《光電檢測技術(shù)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

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1、《光電檢測技術(shù)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書丁松南京工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院2006-04-17目錄實(shí)驗(yàn)一光敏電阻特性實(shí)驗(yàn)……………………………………1實(shí)驗(yàn)二光敏電阻開關(guān)設(shè)計實(shí)驗(yàn)………………………………4實(shí)驗(yàn)三光柵位移實(shí)驗(yàn)…………………………………………6實(shí)驗(yàn)四面陣CCD電荷耦合器件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)——線徑測量……9實(shí)驗(yàn)五光電二極管、三極管特性實(shí)驗(yàn)………………………12實(shí)驗(yàn)六光電池特性實(shí)驗(yàn)………………………………………16實(shí)驗(yàn)一光敏電阻特性實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解光敏電阻的光電特性、伏安特性。二．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．偏置電壓一定時，光敏電阻的阻值和照度的對應(yīng)關(guān)系。2．照度一定時，光敏電阻的偏置電壓與其電流的對應(yīng)關(guān)系。

2、3．照度改變時，光敏電阻的偏置電壓和電流的對應(yīng)關(guān)系。三．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1．直流穩(wěn)壓電源。2．光敏電阻。3．相關(guān)信號處理單元。四.實(shí)驗(yàn)線路及原理光敏電阻是一種當(dāng)光照射材料表面被吸收后，在其中激發(fā)載流子，使材料導(dǎo)電性能發(fā)生變化的內(nèi)光電效應(yīng)器件。當(dāng)加上一定電壓后，光生載流子在電場的作用下沿一定方向運(yùn)動在電路中產(chǎn)生電流，達(dá)到光電轉(zhuǎn)換的目的。當(dāng)入射光的照度一定時，電路中的電流與光敏電阻的偏置電壓存在一定的關(guān)系。由于光激發(fā)所產(chǎn)生的載流子會改變光敏電阻的電導(dǎo)值，而在沒有光照的情況下熱激發(fā)所產(chǎn)生的載子同樣也會改變光敏的電導(dǎo)值，只是對于光敏電阻而言光電導(dǎo)起主要作用。所以，光敏電阻在光照條件下，總

3、電流由兩部分組成：亮電流=光電流+暗電流。-19-光敏電阻單元接線圖五.實(shí)驗(yàn)方法與步驟1、直流穩(wěn)壓電源置V檔，光敏電阻探頭用專用導(dǎo)線一端連接后，插入照度實(shí)驗(yàn)架上傳感器安裝孔，導(dǎo)線另一端插入面板上“光敏電阻Ti”插口。2、開啟電源及光強(qiáng)開關(guān)，并將“光強(qiáng)/加熱”開關(guān)置5檔，此時入射照度最大。同時檢查加熱開關(guān)是否關(guān)閉。3、在“光敏電阻單元”如圖1-1接線。4、檢查接線是否正確。5、關(guān)閉光強(qiáng)開關(guān)，記下電流表度數(shù)（暗電流），將數(shù)據(jù)記錄。隨后將“光強(qiáng)/加熱”開關(guān)置“1”檔。6、開啟光強(qiáng)開關(guān)，記錄電流表讀數(shù)，并逐步將“光強(qiáng)/加熱”開關(guān)轉(zhuǎn)換到“5”檔，記錄每一檔所對應(yīng)的電流表讀數(shù)，并填入下表。

4、光強(qiáng)(檔)012345電流(mA)7、將光強(qiáng)/加熱開關(guān)置于“5”檔，直流穩(wěn)壓電源置于V檔。8、保持光強(qiáng)/加熱開關(guān)在“5”檔，將“直流穩(wěn)壓電源”分檔逐步調(diào)整至V，并逐一記下電流表讀數(shù)并填入下表-19-電壓(V)4681012電流(mA)9、將光強(qiáng)/加熱開關(guān)分別調(diào)至“4”和“3”檔，重做步驟8，記錄電流表讀數(shù)填入下表光強(qiáng)/加熱開關(guān)置“4”檔電壓(V)4681012電流(mA)光強(qiáng)/加熱開關(guān)置“3”檔電壓(V)4681012電流(mA)六.實(shí)驗(yàn)報告內(nèi)容與要求1．填寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格。2．12V偏置電壓下的照度-電流曲線。3．5檔照度下，光敏電阻的V-I特性曲線。4．4檔照度下，光敏電阻的

5、V-I特性曲線。5．3檔照度下，光敏電阻的V-I特性曲線。七.思考1．12V偏置電壓下的照度-電流曲線可以分析得出照度與電阻的關(guān)系如何？2．照度對于光敏電阻的伏安特性有何影響？-19-實(shí)驗(yàn)二光敏電阻開關(guān)設(shè)計實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.光敏電阻的應(yīng)用方式。2.光電開關(guān)的工作原理。3.LED驅(qū)動電路的應(yīng)用。二．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.光敏電阻檢測電路的使用。2.設(shè)計電路控制LED的亮滅。三．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1.直流穩(wěn)壓電源。2.光敏電阻。3.相關(guān)信號處理單元。4.LED指示燈。四.注意事項(xiàng)1.LED指示燈需要接保護(hù)電阻，否則極易燒毀。2.晶體管放大電路中集電極不可與電源短接。五.實(shí)驗(yàn)線路及原理光敏電阻是

6、一種當(dāng)光照射材料表面被吸收后，在其中激發(fā)載流子，使材料導(dǎo)電性能發(fā)生變化的內(nèi)光電效應(yīng)器件。當(dāng)加上一定電壓后，光生載流子在電場的作用下沿一定方向運(yùn)動在電路中產(chǎn)生電流，達(dá)到光電轉(zhuǎn)換的目的。當(dāng)入射光的照度一定時，電路中的電流與光敏電阻的偏置電壓存在一定的關(guān)系。常用的光敏電阻測量電路有恒流電路和恒壓電路。LED驅(qū)動電路的相關(guān)知識見書本有關(guān)章節(jié)。六.實(shí)驗(yàn)方法與步驟-19-1.參考書本關(guān)于光敏電阻檢測（恒流/恒壓）電路，設(shè)計一電路，由實(shí)驗(yàn)臺光源照度控制LED指示燈的亮滅。2.直流穩(wěn)壓電源置V檔，光敏電阻探頭用專用導(dǎo)線一端連接后，插入照度實(shí)驗(yàn)架上傳感器安裝孔，導(dǎo)線另一端插入面板上“光敏電阻Ti

7、”插口。3.按預(yù)先設(shè)計的電路選擇合適電路元件搭建開關(guān)電路。4.將保護(hù)電阻和毫安表與LED串接，便于記錄LED中的電流大小。5.光強(qiáng)/加熱開關(guān)置5檔，開啟光強(qiáng)/加熱開關(guān)。6.將光強(qiáng)/加熱開關(guān)逐步轉(zhuǎn)至4-1檔，記錄指示燈的亮滅情況填入下表光強(qiáng)(檔)012345電流(mA)7.轉(zhuǎn)動光譜調(diào)整架測微頭使傳感器透光狹縫進(jìn)入光譜帶紅光一側(cè)。8.轉(zhuǎn)動測微桿，在光譜帶內(nèi)移動狹縫，注意LED指示燈的閃亮情況七.實(shí)驗(yàn)報告內(nèi)容與要求1.繪制設(shè)計的光明電阻開關(guān)電路。2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格。八.思考1.控制方式是否只有一