光敏电阻特性自动测试装置的设计

光敏电阻的特性实验报告光敏电阻的特性实验报告引言：光敏电阻是一种能够根据光照强度改变电阻值的器件。

它在各种电子设备中被广泛应用，如光敏开关、光敏传感器等。

本实验旨在探究光敏电阻的特性，并通过实验数据分析其工作原理。

实验材料：1. 光敏电阻2. 电压源3. 电流表4. 电阻箱5. 光源6. 实验电路板实验步骤：1. 将光敏电阻连接到电路板上，注意正确连接极性。

2. 将电流表与电阻箱串联，连接到电路板上。

3. 将电压源与电路板相连，调节电压值为适当范围。

4. 将光源照射到光敏电阻上，并记录电流表的读数。

5. 改变光源的距离或强度，重复步骤4，记录多组数据。

实验结果：通过实验记录的数据，我们可以得到以下结论：1. 光敏电阻的电阻值随光照强度的增加而减小。

当光照强度较弱时，电阻值较大；当光照强度较强时，电阻值较小。

这与光敏电阻的工作原理相符。

2. 光敏电阻的电阻值与光照距离成反比关系。

当光源距离光敏电阻较远时，光照强度较弱，电阻值较大；当光源距离光敏电阻较近时，光照强度较强，电阻值较小。

3. 光敏电阻的电阻值变化不仅与光照强度有关，还与光源的波长有关。

不同波长的光照射到光敏电阻上，其电阻值的变化程度也不同。

讨论与分析：光敏电阻的特性实验结果与我们对其工作原理的理解相符。

光敏电阻的工作原理是基于光敏材料的光电效应。

当光照射到光敏电阻上时，光子的能量被光敏材料吸收，使其内部电子跃迁到导带中，从而导致电阻值下降。

因此，光敏电阻能够根据光照强度的变化来改变电阻值。

在实际应用中，光敏电阻常用于光敏传感器中。

通过测量光敏电阻的电阻值，可以获得环境光照强度的信息。

在自动照明系统中，光敏电阻可以根据光照强度的变化来控制灯光的亮度，实现自动调节。

此外，光敏电阻还可以用于光敏开关的设计。

通过光敏电阻的电阻值变化，可以实现光敏开关的开关控制。

当光照强度达到一定阈值时，光敏电阻的电阻值发生变化，从而触发开关动作。

结论：通过本次实验，我们深入了解了光敏电阻的特性和工作原理。

光敏电阻的光敏特性研究实验报告光敏电阻光敏特性的研究一、实验设计方案1.1、实验目的1、了解光敏电阻的基本特性，测出它的光照特性曲线。

2、学习使用电脑实测。

3、学习使用DataStudio软件。

4、学习了解设计性实验的基本方法。

1.2、实验原理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，（如图1）；入射光强，电射光弱，电阻增大。

光敏电敏感性与人眼对可见光μm的响应很接近，只要人光，都会引起它的阻值变化。

路时，通用白炽灯泡光线或控制光源，但本实验采用激通过两偏振片控制光照强度传感器测出。

图1 光敏结构图阻减小，入阻器对光的（0.4~0.76）眼可感受的设计光控电自然光线作光做光源，并由角速度1.2.1光敏电阻的光照特光电流随照度的变化而称为光照特性。

不同类型的光照特性不同，大多数光敏特性是非线性的。

某种光敏特性如图1所示。

利用光敏电阻的光照特一些材料的光吸收系数。

图2 某光敏电阻的光照特性性改变的规律光敏电阻的电阻的光照电阻的光照性可以测出1.2.2光敏电阻特性图3为某光敏电阻的的关系，利用光敏电阻的光敏图3 某光敏电阻的的阻值与光强关系阻值与光强特性，可以分别模拟设计一个简单的光控自动报警实验与一个光控自动照明实验。

光敏电阻的电阻与光强间关系曲线的线性关系,不可以用在线性的光感测量中. 1.3.2选用仪器列表仪器名称型号主要参数用途750接口 CI7650 阻抗最大的有效输入电压范围±10 V 数据采集处理计算机和DataStudio 电压传感器光敏电阻取样电阻激光器、偏振片 CI6874 CI6503 ——电压范围：±10 VAC/DC ——1000Ω。

数据采集平台、数据处理数据采集——作取样电阻提供光源 CdS ——转动传感器、电源导线等二、实验内容及具体步骤：2.1、测绘光敏电阻的光照特性曲线。

（1）按右图连接好电路，电压传感器连接到750接口。

标题光敏电阻检测系统的设计光敏电阻传感器检测系统的摘要该数字式光照强度检测仪以单片机和模数转换为技术核心，具体由单片机最小系统、下载通信模块、A/D模数转换模块、光照方向检测模块、输出选择模块和数码管显示模块组成。

在本系统的设计中，利用光敏电阻阻值随光强的变化特性来检测光强，采用单片机控制输出选择模块和数模转换芯片依次测量不同方向的光照强度，并通过编程处理数据进行光强的比较，最后通过数码管显示检测结果。

通过对电路的设计和软件调试，最终基本实现了基于单片机的数字式光照强度检测仪的整体功能，可显示最大光照强度及光强照射方向。

关键字：光敏电阻，单片机，光照强度ABSTRACTThe digital light intensity detector with microcontroller and analog-digital conversion as a core technology, specifically by the microcomputer system, download the communication module, A/D analog-digital conversion module, light direction detection module, the output selection module and digital display module composition.In this system design, use of photosensitive resistor characteristics with the light intensity to detect changes in light intensity, the output select control of single-chip module and several analog converter followed by measuring the light intensity in different directions, and handling data through the program intensity comparition, the final test results via digital display.In short, through the circuit design and the actual alignment, finally realizing a single chip based on digital light intensity detector of the overall function, can show a maximum light intensity and light intensity irradiation direction.Key words: photosensitive resistance;MCG;light intensity目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1课题的意义、目的和要求 (1)1.1.1课题的意义 (1)1.1.2课题的目的 (1)1.1.3 课题的要求 (2)1.2 数字式光照强度检测仪的发展前景及趋势 (3)1.3本课题主要研究的内容 (3)第2章系统概述 (4)2.1系统方案的选择与论证 (4)2.1.1 设计方案一 (4)2.1.2 设计方案二 (4)2.1.3设计方案三 (5)2.1.4 方案综合比较和选择 (6)2.2 系统工作原理 (6)2.3 本章小结 (7)第3章系统硬件设计 (8)3.1 单片机的选择 (8)3.1.1 单片机定义及特点 (8)3.1.2 单片机发展历史及应用 (10)3.2 单片机最小系统和通信模块的设计 (11)3.2.1单片机最小系统的设计 (11)3.2.2下载通信模块的设计 (14)3.3光敏电阻网络的设计 (14)3.4输出选择电路的设计 (17)3.5 A/D模数转换电路的设计 (18)3.6 数码管显示电路的设计 (19)3.7 本章小结 (20)第4章系统软件设计 (21)4.1 软件流程图 (21)4.2 软件简介及程序调试 (22)4.2.1 Keil软件简介 (22)4.2.2 Keil工程的建立及编译 (22)4.2.3 程序调试 (23)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)第1章绪论1.1 课题的意义、目的和要求1.1.1课题的意义本系统是一个基于单片机的数字式光照检测仪，通过数码管显示光度，并且具有判断光照方位能力。

光敏电阻光照特性实验设计方案一、实验目的1、了解光敏电阻的基本性质，测出相关数据并绘制它的光照特性曲线。

2、学习了解设计性实验的基本方法。

3、增强动手实践动手能力。

4、学会使用照度计测光强度。

二、实验原理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。

光敏电阻器对光的敏感性与人眼对可见光（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，通用白炽灯泡光线或自然光线作控制光源，但本实验采用发光二极管和小灯泡做光源，通过更换电压源来改变光照强度，由此测出光源两端的电压u、电流值i。

并且得出u-lux图、i-lux图利用数字万用表测出光敏电阻在每个时刻变化的电阻值，然后做出r-lux图实验电路图如下：照度计使用：1、照度计(或称勒克斯计)是一种专门测量光度、亮度的仪器仪表。

就是测量光照强度(照度) 是物体被照明的程度，也即物体表面所得到的光通量与被照面积之比。

照度计通常是由硒光电池或硅光电池和微安表组成，见图。

照度计测量原理:光电池是把光能直接转换成电能的光电元件。

当光线射到硒光电池表面时，入射光透过金属薄膜4到达半导体硒层2和金属薄膜4的分界面上，在界面上产生光电效应。

产生电位差的大小与光电池受光表面上的照度有一定的比例关系。

这时如果接上外电路，就会有电流通过，电流值从以勒克斯（Lx）为刻度的微安表上指示出来。

光电流的大小取决于入射光的强弱和回路中的电阻。

照度计有变档装置，因此可以测高照度，也可以测低照度。

2.使用要求：①光电池应用直线性好的硒(Se)光电池或硅(Si）光电池;长时间工作仍能保持良好的稳定性,且灵敏度高;高E时选用高内阻的光电池,其灵敏度低而线性好,受强光照射不易受损②内付有V(λ)修正滤光片,适宜用异色温光源的照度,误差小③光电池前加一块余弦角度补偿器(乳白玻璃或白色塑料)原因是入射角大时,光电池偏离余弦定则④照度计应工作在室温或接近室温下(光电池漂移随温度改变而发生改变）三、使用仪器列表1、密封的长方体纸箱2、一个电阻1000Ω、一个光敏电阻3、开关1个4、小灯泡、发光二极管各一个5、直流电源12v，导线若干6、照度计、电压表、电流表各一个四、实验内容及步骤（一）发光二极管作光源：1、按电路图连接好放入纸箱子里面2、先固定发光二极管与光敏电阻之间距离不变，然后闭合开关3、把电源电压从1v-12v之间每隔一伏记录一组数据填入下表：光强度（lux）电流（A）电压（v）对应电阻（Ω）4、根据所得的数据作出r-lux图、u-lux图、i-lux图5、先光源固定后，把照度计和光敏电阻同时从光源前开始向远处移动，每移动5cm记录一组数据，然后填入下表（注：选定一个标准的电压电流值，即光源强度不改变的情况下）光强度（lux）移动距0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50离（cm）对应电阻（Ω）6、作出s-lux图，r-lux图（二）小灯泡作光源1、更换光源为小灯泡后，重复上述的步骤，测出相应的值填入下表光强度（lux）电流（A）电压（v）对应电阻（Ω）2、根据所得的数据作出r-lux图、u-lux图、i-lux图3、先光源固定后，把照度计和光敏电阻同时从光源前开始向远处移动，每移动5cm记录一组数据，然后填入下表（注：选定一个标准的电压电流值，即光源强度不改变的情况下）光强度（lux）移动距0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50离（cm）对应电阻（Ω）3、作出s-lux图，r-lux图4、与发光二极管作光源时测得的数据作对比，选出较为理想的光源，并说明理由五、数据处理及分析1、绘制出发光二极管作光源，固定光源与照度计距离时：（r-lux图、u-lux 图、i-lux图）移动时对应：（s-lux图，r-lux图）2、绘制出小灯泡作光源，固定光源与照度计距离时：（r-lux图、u-lux图、i-lux图）移动时对应：（s-lux图，r-lux图）六、比较选用不同光源时得出的图像的区别（1）（2）七、误差分析八、实验结果陈述与总结。

课程名称：大学物理实验（一）实验名称：光敏电阻特性研究二、实验原理1.光敏电阻：基于内光电效应的一种光传感器探头，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）图1 光敏电阻外观图2 光敏电阻符号图3 光敏电阻光照特性2.光敏电阻的结构和基本特性：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）可达1～10 M欧，在强光条件（100 LX流明）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧。

3.光敏电阻的原理：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6 光敏电阻伏安特性表5.光敏电阻光照特性：光敏电阻又称光导管，在特定波长的光照射下，其阻值会迅速减小。

原因：光照后产生的载流子都参与导电，从而使光敏电阻的阻值迅速下降（百兆欧到百欧）。

6.光敏电阻其他特性参数：1)暗电流、暗电阻：在一定的电压下，没有光照时，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。

2)灵敏度：灵敏度是指暗电阻与受光照射时的亮电阻的相对变化值。

3)光谱响应：是指光敏电阻在不同波长的光照下的灵敏度。

光敏电阻特性测量实验报告光敏电阻特性测量实验报告引言：光敏电阻是一种能够根据光照强度变化而改变电阻值的电子元件。

它广泛应用于光电传感器、光控开关等领域。

本实验旨在通过测量光敏电阻的特性曲线，了解其在不同光照条件下的电阻变化规律。

实验装置：本实验所用的装置包括一个光敏电阻、一个可变电阻、一个电压表、一个电流表和一个光源。

光敏电阻的两个引脚分别连接在电路的两个端点，可变电阻则用于调节电路中的电流。

实验步骤：1. 将实验装置搭建好后，先调节可变电阻，使电路中的电流达到一个适当的范围。

2. 将光源照射在光敏电阻上，并记录下此时的电流和电压值。

3. 逐渐增加光源的亮度，重复步骤2，记录不同光照强度下的电流和电压值。

4. 根据实验数据，绘制光敏电阻的特性曲线。

实验结果与讨论：通过实验测量，我们得到了光敏电阻在不同光照强度下的电流和电压值。

根据这些数据，我们可以绘制出光敏电阻的特性曲线。

特性曲线的形状与光敏电阻的材料和结构有关。

一般情况下，当光照强度增加时，光敏电阻的电阻值会减小，电流值会增大。

这是因为光照能量激发了光敏电阻中的载流子，使其在材料中移动，导致电阻减小。

而当光照强度减小时，电阻值会增加，电流值会减小。

光敏电阻的特性曲线可以用来描述其在不同光照条件下的工作状态。

通过观察特性曲线，我们可以了解到光敏电阻的灵敏度和响应速度。

灵敏度指的是光敏电阻对光照强度变化的响应程度，而响应速度则表示光敏电阻从接收到光照信号到产生响应的时间。

实验中，我们还可以通过改变可变电阻的值，观察光敏电阻的特性曲线是否发生变化。

可变电阻的作用是调节电路中的电流，当电流变化时，光敏电阻的特性曲线也会发生相应的变化。

这可以帮助我们更好地理解光敏电阻的工作原理。

结论：通过本次实验，我们成功测量了光敏电阻的特性曲线，并了解了其在不同光照强度下的电阻变化规律。

光敏电阻的特性曲线可以用来描述其工作状态，帮助我们了解其灵敏度和响应速度。

此外，通过改变可变电阻的值，我们还可以观察到光敏电阻特性曲线的变化。

0 引言马吕斯定律用于验证光的横波性，是偏振光学中的重要内容。

实验室中，激光通过起偏器后获得线偏振光，再经过检偏器；通过调节检偏器的角度，可以得到对应角度的光强。

一般利用硅光电池配合检流计法验证马吕斯定律。

但现有装置在进行马吕斯验证实验时有一定的局限性：（1）需要手动调节检偏器，在调节检偏器角度时有一定的误差；（2）硅光电池和检流计测量时精度有限；（3）需要在暗光条件下进行。

近年来，研究人员对该传统装置进行了各种改进。

尹真等人利用CCD 及相关软件直接测量/显示光强[1]；王建中等人利用PASCO 传感器和数据采集卡实现了相对光强和检偏器旋转角度的自动完成[2-3]；蔡建乐等人利用光强分布测试仪实现了极小角度变化时对应的光强测量[4]；杨胡江等人利用的Android 手机光强传感器和Arduino uno 单片机、步进电机等，提高了测量效率[5]；喻秋山等人利用双PIN 光电二极管和STM32F103微处理器实现了光强数据的采集、处理和输出[6]。

本文对传统的实验系统进行改进，采用光敏电阻和STC-89C516RD51单片机，同时利用28BYJ-48步进电机和同步带，开发了基于光敏电阻和STC89C516RD51单片机的“马吕斯定律验证”自动测量系统。

该系统实现了检偏器的小角度自动定向旋转，以及数据的测量和显示，提高了实验操作的效率和测量数据的准确性。

1 马吕斯定律光的偏振是指光的振动方向在传播方向上的不对称现象。

如图1所示，利用偏振片P a （起偏器）将激光调制为线偏振光，当线偏振光再次透过作为理想检偏器的偏振片P b 时：（1）如果检偏器与起偏器透光轴互相平行，透过的偏振光光强不变；（2）当二者透光轴相互垂直时，透射光完全不能通过，光强为零；（3）一般情况下，两个平行放置的偏振片的透光轴互成θ角，透射光强和θ有关。

假设入射到检偏器上的光强为I 0，则透射出来的光强为 I=I 0×cos 2θ实验室中，马吕斯实验装置如图2所示。

实验五光敏电阻特性测试实验实验五光敏电阻特性测试实验一、实验目的:了解光敏电阻的基本原理和特性。

二、实验设备:光电传感器实验模块、直流稳压电源、恒流源、万用表，计算机图5-1 光敏电阻原理结构三、实验原理: 光敏电阻的工作原理是基于光电导效应。

在无光照时，光敏电阻具有很高的阻值，在有光照时，当光子的能量大于材料的禁带宽度，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，激发出电子—空穴对，使电阻降低;入射光愈强，激发出的电子—空穴对越多，电阻值越低;光照停止后，自由电子与空穴复合，导电性能下降，电阻恢复原值。

光敏电阻通常是用半导体材料CdS或CdSe等制成，图5-1为光敏电阻的原理结构，它是由涂于玻璃底板上的一薄层半导体物质构成，半导体上装有梳状电极。

由于存在非线性，因此光敏电阻一般用在控制电路中，不适用作测量元件。

发光二极管输出光功率P与驱动电流I的关系由下式确定:P=ηEI/e p其中，η为发光效率，E为光子能量，e为电子电荷常数。

输出光功率与驱动电流呈线性p关系，因此本实验用一个驱动电流可调的红色超高亮度发光二极管作为实验用光源。

四、实验内容与步骤:1、光敏电阻置于光电传感器模块上的暗盒内，其两个引脚引出到面板上。

暗盒的另一端装有发光二极管，通过驱动电流控制暗盒内的光照度。

2、如图5-2连接实验台恒流源输出到光电传感器模块驱动LED，电流大小通过直流毫安表内测检测，用万用表的欧姆档测量光敏电阻阻值。

图5-2 光敏电阻试验电路连接图3、打开LabVIEW程序“光敏电阻特性测试实验”，在步长中输入每次采样输入电流的变化量为2mA。

4、开启实验台电源，通过改变LED的驱动电流，按设定的步长调节驱动电流的大小，并将光敏电阻阻值记录到电阻值一栏中，点击采样，经过十次采样后得到得到电阻-电流曲线，如图5-2所示。

确定光敏电阻的线性工作区域5、根据确定下的光敏电阻的线性工作区域确定初始位移，步长，重复上述试验得到电阻-电流曲线及灵敏度等信息如图5-3所示。

暨南大学本科实验报告专用纸课程名称：光电子材料与器件实验实验项目名称：1.1 光敏电阻特性参数及其测量实验项目类型验证实验地点N127 成绩评定学生姓名何淦文学号2015051626 学院信息科学技术学院系电子工程系专业电子科学与技术实验时间2018年4月10日下午～4月10日下午指导教师杨恢东实验1.1 光敏电阻特性参数及其测量1. 实验目的通过本实验，认识并学习光敏电阻，掌握光敏电阻的基本工作原理、暗电阻、亮电阻、光照特性等基本参数及其测量方法。

2. 实验器材①光电传感器实验平台主机1台；②LED光源实验装置1个；③发光二极管R、G、B、W四色各1个；④光敏电阻1个；⑤光电探测实验装置1个；⑥滑块3个；⑦光电器件支杆3个；⑧连接线20条；⑨照度计探头1个；3. 实验步骤（1）元件组装①将光敏电阻牢固地安插在光电探测实验装置上，如图1.1-1所示。

将延长接圈拧到装置上，将接圈上的定位块旋转到合适位置，使光敏电阻固定不动且与装置同轴，即完成光敏电阻实验装置的安装；光敏电阻实验装置后面黑色引出线为黑螺钉一侧（负极）插孔引出电极，而红色引出线为靠近白螺钉一侧（正极）插孔引出电极。

将光敏电阻实验装置用支撑杆安装在滑块上，再用滑块将光敏电阻实验装置固定在导轨。

图1.1-1 图1.1-2②将LED发光二极管（白色）牢固地安插在LED光源装置上，二极管的长脚插入白色螺钉一侧的插孔内（正极），短脚插入黑色螺钉一侧的插孔内（负极），如图1.1-2。

将延长接圈拧到装置上，将接圈上的定位块旋转到合适位置，使得LED固定不动且与装置同轴，即完成LED光源装置的安装。

光源装置后面黑色引出线为黑螺钉一侧（负极）插孔引出电极，而红色引出线为靠近白螺钉一侧（正极）插孔引出电极。

将光源装置用支撑杆安装在滑块上，再用滑块将光源装置固定在导轨上。

③将光源装置与光敏电阻实验装置相对安装在一起，使LED发出的光恰好被光敏电阻所接收，并能够排除外界杂光的干扰为最好，如图1.1-3。