物理实验
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-光敏电阻特性实验1
补充实验2 光敏电阻特性实验
一、实验目的
1、了解光敏电阻的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线。
二、光敏电阻的基本特性及实验原理
1、伏安特性
光敏电阻在一定的入射光强照度下，光敏电阻的电流I与所加电压U之间的关系称为光敏电阻的伏安特性。改变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选择电参数的重要依据。某种光敏电阻的伏安特性曲线如图1所示。
图1 光敏电阻的伏安特性曲线
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。
2、光照特性
光敏电阻的光谱灵敏度与入射光强之间的关系称为光照特性，有时光敏电阻的输出电压或电流与入射光强之间的关系也称为光照特性，它也是光敏电阻应用设计时选择参数的重要依据之一。某种光敏电阻的光照特性如图2所示。
图2 光敏电阻的光照特性曲线
光敏电阻的光照特性呈非线性，一般不适合作线性
检测
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元件。
三、实验仪器
DH-CGOP光敏传感器实验仪由光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池四种光敏传感器及直流恒压源DH-VC3、发光二极管、Ф2.2光纤、光纤座、暗箱(九孔板实验箱)、数字电压
表
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、电阻箱(自备)、低频信号发生器(自备)、示波器(自备)、短接桥和导线等组成，见图3所示。
图3-1 DH-VC3直流恒压源面板图
图3-2灯泡盒 图3-3 发射管 图3-4 接收管 图3-5 接收管
图3-6 光敏电阻 图3-7 硅光电池 图3-8 光电二极管 图3-9 光电三极管
图3-10 电阻盒1kΩ 图3-11 电阻盒1kΩ 图3-12 电阻盒470Ω 图3-13 电阻盒10Ω
图3-14 电阻盒4.7KΩ 图3-15 电阻盒47Ω 图3-16 电容盒1uF
图3-17 喇叭盒 图3-18 NPN三极管盒 图3-19 短接桥
图3-20 九孔实验主板(箱内)
图3 主要实验仪器和元器件示意图
实验时，实验元件都置于暗箱中的九孔插板中，通过暗箱左边的连接孔来实现箱内元件同外部电源以及测量仪表的连接;光强可以通过改变光源(灯泡元件盒)的供电电压或调节光源到传感器的距离来实现(改变元件插在九孔板中的位置)，该实验仪既可以在自然光条件下进行实验也可以在暗光的条件下做实验。下图4为九孔板中相邻两九孔之间的距离关系。
15.00 mm
20.00 mm
图4九孔板插孔之间距离
四、实验内容
实验中对应的光照强度均为相对光强，可以通过改变点光源电压或改变点光源到各光电传感器之间的距离来调节相对光强。光源电压的调节范围在0,12V，光源和传感器之间的距离调节范围为:5,230mm。
1、光敏电阻的特性实验
1.1、光敏电阻伏安特性实验
图5 光敏电阻特性测试电路
(1)按原理图5接好实验线路，将光源用的钨丝灯盒、检测用的光敏电阻盒、电阻盒置于暗箱九孔插板中，电源由DH-VC3直流恒压源提供，光源电压0,12V(可调)。
(2)通过改变光源电压或调节光源到光敏电阻之间的距离以提供一定的光强，每次在一定的光照条件下，测出加在光敏电阻上电压U为+2V、+4V、+6V、
UR+8V、+10V时5个光电流数据，即,同时算出此时光敏电阻的阻值I,ph1.00K,
U,URR,。以后逐步调大相对光强重复上述实验，进行5,6次不同光强实pIph
验数据测量。
(3)根据实验数据画出光敏电阻的一组伏安特性曲线。
1.2、光敏电阻的光照度特性实验
(1)按原理图5接好实验线路，将光源用的钨丝灯盒、检测用的光敏电阻 盒、电阻盒置于暗箱九孔插板中，电源由DH-VC3直流恒压源提供。
(2)从U=0开始到U=12V，每次在一定的外加电压下测出光敏电阻在相对
URI,光照强度从“弱光”到逐步增强的光电流数据，即:，同时算出此ph1.00K,
U,URR,时光敏电阻的阻值，即:。 pIph
3)根据实验数据画出光敏电阻的一组光照特性曲线。 (
【 思考
题
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】
1、举例说明光敏电阻应用。
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