長安大學(xué)傳感器課程設(shè)計(jì)(光敏電阻).doc

長 安 大 學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 題 目：光敏電阻設(shè)計(jì)課程名稱：傳感器原理及其應(yīng)用學(xué) 院：信息工程學(xué)院班 級：電子信息工程2班學(xué) 生：小組成員：二一五年六月五日目 錄第一部分 摘要1.1摘 要- 2 -第二部分 光敏電阻的結(jié)構(gòu)與原理2.1 結(jié)構(gòu)- 2 -2.2 原理- 4 -第三部分 設(shè)計(jì)電路介紹3.1 電路示意圖-5 -3.2 功能介紹-6 -3.3 主要器件介紹- 6 -第四部分 材料清單4.1 材料清單- 7 -第五部分 實(shí)驗(yàn)感想5.1 實(shí)驗(yàn)感想- 7 -一、 摘要光敏傳感器是最常見的傳感器之一，它的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、太陽能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD和CMOS圖像傳感器等。光傳感器是目前產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的傳感器之一，它在自動控制和非電量電測技術(shù)中占有非常重要的地位。最簡單的光敏傳感器是光敏電阻，當(dāng)光子沖擊接合處就會產(chǎn)生電流。光傳感器是利用光敏元件將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長。光傳感器不只局限于對光的探測，它還可以作為探測元件組成其他傳感器，對許多非電量進(jìn)行檢測，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號的變化即可。二、 光敏電阻的結(jié)構(gòu)與原理1、結(jié)構(gòu)光敏電阻器又叫光感電阻，其工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。光敏電阻是利用半導(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；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。光敏電阻的符號如圖1-1所示。圖1-1 光敏電阻構(gòu)成與原理：用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，通常大于1M。當(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子空穴對增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子空穴對將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。光電特性：在光敏電阻兩級電壓固定不變時(shí)，光照度與電阻及電流間的關(guān)系稱為光電特性，光電特性曲線如圖1-2所示 圖1-2光敏電阻特性曲線2、原理光傳感器是利用光敏元件將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長。光傳感器的不只局限于對光的探測，它還可以作為探測元件組成其他傳感器，對許多非電量進(jìn)行檢測，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號的變化即可。光傳感器是目前產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的傳感器之一它在自動控制和非電量電測技術(shù)中占有非常重要的地位。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種特殊電阻器，對光線十分敏感，它的電阻值能隨著外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化。他在無光照射時(shí)，呈高阻狀態(tài)；當(dāng)有光照射時(shí)，其電阻值迅速減小。廣泛應(yīng)用于各種控制電路（如自動照明燈控制電路、自動報(bào)警電路等）、家用電器（如電視機(jī)中的高度自動調(diào)節(jié)，照相機(jī)中的自動曝光控制等）及各種測量儀器中。光敏電阻又稱光導(dǎo)管，它幾乎都是用半導(dǎo)體材料制成的光電器件。光敏電阻沒有極性， 純粹是一個電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交流電壓。無光照時(shí)，光敏電阻值（暗電阻）很大，電路中電流（暗電流）很小。當(dāng)光敏電阻受到一定波長范圍的光照時(shí)，它的阻值（亮電阻）急劇減小，電路中電流迅速增大。 一般希望暗電阻越大越好，亮電阻越小越好， 此時(shí)光敏電阻的靈敏度高。實(shí)際光敏電阻的暗電阻值一般在兆歐量級， 亮電阻值在幾千歐以下。三、 設(shè)計(jì)電路介紹1、 電路示意圖2、 功能介紹模塊測驗(yàn)?zāi)KVCC接高電平。模塊GND接低電平。接好VCC和GND，模塊電源指示燈會亮將模塊放置有光源處，調(diào)節(jié)板上藍(lán)色電位器，直到板上開關(guān)指示燈亮，然后用手遮住光敏二極管，模塊開關(guān)指示燈將會滅。將手拿開，開關(guān)指示燈再會到點(diǎn)亮狀態(tài)。這個現(xiàn)象就是說明，光源可以觸發(fā)模塊，從而使開關(guān)指示燈點(diǎn)亮 3、 主要器件介紹電路主要元器件功能。電路主要由光敏傳感器模塊，測試電路（發(fā)光二極管），保護(hù)電路，電源電路構(gòu)成。光敏傳感器模塊主要由電源開關(guān)指示電路，LM393芯片構(gòu)成的比較輸出電路，光敏電阻，電位器，保護(hù)電路構(gòu)成。電路圖如右四、 材料清單價(jià)目清單：（單位：元￥） 電路板2傳感器模塊10發(fā)光二極管1.5電阻1杜邦線3電源線1.5合計(jì):19元五、 實(shí)驗(yàn)感想經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，看著自己做得東西才明白那些以前懂的，我們不一定會做出來，也許所有的一切都停留在紙上談兵的水平。實(shí)踐出真知，這句話這時(shí)候我才真正的理解。 失敗過才知道自己真正的水平，以前總以為理論是最重要的?，F(xiàn)在才知道實(shí)踐也同樣重要，實(shí)踐過后才會真正掌握理論。學(xué)生時(shí)代，很多人只注重了理論，忽略了實(shí)踐的重要性和必要性。從而導(dǎo)致很多大學(xué)