】1.了解光敏二极管及电阻的光电特性2.学习光敏传感器的具体应用【仪器用具】1.光电传感器实验仪2.台灯3. 万用表【实验原理】1.光电效应(1)光电导效应当光照射到某些半导体材料上时,透过到材料内部的光子能量足够大,某些电子吸收光子的能量,从原来的束缚态变成导电的自由态,这时在外电场的作用下,流过半导体的电流会增大,即半导体的电导会增大,这种现象叫光电导效应。

它是一种内光电效应。

光电导效应可分为本征型和杂质型两类。

前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带,价带中由于电子离开而产生空穴,在外电场作用下,电子和空穴参与电导,使电导增加。

杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃迁到导带或价带,从而使电导增加。

杂质型光电导的长波限比本征型光电导的要长的多。

(2)光生伏特效应在无光照时,半导体PN结内部有自建电场。

当光照射在PN结及其附近时,在能量足够大的光子作用下,在结区及其附近就产生少数载流子(电子、空穴对)。

载流子在结区外时,靠扩散进入结区;在结区中时,则因电场E的作用,电子漂移到N区,空穴漂移到P区。

结果使N区带负电荷,P区带正电荷,产生附加电动势,此电动势称为光生电动势,此现象称为光生伏特效应。

2.光敏传感器的基本特性光敏传感器的基本特性则包括:伏安特性、光照特性等。

伏安特性:光敏传感器在一定的入射光照度下,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伏安特性曲线。

它是传感器应用设计时的重要依据。

掌握光敏传感器基本特性的测量方法,为合理应用光敏传感器打好基础。

本实验主要是研究光敏电阻、光敏二极管的基本特性。

(1)光敏二极管在无辐射(暗室中)的情况下,PN 结硅光电二极管的正、反向特性与普通PN 结二极管的特性一样,其电流方程为:()[]1exp −=kT qU I I d (3)I d 为U 为负值(反向偏置时)且|U|>>kT/q 时(室温下kT/q ≈0.26mV ,很容易满足这个条件)的电流,称为反向电流或暗电流。

2020年人教版高考物理一轮复习听课手册 实验十二传感器的简单应用

2020年人教版高考物理一轮复习听课手册 实验十二传感器的简单应用

听课手册实验十二传感器的简单应用一、实验目的1.认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性.2.了解传感器的简单应用.二、实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等.三、实验原理1.闭合电路的欧姆定律.2.应用多用电表的“欧姆挡”进行测量和观察.四、实验步骤(一)研究热敏电阻的热敏特性图S12-11.按图S12-1所示连接好电路,将热敏电阻绝缘处理.2.把多用电表置于“欧姆挡”,并选择适当的量程测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值,并记下温度计的示数.3.向烧杯中注入少量的冷水,使热敏电阻浸没在冷水中,记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值.4.将热水分几次注入烧杯中,测出不同温度下热敏电阻的阻值,并记录.(二)研究光敏电阻的光敏特性图S12-21.将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图S12-2所示连接好电路,其中多用电表置于“欧姆挡”.2.先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记录数据.3.打开光源,让小灯泡发光,调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录.4.用手掌(或黑纸)遮光时观察表盘指针显示的电阻值,并记录.五、数据处理(一)研究热敏电阻的热敏特性在图S12-3的坐标系中粗略画出热敏电图S12-3阻的阻值随温度变化的图线.实验结论:热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,随温度的降低而增大,半导体热敏电阻也可以用作温度传感器.(二)研究光敏电阻的光敏特性根据记录数据分析光敏电阻的特性.实验结论:光敏电阻在暗环境下电阻值很大,强光照射下电阻值很小.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量.六、注意事项1.在做热敏实验时,加开水后要等一会儿再测其阻值,以使电阻温度与水的温度相同,并同时读出水温,温度测量存在误差.2.光敏实验中,如果效果不明显,可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中,并通过盖上的小孔改变射到光敏电阻上的光强度,电阻值改变不明显易造成误差.3.欧姆表每次换挡后都要重新调零,测电阻时读数存在误差.热点一热敏电阻的理解及应用例1[2018·全国卷Ⅰ]某实验小组利用如图S12-4甲所示的电路探究在25~80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性.所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻R T,其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω;电源E(6 V,内阻可忽略);电压表V(量程150 mV):定值电阻R0(阻值20.0 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1000 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9 Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2.实验时,先按图甲连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 ℃,将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数.逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 ℃.实验得到的R2-t数据见下表.回答下列问题:(1)在闭合S1前,图甲中R1的滑片应移动到(选填“a”或“b”)端;(2)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线;(3)由图乙可得到R T在25~80 ℃范围内的温度特性.当t=44.0 ℃时,可得R T= Ω;(4)将R T握于手心,手心温度下R2的相应读数如图丙所示,该读数为Ω,则手心温度为℃.图S12-4变式题[2017·江苏卷]某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图S12-5所示,继电器与热敏电阻R t、滑动变阻器R串联接在电源E两端,当继电器的电流超过15 mA 时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控.继电器的电阻约20 Ω,热敏电阻的阻值R t与温度t的关系如下表所示.图S12-5(1)提供的实验器材有:电源E1(3 V,内阻不计)、电源E2(6 V,内阻不计)、滑动变阻器R1(0~200 Ω)、滑动变阻器R2(0~500 Ω)、热敏电阻R t、继电器、电阻箱(0~999.9 Ω)、开关S、导线若干.为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的控制,电源E应选用(选填“E1”或“E2”),滑动变阻器R应选用(选填“R1”或“R2”).(2)实验发现电路不工作.某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图S12-6所示的选择开关旋至(选填“A”“B”“C”或“D”).图S12-6(3)合上开关S,用调节好的多用电表进行排查.在图中,若只有b、c间断路,则应发现表笔接入a、b时指针(选填“偏转”或“不偏转”),接入a、c时指针(选填“偏转”或“不偏转”).(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合,下列操作步骤的正确顺序是(填写各步骤前的序号).①将热敏电阻接入电路②观察到继电器的衔铁被吸合③断开开关,将电阻箱从电路中移除④合上开关,调节滑动变阻器的阻值⑤断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至108.1 Ω热点二光敏电阻传感器的应用例2为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统.光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为lx).某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表:(1)根据表中数据,请在图S12-7的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点.图S12-7(2)如图S12-8所示,当1、2两端所加电压上升至2 V时,控制开关自动启动照明系统.请利用下列器材设计一个简单电路,给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图.(不考虑控制开关对所设计电路的影响)图S12-8提供的器材如下:光敏电阻R(符号);直流电源E(电动势3 V,内阻不计);定值电阻:R1=10 kΩ,R2=20 kΩ,R3=40 kΩ(限选其中之一并在图中标出);开关S及导线若干.变式题一台臭氧发生器P的电阻为10 kΩ,当供电电压等于24 V时能正常工作,否则不产生臭氧.现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置,要求它在有光照时能产生臭氧,在黑暗时不产生臭氧,拟用一个光敏电阻R1对它进行控制,R1的阻值在有光照时为100 Ω,黑暗时为1000 Ω,允许通过的最大电流为3 mA;电源E的电压为36 V,内阻不计;另有一个滑动变阻器R2,阻值为0~100 Ω,允许通过的最大电流为0.4 A;还有一个开关S和导线若干.臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如图S12-9所示.图S12-9设计一个满足上述要求的电路图,图中各元件要标上字母代号,其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母A、B(电路图画在虚线框内).热点三力学传感器的理解及应用传感器的一般应用模式:由敏感元件、转换器件和转换电路三个部分组成,通过敏感元件获取外界信息并转换成电信号,通过输出部分输出,然后经控制器分析处理.(如图S12-10所示)图S12-10工作过程:敏感元件将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量,如下.非电学物理量敏感元件转换器件转换电路电学量输出例3某学生为了测量一个物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k),如图S12-11所示.测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.请完成对该物体质量的测量:(1)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使调节范围尽可能大,在虚线框中画出完整的测量电路图.(2)简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m.图S12-11变式题材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”,利用这种效应可以测量压力大小.若图S12-12甲为某压敏电阻在室温下的电阻—压力特性曲线,其中R F、R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值.为了测量压力F,需先测量压敏电阻处于压力作用下的电阻值R F.请按要求完成下列问题.图S12-12(1)设计一个可以测量处于压力作用下的该压敏电阻阻值的电路,在图乙的虚线框中画出实验电路原理图(压敏电阻及所加压力已给出,待测压力大小为0.4×102 N~0.8×102N,不考虑压力对电路其他部分的影响),要求误差较小,提供的器材如下:A.压敏电阻(无压力时阻值R0=6000 Ω);B.滑动变阻器R(总阻值约为200 Ω);C.电流表A(量程0~2.5 mA,内阻约为30 Ω);D.电压表V(量程0~3 V,内阻约为3 kΩ)E.直流电源E(电动势为3 V,内阻很小);F.开关S,导线若干.(2)正确接线后,将压敏电阻置于待测压力下,通过压敏电阻的电流是1.33 mA,电压表的示数如图丙所示,则电压表的读数为V.(3)此时压敏电阻的阻值为Ω;结合图甲可知待测压力的大小F= N.(结果均保留两位有效数字)1.(多选)[2018·聊城模拟]如图S12-13所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻.当照射光强度增大时()图S12-13A.电压表的示数增大B.R2中电流减小C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压增大2.如图S12-14所示为某电容传声器结构示意图,膜片和极板组成一个电容器,当人对着传声器讲话时,膜片会振动.若某次膜片振动时,膜片与极板距离减小,则在此过程中()图S12-14A.膜片与极板所组成的电容器的电容变小B.极板的带电荷量增大C.膜片与极板间的电场强度变小D.电阻R中无电流通过3.(多选)传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件.如图S12-15所示,图乙、图丙中是两种常见的电容式传感器的示意图,现将图乙、图丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏),下列实验现象中正确的是()图S12-15A.当乙传感器接入电路进行实验时,若F变小,则电流表指针向右偏转B.当乙传感器接入电路进行实验时,若F变大,则电流表指针向右偏转C.当丙传感器接入电路进行实验时,若导电溶液深度h变大,则电流表指针向左偏转D.当丙传感器接入电路进行实验时,若导电溶液深度h变小,则电流表指针向左偏转4.[2016·全国卷Ⅰ]现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时,系统报警.提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过I c时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9 Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1000 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为2000 Ω),单刀双掷开关一个,导线若干.在室温下对系统进行调节,已知U约为18 V,I c约为10 mA;流过报警器的电流超过20 mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,在60 ℃时阻值为650.0 Ω.(1)完成图S12-16中待调节的报警系统原理电路图的连线.图S12-16(2)电路中应选用滑动变阻器(选填“R1”或“R2”).(3)按照下列步骤调节此报警系统:①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为Ω;滑动变阻器的滑片应置于(选填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是.②将开关向(选填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至.(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用.5.某些固体材料受到外力后除了产生形变,其电阻率也要发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”.现用如图S12-17所示的电路研究某长薄板电阻R x的压阻效应,已知R x的阻值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材:图S12-17A.电源E(电动势3 V,内阻约为1 Ω)B.电流表A1(量程0~0.6 A,内阻r1=5 Ω)C.电流表A2(量程0~0.6 A,内阻r2≈1 Ω)D.定值电阻R0=5 ΩE.开关S,导线若干(1)为了比较准确地测量电阻R x的阻值,请完成虚线框内电路图的设计.(2)在电阻R x上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向),闭合开关S,记下电表读数,A1的读数为I1,A2的读数为I2,得R x= .(用字母表示)(3)改变力的大小,得到不同的R x值,然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,得到不同的R x值,最后绘成的图像如图S12-18所示.除观察到电阻R x的阻值随压力F的增大而均匀减小外,还可以得到的结论是.当F竖直向下时,可得R x与所受压力F的数值关系是R x= .图S12-18。

光敏电阻的特性及型号参数

光敏电阻的特性及型号参数

光敏电阻的特性及型号参数光敏电阻的特性及型号参数光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换,光敏电阻的阻值随光照强弱而改变,光线越强,阻值变得越小。

在黑暗条件下,它的阻值(暗阻)可达到 1~10M 欧,在强光条件下,它的阻值(亮阻)只有几百至几千欧。

随着的光照强度的增加,光敏电阻的阻值开始迅速下降。

若进一步增大光照强度,则电阻值变化减小,然后逐渐趋向平缓。

在大多数情况下,该特性为非线性。

可见光敏电阻具有灵敏度高,反应速度快,稳定可靠的特点吗,根据光敏电阻的这个特性,可用它来设计光控可调光电路,光控开关等。

1、暗电阻、亮电阻光敏电阻在室温和全暗条件下测得的稳定电阻值称为暗电阻,或暗阻。

此时流过的电流称为暗电流。

例如MG41-21型光敏电阻暗阻大于等于0.1M。

光敏电阻在室温和一定光照条件下测得的稳定电阻值称为亮电阻或亮阻。

此时流过的电流称为亮电流。

MG41-21型光敏电阻亮阻小于等于1k。

亮电流与暗电流之差称为光电流。

显然,光敏电阻的暗阻越大越好,而亮阻越小越好,也就是说暗电流要小,亮电流要大,这样光敏电阻的灵敏度就高。

2、伏安特性在一定照度下,光敏电阻两端所加的电压与流过光敏电阻的电流之间的关系,称为伏安特性。

3、光电特性光敏电阻的光电流与光照度之间的关系称为光电特性。

如图2.6.3所示,光敏电阻的光电特性呈非线性。

因此不适宜做检测元件,这是光敏电阻的缺点之一,在自动控制中它常用做开关式光电传感器。

4、光谱特性对于不同波长的入射光,光敏电阻的相对灵敏度是不相同的。

各种材料的光谱特性如图2.6.4所示。

从图中看出,硫化镉的峰值在可见光区域,而硫化铅的峰值在红外区域,因此在选用光敏电阻时应当把元件和光源的种类结合起来考虑,才能获得满意的结果。

5、频率特性当光敏电阻受到脉冲光照时,光电流要经过一段时间才能达到稳态值,光照突然消失时,光电流也不立刻为零。

这说明光敏电阻有时延特性。

由于不同材料的光敏电阻时延特性不同,所以它们的频率特性也不相同。

光敏电阻的特点及其应用

光敏电阻的特点及其应用

光敏电阻的特点及其应用光敏电阻是一种光电传感器,其特点在于能够将光线的变化转化为电阻值的变化。

本文将从感光特性、电阻变化、响应时间、灵敏度高、稳定性好、应用广泛、耐高温和价格低廉等方面,详细介绍光敏电阻的特点及其应用。

1.感光特性光敏电阻的感光原理基于半导体的光电效应。

当光子照射到光敏电阻的表面时,光子能量转化为电子能量,产生电子-空穴对。

这些电子-空穴对参与导电,导致光敏电阻的阻值发生变化。

不同光照条件下,光敏电阻的阻值也会相应变化。

2.电阻变化光敏电阻的电阻变化原理是光电效应的结果。

在无光条件下,光敏电阻的阻值较高。

当光线照射到光敏电阻上时,光子能量将半导体中的束缚电子激发成为自由电子,参与导电,导致电阻值降低。

光敏电阻的电阻变化取决于光照强度和入射光波长。

3.响应时间光敏电阻的响应时间是其重要性能之一。

响应时间指从光照变化到电阻值稳定变化的时间。

一般来说,光敏电阻的响应时间较快,能够在短时间内对光线变化作出响应。

这种快速响应特性使得光敏电阻在许多应用场景中表现出色。

4.灵敏度高光敏电阻的灵敏度指其电阻值对光照变化的敏感性。

高灵敏度的光敏电阻能够在较低的光照强度下产生明显的电阻变化,从而使得电路对光线变化反应更加灵敏。

通过优化材料和结构设计,可以进一步提高光敏电阻的灵敏度。

5.稳定性好稳定性好是光敏电阻的重要优点之一。

在长时间的使用过程中,光敏电阻的阻值不会发生显著变化。

这使得光敏电阻在各种应用场景中表现出良好的稳定性,从而使得基于光敏电阻的传感器具有较高的长期可靠性。

6.应用广泛由于光敏电阻具有感光、电阻变化、快速响应、高灵敏度以及稳定性好等特点,使得其广泛应用于各种领域。

例如,光敏电阻在照相机自动曝光控制系统、环境光检测、光学通信以及太阳能电池等领域发挥着重要作用。

此外,光敏电阻还在测量、计量、工业自动化和机器人等领域有广泛应用。

7.耐高温某些类型的光敏电阻具有较好的耐高温性能。

这些高温光敏电阻能够在较高温度环境下正常工作,对于高温环境下的光学检测和控制具有重要意义。

光敏电阻的原理特点和应用

光敏电阻的原理特点和应用

光敏电阻的原理特点和应用光敏电阻是一种利用光线照射来改变电阻值的传感器。

它可以将光能转化为电能,并且其电阻值随着光照强度的变化而变化。

光敏电阻广泛应用于光敏控制、光敏测量和光敏检测等领域。

光敏电阻的工作原理基于光敏材料的光电效应。

光敏材料通常是由硫化铋、硫化铟等化合物组成,这些化合物具有特殊的电导特性,当光照射到光敏电阻上时,光能激发了光敏材料中的电子,使其跃迁到导带中,改变了材料的电导特性,从而改变了电阻值。

当光照强度增大时,光敏电阻的电阻值变小;当光照强度减小时,电阻值变大。

光敏电阻的特点之一是其灵敏度高。

由于光敏电阻对光照强度变化非常敏感,因此可以在光照强度变化范围很大的情况下提供精确的测量结果。

另外,光敏电阻还具有响应速度快、结构简单、使用方便等特点。

光敏电阻的应用非常广泛。

在光敏控制方面,光敏电阻常被用于照明系统、自动控制系统和定时器等设备中。

通过光敏电阻感应光照强度的变化,可以自动控制灯光的亮度、开关等,提高能源利用效率。

在照相、光敏血压计、光敏闪光灯等设备中,光敏电阻也起到了重要的作用。

在工业和科研领域,光敏电阻常被用于检测光照强度的变化。

例如,可以利用光敏电阻来测量光线的强度和分布情况,从而提供实验数据或者监测设备的工作状态。

此外,在太阳能电池板、光电开关和电子室内恒温器等设备中,光敏电阻也用于控制设备的运行状态。

此外,光敏电阻还具有一些其他的特殊应用。

例如,在某些医学设备中,光敏电阻可用于测量人体组织的光敏性,从而为医疗诊断提供参考。

而在智能家居系统中,光敏电阻可以用于感应室内外光线,自动控制窗帘的打开与关闭,实现智能化的室内环境控制。

总之,光敏电阻利用光敏材料的光电效应,可以将光能转化为电能,改变电阻值。

它具有灵敏度高、响应速度快、结构简单等特点。

在光敏控制、光敏测量和光敏检测等领域有着广泛的应用。

随着技术的进步和应用的扩大,光敏电阻在未来的发展将会变得更加重要和多样化。

光敏电阻特性

光敏电阻特性

实验6 光敏电阻特性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。

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。

光敏传感器的物理基础是光电效应,即光敏材料的电学特性都因受到光的照射而发生变化。

光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。

外光电效应是指在光照射下,电子逸出物体表面的外发射的现象,也称光电发射效应。

内光电效应是指入射的光强改变物质导电率的物理现象,称为光电导效应。

大多数光电控制应用的传感器,如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等都是内光电效应类传感器。

本实验主要是研究光敏电阻、硅光电池、光敏二极管、光敏三极管四种光敏传感器的基本特性以及光纤传感器基本特性和光纤通讯基本原理。

实验目的1. 了解光敏电阻、硅光电池、光敏二极管、光敏三极管四种光敏传感器的基本特性,包括伏安特性和光照特性。

2. 了解光纤传感器基本特性。

3. 了解光纤通讯基本原理。

实验预习思考题1. 什么是伏安特性?2. 什么是光照特性?3. 普通电阻的伏安特性是怎样的?4. 光敏电阻的基本工作原理。

5. 硅光电池的基本工作原理。

6. 光敏二极管的基本工作原理。

7. 光敏三极管和普通三极管的区别。

8. 在实验过程中如何改变光照强度?9. 了解光纤传感的基本原理与应用优势。

10. 光纤通信系统的基本构成?实验原理1、伏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。

改变光强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的重要参数依据。

例如,某种光敏电阻、硅光电池、光敏二极管、光敏三极管的伏安特性曲线分别如图1、图2、图3、图4所示。

从这四种光敏器件的伏安特性可以看出:(1)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。

光敏电阻的主要参数与特性

光敏电阻的主要参数与特性

光敏电阻的主要参数与特性光敏电阻(Light Dependent Resistor,简称LDR),也被称为光敏电阻器、光敏电阻元件或光敏电阻器件,是一种感光元件,其电阻值随环境光照强度的变化而变化。

光敏电阻广泛应用于光电自动控制、光敏传感器、光学测量仪器等领域。

以下是光敏电阻的主要参数与特性的详细介绍。

1.参数:1.1光敏特性:光敏电阻的一个主要参数是光敏特性,它描述了光敏电阻的电阻值随着光照强度的变化情况。

光敏特性通常表示为灵敏度曲线,以光照强度与电阻值之间的关系来表示。

1.2光敏范围:光敏电阻的光敏范围是指其对环境光照强度的响应范围。

一般来说,光敏电阻器件对可见光较敏感,但对红外和紫外光的响应范围较窄。

1.3 光阻率:光阻率是指光敏电阻在规定照明光源下单位阻值的阻值。

通常以光强度为1 lx时的电阻值作为标准进行计算。

1.4暗阻抗:暗阻抗是指光敏电阻在无照光的情况下的电阻值。

暗阻抗是光敏电阻的一个重要参考参数,它与光照强度的变化有关。

1.5环境温度特性:光敏电阻在不同环境温度下的电阻值变化也是一个重要参数。

通常情况下,光敏电阻的电阻值会随着环境温度的升高而下降。

2.特性:2.1灵敏度高:光敏电阻在可见光范围内对光照变化非常敏感,能够快速响应光照强度的变化。

2.2高分辨率:由于光敏电阻的灵敏度高,它可以提供高分辨率的光照测量结果,适用于需要高精度的应用。

2.3反应迅速:光敏电阻的响应速度快,能够在毫秒级别内对光照变化作出响应。

2.4线性度高:光敏电阻的电阻值与光照强度呈线性关系,可以实现较高的测量精度。

2.5低功耗:光敏电阻在工作时只需要较低的功率供应,能够节省能源和电池寿命。

2.6可靠性强:光敏电阻器件具有较长的使用寿命和稳定性,不容易受到外界环境的影响。

2.7尺寸小:光敏电阻器件体积小、重量轻,尺寸便于微型化设计和集成。

2.8易于控制:光敏电阻器件的电阻值可以通过改变外界光照强度来控制,便于实现自动控制和调节。

光敏电阻的特点

光敏电阻的特点

光敏电阻的特点
光敏电阻是一种电阻传感器,用于检测外部光能级的变化,根据变化
的程度来改变自身的电阻值。

光敏电阻的特点如下:
一、光敏性:
1、反应速度快:光敏电阻的反应速度非常快,它能够快速反应外界环
境中光强度的变化。

2、抗干扰能力强:光敏电阻具有良好的抗干扰能力,能够很好的抑制其他不相关环境变化对反应的影响。

二、灵敏性:
1、灵敏度高:光敏电阻的灵敏度很高,它可以检测出很微弱的光能级的变化。

2、灵敏度可调:光敏电阻的灵敏度可以通过调整电流来改变,这样使
得灵敏度可以更加精确的更改。

三、结构简单:
1、外形小巧:光敏电阻的外型小巧,占用空间小,具有良好的移动性,可以应用在多个地方。

2、安装方便:它占用空间小,并且安装简单,可以轻松地搭建起复杂
的光线配置。

四、精度高:
1、精度高:光敏电阻的精度比较高,它能够准确的检测出环境中极微
小的光强变化而不会出错。

2、稳定性好:光敏电阻的稳定性也很好,它可以长期稳定的保持准确
的参数。

由于以上众多优点,光敏电阻可以用于各种光强控制、自动照明系统、光纤通信等,是一种被广泛使用的传感器。

光敏电阻介绍

光敏电阻介绍
03
光敏电阻的工作原理基于光电效应,当光照射在半导体材料上时,会产生电子-空穴对,导致电阻值发生变化。
04
光敏电阻应用领域
光敏二极管:用于光敏开关、光敏传感器等
光敏三极管:用于光敏放大器、光敏整流器等
02
光敏电容器:用于光敏电容器、光敏滤波器等
光敏电阻:用于光敏电阻、光敏电阻网络等
光敏晶体管:用于光敏晶体管、光敏晶体管放大器等
演讲人
光敏电阻介绍
01.
光敏电阻原理
02.
03.
目录
光敏电阻类型
光敏电阻应用实例
1
光敏电阻原理
光敏电阻特性
光照强度与电阻值成反比:光照越强,电阻值越小;光照越弱,电阻值越大。
响应速度快:光敏电阻对光照的响应速度非常快,能够迅速地根据光照变化调整电阻值。
灵敏度高:光敏电阻对光照的灵敏度非常高,能够检测到非常微弱的光照变化。
光敏电阻在安防系统中的应用
光敏电阻可用于检测入侵者的移动,当有人进入监控区域时,光敏电阻会检测到光线变化并触发报警系统。
光敏电阻可用于门禁系统的光线感应,当光线不足时,门禁系统会自动打开,方便用户出入。
光敏电阻可用于监控摄像头的曝光控制,根据环境光线的变化自动调整摄像头的曝光参数,确保拍摄画面的清晰度。
温度稳定性好:光敏电阻的温度稳定性较好,能够在不同的温度环境下保持稳定的电阻值。
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光敏电阻工作原理
光敏电阻是一种利用光照强度变化来改变电阻值的电子元件。
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当光照射在光敏电阻上时,电阻值会减小,反之,当光照减弱时,电阻值会增加。
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这种特性使得光敏电阻能够作为光传感器,广泛应用于各种电子设备中。

光敏电阻的特性

光敏电阻的特性

光敏电阻的特性概述:光敏电阻是一种基于光电效应原理工作的传感器元件,能够将光能转化为电能。

它在光敏元件中起着重要的作用,广泛应用于照明控制、光电测量等领域。

本文将详细介绍光敏电阻的特性,包括工作原理、特点、优缺点、应用等方面。

一、工作原理光敏电阻的工作原理基于光电效应,即光能的照射会激发电子的运动,从而改变电阻值。

光敏电阻通常由导电材料和半导体材料组成。

当光能照射在导电材料上时,导电材料中的自由电子受到激发,自由电子的活动增加,导致电阻值下降。

而当光能照射在半导体材料上时,半导体中的电载流子(包括电子和空穴)发生改变,进而改变了半导体导电性能,从而改变电阻值。

二、特点1. 灵敏度高:光敏电阻对光的敏感度非常高,能够检测到微小的光信号。

2. 响应速度快:光敏电阻的响应速度通常在毫秒级别,能够及时感知光照变化。

3. 调节性好:通过调节光敏电阻的光照强度,可以灵活地控制电阻值,以满足不同的应用需求。

4. 高精度:光敏电阻的输出信号精度较高,能够准确地反映光照强度的变化。

5. 成本较低:光敏电阻的制造成本相对较低。

三、优缺点1. 优点:a. 灵敏度高,能够迅速感知光照变化。

b. 适应性强,能够在室内外环境中工作。

c. 结构简单,制造成本较低。

2. 缺点:a. 对温度和湿度变化敏感,容易受到环境影响。

b. 对光源波长和强度要求较高,不同光源的输出信号可能存在差异。

四、应用光敏电阻具有广泛的应用领域,下面列举几个常见的应用场景:1. 照明控制:光敏电阻可以用来控制室内或室外照明设备的开关,当光照强度达到一定阈值时,自动打开或关闭照明设备。

2. 光电测量:光敏电阻可以用来进行光照强度的测量,对于某些需要精确控制光照的应用,如摄影测量、自动曝光控制等具有重要意义。

3. 安防监控:光敏电阻可以应用于安防监控系统中,当光照条件发生变化时,触发报警或录像等功能。

4. 自动化控制:光敏电阻可以作为自动化控制系统的输入设备,实现自动控制与调节。

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载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体
的质量成正比的输出电压U”、“该转换器的输出电压正比于受压面 的压力(比例系数为k)”,所以输出电压U=kmg.题目要求“力电转 换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能大”,这就暗 示我们滑动变阻器必须使用分压式,有了设计电路才可以进行测量 步骤.
七、实验改进 对于热敏电阻的特性,可用以下实验进行: 如右图所示,将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡,再将电表的 两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt的两端相连,这时表针指在某一 刻度,观察下述操作下的指针偏转情况: 1.往Rt上擦一些酒精. 2.用吹风机将热风吹向电阻,根据指针偏转方向判定热敏电阻的 特性.
实验分析:(1)中指针左偏,说明Rt的阻值增大;酒精蒸发吸热,温 度降低,所以热敏电阻的阻值随温度的降低而增大. (2)中指针右偏,Rt的阻值减小,而电阻Rt温度升高,故热敏电阻的 阻值随温度的升高而减小.
优点:改进后的实验简单易操作,学生很快得出结论.
光敏电阻的应用
( 2009年高考山东卷)为了节能和环保,一些公共场所使用光控 开关控制照明系统.光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是 阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越 强照度越大,照度单位为lx).某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如 下表:
①根据表中数据,请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线, 并说明阻值随照度变化的特点.
②如图所示,当1、2两端所加电压上升至2 V时,控制开关自动启动 照明系统,请利用下列器材设计一个简单电路.给1、2两端提供电压, 要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统,在虚线框内完成 (不考虑控制开关对所设计电路的影响) 电路原理图.
2.数据处理 (1)根据记录数据,把测量到的温度、电阻值填入下表中,分析热敏电 阻的特性
(2)在右图坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线.
(3)根据实验数据和R-t图线,得出结论:热敏电阻的阻值随温度的 升高而减小,随温度的降低而增大.
五、研究光敏电阻的光敏特性 1.实验步骤 (1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器如右图所示电路连 接好,其中多用电表置于“×100”挡; (2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记录数据; (3)打开电源,让小灯泡发光,调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮,观 察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录; (4)用手掌(或黑纸)遮光时电阻值又是多少?并记录.
传感器工作的原理可用下图表示:
三、实验器材 热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小 灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等. 四、研究 热敏电阻的热敏特性 1.实验步骤 (1)按右图所示连接好电路,将热敏电阻绝缘处理; (2)把多用电表置于“欧姆挡”,并选择适当的量程测出烧杯中没有 热水时热敏电阻的阻值,并记下温度计的示数; (3)向烧杯中注入少量的冷水,使热敏电阻浸没在冷水中,记下温度 计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值; (4)将热水分几次注入烧杯中,测出不同温度下热敏电阻的阻值,并 记录.
②当控制开关自动启动照明系统,给1、2两端提供电压,要求当天色 渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统,即此时光敏电阻阻值为20 kΩ, 两端电压为2 V,电源电动势为3 V,所以应加上一个分压电阻,分压 电阻阻值为10 kΩ,即选用R1,2011年枣庄模拟)某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电 转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为 k).如图所示,测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输 出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成 正比的输出电压U.现有下列器材:力电转换器、质量为m0的砝码、 电压表、滑动变阻器、干电池各一个,电键及导线若干,待测物体 (可置于力电转换器的受压面上). (1)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压 的调节范围尽可能大,画出完整的测量电路图; (2)简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m.
一、实验目的 1.认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性. 2.了解传感器在技术上的简单应用. 二、实验原理 传感器是将它感受到的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于 测量的量(一般是电学量).其工作过程是通过对某一物理量敏感的 元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的信号.例如,光 电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号,热电传感器是利 用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号,转换后的信号 经过电子电路的处理就可达到方便检测、自动控制、遥控等各种目 的.
2.数据处理 把记录的结果填入下表中,根据记录数据分析光敏电阻的特性.
结论:光敏电阻的阻值被光照射时发生变化,光照增强电阻变小,光 照减弱电阻变大. 六、注意事项 1.在做热敏实验时,加开水后要等一会儿再测其阻值,以使电阻温 度与水的温度相同,并同时读出水温. 2.光敏实验中,如果效果不明显,可将电阻部分电路放入带盖的纸 盒中,并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少. 3.欧姆表每次换挡后都要重新调零.
提供的器材如下: 光敏电阻Rp(符号, 阻值见上表) 直流电源E(电动势3 V,内阻不计); 定值电阻:R1=10 k Ω,R2=20 kΩ,R3=40 kΩ(限选其中之一并在 图中标出) 开关S及导线若干.
[规范解答] ①光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示. 特点:光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小.
[规范解答] 本题是传感器的应用问题,考查学生的实验与探究能力, 完成简单的实验设计,力电转换器虽然是一个全新的仪器,但它与
其他所有的测量仪器一样,有它们的共性,即需要有一个“调零”
的过程.仔细审题,题目中有很多重要的暗示,挖掘这些信息即是 我们解决问题的关键.“测量时先调节输入端的电压,使转换器空
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