传感器课设报告.doc

河北科技大学 课程设计报告 学生姓名 学 号： 专业班级： 课程名称： 传感器原理及应用 指导教师： 学年学期： 2 013 —2 014 学年第 1 学期 2 0 13 年 12 月 课程设计成绩评定表 学生姓名 学 号 成绩 专业班级 电信113 起止时间 2013.12.30-2014.1.3 设计题目 光敏电阻控制三极管的通断 指 导 教 师 评 语 指导教师： 年 月 日 目录 一、光电传感器的简介 二、课程设计的目的 三、本设计的原理 四、相关元器件的说明和介绍 五、设计电路的实物图 六、实际调试过程 七、心得与体会 一、光电传感器的简介 　　光电式传感器是将被测量的变化转化成光信号的变化，再通过光电器件把光信号的变化转化成电信号的一种传感器。它一般由光源、光学通路、光电器件三部分组成。被测量作用于光源或者光学通路，从而引起光量的变化。 光电效应： 在光线的作用下，金属内的电子逸出金属表面，向外发射的现象称为外光电效应，基于外光电效应的器件有光电管和光电倍增管。在光线作用下，物质电阻率发生变化的现象称为内光电效应，基于内光电效应的器件有光敏电阻，光导管。 光电管： 光敏电阻 光敏电阻又称光导管，是一种均质半导体光电元件。它具有灵敏度高、光谱响应范围宽、体积小、重量轻、机械强度高、耐冲击、耐振动、抗过载能力强和寿命长等特点。 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。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。光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1~10M欧,在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。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）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。掌握传感器的使用方法和设计要点的基本技能，加深对“传感器原理及检测技术”理论知识的理解，为从事仪器系统开发与设计打下基础农业大棚、城市照明 四、相关元器件的说明和介绍 1、光敏电阻 光敏电阻又称光导管，是一种均质半导体光电元件。它具有灵敏度高、光谱响应范围宽、体积小、重量轻、机械强度高、耐冲击、耐振动、抗过载能力强和寿命长等特点。 2 、光敏电阻的原理和结构 光敏电阻受到光照时，由于内光电效应，因而其导电性能增强而电阻R0值下降，所以流过负载电阻RL的电流及其两端电压会发生变化。一般而言，光线越强，电流越大。当光照停止时，光电效应会立即消失，电阻又恢复原值。 通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。为了获得高的灵敏度，光敏电阻的电极常采用梳状图案，它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上蒸镀金形成 3、主要参数与特性 （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。 （）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。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。 （）伏安特性曲线。伏安特性曲线用来描述光敏电阻的外加电压与光电流的关系，对于光敏器件来说，其光电流随外加电压的增大而增大。光敏电阻器主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置和“位置检测器”，极薄零件的厚度检测器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方面。 4、发光二极管 ?发光二极管（LED）是一种由磷化镓（gap）等半导体材料制成的、能直接将电能转变成光能的发光显示器件。当其内部有一定电流通过时，它就会发