实验8-传感器之光敏篇

光敏传感器光电特性测量实验光敏传感器是将光信号转换为电信号的传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接引起光强度变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其它非电量，如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。

光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。

光敏传感器的物理基础是光电效应，即半导体材料的许多电学特性都因受到光的照射而发生变化。

光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。

外光电效应是指在光照射下，电子逸出物体表面的外发射的现象，也称光电发射效应，基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。

内光电效应是指入射的光强改变物质导电率的物理现象，称为光电导效应。

几乎大多数光电控制应用的传感器都是此类，通常有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等。

当然近年来新的光敏器件不断涌现，如：具有高速响应和放大功能的APD雪崩式光电二极管，半导体色敏传感器、光电闸流晶体管、光导摄像管、CCD图像传感器等，为光电传感器进一步的应用开创了新的一页。

本实验主要是研究光敏电阻、硅光电池、光敏二极管、光敏三极管四种光敏传感器的基本特性。

光敏传感器的基本特性包括：伏安特性、光照特性、时间响应、频率特性等。

掌握光敏传感器基本特性的测量方法，为合理应用光敏传感器打好基础。

【实验目的】了解硅光电池的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线。

仪器简介仪器由全封闭光通路、实验电路、待测光敏传感器（光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池）、实验连接线等组成。

仪器安装在360×220×80（mm)实验箱内，仪器面板如下图按面板电路图指示插好线路，安装好待测光敏传感器就能进行测试实验了。

【实验原理】1．伏安特性光敏传感器在一定的入射照度下，器件所加电压与光电流之间的关系称为光敏器件的伏安特性。

光敏传感器实验报告缺点与不足1.引言1.1 概述概述部分的内容可以描述光敏传感器的基本概念和作用，以及在实验中的重要性。

以下是一个概述部分的示例：光敏传感器作为一种重要的光电器件，在现代科技中发挥着重要的作用。

它能够将光信号转化为电信号，从而实现对光照强度的检测和测量。

光敏传感器广泛应用于各个领域，包括工业自动化、智能家居、医疗仪器等。

本次实验旨在探讨光敏传感器的实际应用和性能特点，并尝试评估其在特定条件下的缺点和不足之处。

通过这次实验，我们可以更好地了解和掌握光敏传感器的工作原理，为其进一步的改进提供参考。

在本篇报告中，我们将首先介绍实验所采用的光敏传感器的基本原理和结构。

然后，我们将详细分析和讨论实验过程中所发现的两个主要缺点，并提出相应的改进建议。

最后，我们将对整个实验进行总结，并展望未来对光敏传感器的研究和应用方向。

通过本次实验的研究和讨论，我们可以更深入地了解光敏传感器在实际应用中的局限性和挑战，为进一步的研究和改进提供重要的参考和启示。

希望通过我们的努力和研究，可以推动光敏传感器技术的发展，实现更加精确和可靠的光照强度检测与测量。

文章结构部分应该包含文章的整体结构，以及各个部分的内容概述。

具体编写如下：1.2 文章结构本文包括以下几个部分：1. 引言引言部分主要对本实验报告进行概述，并介绍文章的目的。

首先，我们会简要介绍光敏传感器的作用及其在现代科技中的重要性。

然后，我们会介绍本实验报告的整体结构，包括各个章节的主要内容和目标。

2. 正文正文部分是本实验报告的核心部分，主要讨论光敏传感器实验中发现的缺点与不足。

其中，我们将详细分析两个主要的缺点，并提供详细的实验数据和分析结果。

首先，我们将介绍第一个缺点，并解释其对实验结果的影响。

然后，针对第二个缺点，我们将提供可能的解释和分析，并讨论其对实验的影响程度。

3. 结论结论部分对整个实验报告进行总结，并提出一些建议改进的方向。

首先，我们将对实验中发现的缺点进行总结，并评估其对实验结果的影响。

光敏传感器（光敏电阻）实验电路实验电路1：单管光控试验(路灯自动控制原理)所需元件：光敏电阻1支(直径5mm、亮光电阻值为2kΩ)，1／4W2kΩ电阻1支，9014三极管1支，高亮度发光二极管1支，2节5号电池盒1个，37mm×25mm万用印刷板1块。

学习步骤：①用万用表×1K档测量光敏电阻的阻值，光照时电阻小。

光不照电阻大。

②分析光控电路原理。

③安装接线。

④接通电源试验：光照时发光管不亮，用手捂住光敏电阻，挡住光线，发光管亮，表示成功。

电路原理：如下图所示，晶体管C、E与发光二极管串联后接到3V电池上，晶体管C、E之间电阻的大小，取决于Ub。

(由Cds光敏电阻上所分得的电压决定)。

2kQ的电阻与Cds光敏电阻串联后接3V 电源，当有光照时(白天)光敏电阻Cds阻值变小(串联电路中电压的分配与电阻值成正比)，分配的电压减小。

Ube下降，晶体管C、E之问电阻变大，通过发光管的电流减小(白天灯不亮的原因)。

反之(天黑)灯亮。

实验电路2：光控开关实验电路所需元件：vTl9014、VT2910，共2支晶体管，R1光敏电阻1支、RP10kΩ电阻1支、R24-7kΩ电阻1支、VD发光二极管1支、专用印刷板1块、电池盒1个。

电路原理：如下图所示，光敏电阻R1与可调电阻RP组成串联电路，当光线变暗时，光敏电阻阻值升高，RP两端电压下降，使VTl晶体管C、E之间阻值变大，导致VT2、Ub。

升高C、E之间电阻迅速减小，发光二极管导通。

反之不亮。

电子光控开关，将发光管改接继电器，可控制各种电器设备，可作为机器人光控探头。

安装顺序：先装R2、R1，再装RP可调电阻、两只三极管和发光管。

通电后，调节RP可以改变控制要求。

光敏传感器光电特性测量实验光敏传感器是一种能够感应光线并将光线转化为电信号的传感器，广泛应用于光电自动控制、测距仪器、安防监控等领域。

本实验旨在通过对光敏传感器光电特性的测量，了解光敏传感器的基本结构和工作原理，掌握光敏传感器的光电特性及其影响因素。

实验原理光敏传感器的光电特性包括光电流-光照度曲线及响应时间。

光电流-光照度曲线是指光敏传感器输出光电流随光照度的变化关系，它反映了光敏元件灵敏度的大小；响应时间是指光敏传感器感应光线后输出光电信号的时间，它反映了光敏元件的响应速度。

实验器材光敏传感器、示波器、信号发生器、闪光灯、光照度计、计时器、直流电源等。

实验步骤1、将光敏传感器安装在实验架上，并接上直流电源。

2、使用信号发生器调节输出频率（以1000Hz为例），并将输出信号接入光敏传感器。

3、打开示波器，将光敏传感器的输出信号接入通道一，并将光照度计放置在传感器的前方，测量照度值（单位：勒克斯）。

4、先测量光敏传感器在不同光照度下的输出电压（即光电流-光照度曲线），记录下每组数据。

5、再测量传感器对快速变化光信号的响应时间。

将闪光灯对准传感器，并将其发送频率调整到1000Hz。

同时启动计时器，记录下传感器响应时间。

实验结果处理1、绘制光电流-光照度曲线，并根据曲线斜率计算出传感器灵敏度。

2、根据响应时间和光敏传感器输入信号频率计算出传感器响应速度。

实验注意事项1、实验过程中要注意传感器与其他器材的连接，保证连接稳定可靠。

2、测量光照度时，要将光照度计放在传感器前方准确测量，确保实验数据的准确性。

3、在实验过程中应注意使用安全措施，避免因不当操作造成伤害。

结论本实验通过对光敏传感器的光电特性进行测量，研究了光敏传感器的工作机理及其影响因素。

实验结果表明，光敏传感器的光电流-光照度曲线呈现出一定的非线性特征，传感器的灵敏度随外界光照度的增加而降低。

传感器的响应时间与输入信号的频率密切相关，随信号频率的增加而减小。

光敏传感器中最简单的电子器件是光敏电阻，它能感应光线的明暗变化，输出微弱的电信号，通过简单电子线路放大处理，可以控制LED 灯具的自动开关。

因此在自动控制、家用电器中得到广泛的应用，对于远程的照明灯具，例如：在电视机中作亮度自动调节，照相机种作自动曝光；另外，在路灯、航标等自动控制电路、卷带自停装置及防盗报警装置中等。

光敏传感器主要应用于太阳能草坪灯、光控小夜灯、照相机、监控器、光控玩具、声光控开关、摄像头、防盗钱包、光控音乐盒、生日音乐蜡烛、音乐杯、人体感应灯、人体感应开关等电子产品光自动控制领域。

光敏传感器实验简介8.1讯方公司传感器实验2 1、通过该实验项目，学生能够了解光敏传感器的硬件电路和工作原理；2、通过该实验项目，学生能够学会编写光敏传感器的程序。

1、编写一个读取光敏传感器输出电平信号的程序；2、将光检测状态做简单的处理显示，正常无光状态为0，检测到光的状态为1；3、用按键KEY1控制ZIGBEEN是否发送数据。

8.4.1硬件部分1、ZIGBEE调试底板一个；图8-1 ZIGBEE调试底板2、20PIN转接线一条和带USB的J-Link仿真器一个；图8-2 J-Link仿真器实验内容8.3实验目的8.2实验设备8.4电源开关电源传感器C端口指示灯 2J-LINK接口ZigBee_DEBUG复位键节点按键拨码开关ZigBe按键红外发射指示灯1ZigBee复位键可调电阻传感器A端口传感器B端口方口USB线，另一端连接电上电指示灯20PIN转接线，另一端接转接板实验八 传感器之光敏篇33、转接板一个；图 8-3 转接板4、9~12V 电源适配器2个；图8-4 电源适配器5、带普通USB 线的ZIGBEE 仿真器一个；图8-5 ZIGBEE 仿真器普通USB 线10PIN 转接线20PIN 转接线接口10PIN 转接线接口串口接口电源（上）和状态指示灯讯方公司 传感器实验4 6、智能网关一台；图8-6 智能网关7、ZIGBEE 模块两个；图 8-7 ZIGBEE 模块7、光敏传感器一个；图 8-8 光敏传感器ZigBee 模块组合接口电源及开关开关按钮显示屏SD 卡USB 下载数据线+5V 输入 TTL 信号输出 GND 输入输出信号指示灯，低有效光敏感应探头模拟信号输出灵敏度调节旋钮，顺时针增大实验八 传感器之光敏篇58、10PIN 转接线和传感器连接线各一条。

光敏传感器实验及探究摘要：光敏传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。

它可用于检测光量变化或直接引起光量变化的非电量，也可用于检测能转换成光量变化的其他非电量。

它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。

光敏传感器具有响应快、精度高、能实现非接触测量等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制领域应用非常广泛。

关键词：光敏传感器；检测光量变化；电信号；检测与控制。

Abstract:photoelectric sensor is photoelectric device as a sensor element. It can be used for non electric quantity detection light intensity or directly caused by light intensity, and can also be used for detection can be converted into other non electrical quantity change. It divides the changes measured into optical signal changes, then with the help of optoelectronic devices to convert optical signals into electrical signals. Photoelectric sensor has the advantages of fast response, high precision, can realize the non-contact measurement etc., and measurable parameters, the sensor has the advantages of simple structure, flexible and diverse forms, therefore, application of photoelectric sensors in the detection and control field is very wide.Key words:photoelectric sensor; detection of light intensity; signal; detection and control.1 前言传感器是将感受的物理量、化学量等信息，按一定规律转换成便于测量和传输的信号的装置。

光敏传感器实验报告学院：专业：学号：姓名：时间：目录一、摘要 ........................................... 错误！未定义书签。

二、设计要求 (3)三、方案设计 (5)1、方案说明 (6)2、方案论证 (7)四、光敏电阻的结构和原理 (7)五、光敏传感器的工作原理 (8)六、电路的工作原理 (9)七、单元电路设计、参数计算和器件选择 (10)1、单元电路设计 (10)2、参数计算 (10)3、器件选择 (11)八．总结 (12)九．参考文献 (13)摘要光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。

光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。

光照强度自动检测显示系统，该系统可以自动检测光照强度的强弱并显示让人们知道此时光照强度的强弱。

人们可以设定光照强度的范围，一旦超出此范围该系统可以发出警报通知或直接采取措施使光照强度在此范围内。

人们可以通过看此装置的显示了解现在的光照状态，做合理的光照调节。

该设计可分为三部分：即光照检测部分、信号处理部分、光强显示部分。

还可加上报警部分。

对于光照检测部分可利用光敏电阻传感器作为检测元件，它可以完成从光强到电阻值的信号转换，再把电阻值转换为电信号就可以作为系统的输入信号。

对输入信号处理后，就可以用来显示了。

对于显示部分可利用发光二极管来显示，不同的光强对应于不同的发光二极管点亮，就能简单的显示出不同的光强了。

关键词：光敏电阻；光电传感器；光照强度；发光二级管theThe light sensor is the use of photosensitive element will be optical signals are converted to electric signals of sensors, its sensitive wavelength in the visible light wavelength near, including infrared wavelength and ultraviolet wavelength. The light sensor is not limited to light detection, it also can be used as detection components other sensors, for many non-electricity testing, as long as thesenon-electricity conversion for light signal can be change.Light intensity automatic detection display system, this system can automatically detect the intensity of illumination intensity and display to let people know the strength of the light intensity at this time. People can be set illumination intensity range, once beyond this range the system can issue warning notice or directly to take measures to make the light intensity in this range. People can see through this device display learn now light condition, to do a reasonable light regulation. This design can be divided into three parts: namely light detection part, signal processing part, intensity of light display section. Still can add alarm part. For light detection part available photosensitive resistance sensor as the test components, it can complete from intensity to resistance signal conversion, again resistance are converted to electric signals can serve as the system input signal. For input signal processing, they can be used to display the. To display part available light emitting diode to display, different intensity of light corresponding to the different light emitting diode light, you can simply shows the different light intensity. Keywords: photosensitive resistance; Photoelectric sensor; Light intensity; leds二、设计要求设计一个光照强度自动检测、显示、（报警）系统，实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警（弱、适宜、强）1、根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型(1)自己设计至少三种以上不同光照条件，测定不同光照条件下光电传感器的输出；(2)传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成，完成至少三种以上不同光照条件下显示报警系统方案的论证和设计；(3)完成自然光光照强度自动检测显示报警系统电路方框图、电路原理图的设计；(4)完成自然光光照强度自动检测显示报警系统中核心芯片的选型、系统中各个参数的计算（备注：1. 含各种元件参数的计算过程或依据2. 选定最接近计算结果的元件规格）；(5)设计结束后，进行仿真调试。

传感器的实验报告传感器的实验报告引言：传感器是一种能够将物理量或化学量转化为电信号的装置，广泛应用于各个领域。

本实验旨在通过对不同类型的传感器进行实验，了解其原理和应用。

实验一：温度传感器温度传感器是一种常见的传感器，用于测量环境或物体的温度。

本实验选择了热敏电阻作为温度传感器，通过测量电阻值的变化来间接测量温度。

实验中使用了一个简单的电路，将热敏电阻与电源和电阻相连接，通过测量电路中的电压来计算温度。

实验结果显示，随着温度的升高，电阻值逐渐下降，电压也相应变化。

这说明热敏电阻的电阻值与温度呈负相关关系。

实验二：压力传感器压力传感器用于测量物体受到的压力大小。

本实验选择了压电传感器作为压力传感器，通过压电效应将压力转化为电信号。

实验中，将压电传感器与一个振荡电路相连，当物体施加压力时，压电传感器会产生电荷，导致振荡电路频率的变化。

通过测量频率的变化，可以间接测量物体受到的压力。

实验结果显示，当施加压力时，频率逐渐增加，说明压电传感器的输出信号与压力呈正相关关系。

实验三：光敏传感器光敏传感器用于测量光线的强度或光照度。

本实验选择了光敏电阻作为光敏传感器，通过测量电阻值的变化来间接测量光照度。

实验中，将光敏电阻与一个电路相连，通过测量电路中的电压来计算光照度。

实验结果显示，随着光照度的增加，电阻值逐渐下降，电压也相应变化。

这说明光敏电阻的电阻值与光照度呈负相关关系。

实验四：湿度传感器湿度传感器用于测量环境中的湿度。

本实验选择了电容式湿度传感器作为湿度传感器，通过测量电容值的变化来间接测量湿度。

实验中，将电容式湿度传感器与一个电路相连，通过测量电路中的电容值来计算湿度。

实验结果显示，随着湿度的增加，电容值逐渐增加，说明电容式湿度传感器的输出信号与湿度呈正相关关系。

结论：通过本次实验，我们对不同类型的传感器进行了实验，了解了它们的原理和应用。

温度传感器、压力传感器、光敏传感器和湿度传感器分别用于测量温度、压力、光照度和湿度。

光敏传感器实验报告光敏传感器实验报告引言：光敏传感器是一种能够感知光线并将其转化为电信号的器件。

它在日常生活中有着广泛的应用，比如自动照明系统、光电开关、摄像机等。

本实验旨在通过搭建一个简单的光敏传感器电路，探究其工作原理和性能特点。

实验材料：1. 光敏传感器（LDR）2. 电阻（可变电阻和固定电阻）3. 电源4. 示波器5. 电线和连接器实验步骤：1. 将光敏传感器与可变电阻串联，再将其与电源和示波器相连。

2. 打开电源，调节可变电阻的电阻值，观察示波器上的波形变化。

3. 在不同光照条件下，重复步骤2，记录观察结果。

实验结果：在实验中，我们发现光敏传感器对光线的感应非常敏感。

当光照强度增加时，传感器的电阻值减小，示波器上的波形振幅增大；而当光照强度减小时，传感器的电阻值增加，示波器上的波形振幅减小。

讨论：1. 光敏传感器的工作原理是什么？光敏传感器内部有一个光敏元件（通常是一种半导体材料），当光线照射到该元件上时，光子的能量会激发内部电子，使其跃迁到导带中，从而改变材料的电阻值。

因此，光敏传感器的电阻值与光照强度成反比关系。

2. 光敏传感器的特性有哪些？光敏传感器具有以下特性：- 灵敏度：光敏传感器对光线的感应程度，灵敏度越高，传感器的电阻值变化越大。

- 响应速度：传感器对光照变化的响应速度，一般以毫秒为单位，响应速度越快，传感器对光照变化的反应越及时。

- 波长范围：传感器对光线波长的感应范围，不同的传感器对不同波长的光线有不同的响应能力。

- 线性度：传感器输出信号与输入光照强度之间的线性关系，线性度越好，传感器输出信号与光照强度的关系越准确。

3. 光敏传感器的应用领域有哪些？光敏传感器在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：- 自动照明系统：通过感知周围光线的强弱，控制灯光的开关和亮度，实现自动照明。

- 光电开关：利用光敏传感器感知物体的接近或离开，控制电路的开关。

- 摄像机：光敏传感器是数字摄像机中的核心元件，能够将光线转化为电信号，实现图像的采集和传输。

光敏电阻传感器特性及应用实验1.了解光敏电阻的光电特性2.了解光敏电阻暗电流、光电流的测量方法3.掌握光敏电阻的伏安特性、负载特性的测量方法1.分析光敏电阻传感器测量电路的原理；2.连接传感器物理信号到电信号的转换电路；3.软件观测亮度变化时输出信号的变化情况；4.记录实验波形数据并进行分析。

1.开放式传感器电路实验主板；2.光敏电阻亮度测量模块；3.导线若干。

光敏电阻又称光导管，它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。

光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。

无光照时，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流（暗电流）很小。

当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减小，电路中电流迅速增大。

一般希望暗电阻越大越好，亮电阻越小越好，此时光敏电阻的灵敏度高。

实际上光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧量级，亮电阻值在几千欧以下。

图1-1 光敏电阻的电极实验原理及内容：光敏电阻的主要参数及测试方法：1、暗电阻：光敏电阻在不受光照射时的阻值称为暗电阻，此时流过的电流称为暗电流。

在测量光敏电阻的暗电流时，应先将光敏电阻置于黑暗环境中30分钟以上，否则电压表的读数会较长时间后才能稳定。

将光敏电阻完全置入黑暗环境中（用遮光罩为光敏电阻遮光，且不通电），使用万用表电阻档测量光敏电阻引脚输出端，即可得到光敏电阻的暗电阻R暗。

由于光敏电阻的个体差异，某些暗电阻可能大于200兆欧，属于正常现象。

利用图1-2，可以测量光敏电阻的暗电流，图中取E=12V，RL=10M，由电压表读数除以RL，即可得出光敏电阻的暗电流I暗。

2、亮电阻：光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。

亮电阻的测试：在一定的光照条件下（移除遮光罩）由Counter输出PWM波驱动LED光源，使用万用表电阻档测量光敏电阻引脚输出端，即可得到光敏电阻的暗电阻R亮。

利用图1-3，取E=12V，RL=2k。

传感器的简单应用实验原理引言传感器是现代科技中不可或缺的一部分，它们能够将物理量或化学量转换为可测量的电信号。

在各个领域的应用中，传感器发挥着重要的作用。

本文将介绍一些传感器的简单应用实验原理。

1. 光敏传感器的应用实验原理光敏传感器是一种常见的传感器，它可以测量光的强度。

光敏传感器的原理是基于光敏材料的光电效应。

光敏材料能够吸收光能，并将其转化为电信号。

在应用实验中，我们可以通过以下步骤来实现光敏传感器的简单应用：•步骤1: 准备光敏传感器和一个光源。

•步骤2: 将光敏传感器与电路连接，确保传感器能够产生电信号。

•步骤3: 将光敏传感器放置在光源附近，记录传感器输出的电信号。

•步骤4: 改变光源的距离或亮度，再次记录传感器的输出电信号。

•步骤5: 通过比较记录的数据，分析光源的强度与传感器的电信号之间的关系。

2. 温度传感器的应用实验原理温度传感器是常用的传感器之一，它可以测量环境的温度。

温度传感器的原理是基于温度敏感元件的物理特性。

在应用实验中，我们可以按照以下步骤来实现温度传感器的基本应用：•步骤1: 准备一个温度传感器和一个温度计。

•步骤2: 将温度传感器与电路连接，以确保传感器能够读取温度。

•步骤3: 将温度传感器放置在待测量的环境中，记录传感器的温度读数。

•步骤4: 使用温度计测量同一环境的温度，并将其与传感器的读数进行比较。

•步骤5: 根据比较的结果，分析温度传感器的准确性和可靠性。

3. 声音传感器的应用实验原理声音传感器是一种能够测量声音强度的传感器。

它的工作原理是基于声波的压力变化。

在应用实验中，我们可以按照以下步骤来实现声音传感器的基本应用：•步骤1: 准备一个声音传感器和一个声音播放设备。

•步骤2: 将声音传感器与电路连接，以确保传感器能够读取声音信号。

•步骤3: 将声音传感器放置在声音播放设备附近，记录传感器的输出电信号。

•步骤4: 改变声音播放设备的音量或距离，再次记录传感器的输出电信号。

光敏传感器的光电特性研究北京信息科技大学物理实验室【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；2、了解硅光电池的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线；3、了解硅光敏二极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线；4、了解硅光敏三极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线。

【实验原理】光敏传感器是将光信号转换为电信号的传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接引起光强度变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其它非电量，如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。

光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。

1、光电效应光敏传感器的物理基础是光电效应，光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。

在光辐射作用下电子逸出材料的表面，产生光电子发射称为外光电效应，或光电子发射效应，基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。

电子并不逸出材料表面的则是内光电效应，几乎大多数光电控制应用的传感器都是此类，通常有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等。

光电导效应、光生伏特效应是两种常见的内光电效应。

（1）光电导效应若光照射到某些半导体材料上时，透过到材料内部的光子能量足够大，某些电子吸收光子的能量，从原来的束缚态变成导电的自由态，这时在外电场的作用下，流过半导体的电流会增大，即半导体的电导会增大，这种现象叫光电导效应。

它是一种内光电效应。

光电导效应可分为本征型和杂质型两类。

前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带，价带中由于电子离开而产生空穴，在外电场作用下，电子和空穴参与电导，使电导增加。

杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃迁到导带或价带，从而使电导增加。

杂质型光电导的长波限比本征型光电导的要长的多。

一、实验目的1. 了解光敏电阻的工作原理和特性。

2. 掌握光敏电阻传感器的应用及实验方法。

3. 学会使用光敏电阻传感器进行简单的光照强度检测和信号处理。

4. 培养动手能力和创新思维。

二、实验原理光敏电阻是一种电阻值随光照强度变化的半导体元件。

当光照强度发生变化时，光敏电阻的电阻值也会随之改变。

这种特性使得光敏电阻在光照强度检测、光控电路等领域有着广泛的应用。

光敏电阻的工作原理基于内光电效应。

当光照射到光敏电阻表面时，光子与半导体中的电子发生碰撞，使电子获得能量并跃迁到导带，形成自由电子。

自由电子在外加电场的作用下作漂移运动，从而产生电流。

光照强度越大，产生的自由电子越多，电流也越大，光敏电阻的电阻值就越小。

三、实验仪器与设备1. 光敏电阻传感器2. 光源3. 电阻箱4. 电压表5. 电流表6. 稳压电源7. 滑动变阻器8. 线路连接线9. 电路实验板四、实验步骤1. 搭建实验电路根据实验要求，搭建如图1所示的实验电路。

电路包括光敏电阻、电阻箱、电压表、电流表、稳压电源和滑动变阻器。

图1 实验电路图2. 调整电路参数将光敏电阻与电阻箱串联，调节电阻箱的阻值，使电路达到预定的电压值。

调整滑动变阻器的阻值，使电流表和电压表的读数满足实验要求。

3. 光照强度检测将光源照射到光敏电阻上，观察电压表和电流表的读数变化。

记录不同光照强度下的电压和电流值。

4. 数据分析根据实验数据，绘制光照强度与电阻值、电流值、电压值之间的关系曲线。

5. 实验结果分析通过实验数据分析，得出以下结论：（1）光敏电阻的电阻值随光照强度增大而减小。

（2）光敏电阻的灵敏度与材料、结构等因素有关。

（3）光敏电阻在光照强度检测、光控电路等领域具有广泛的应用。

五、实验结果与分析1. 光照强度与电阻值的关系通过实验数据绘制光照强度与电阻值之间的关系曲线，如图2所示。

图2 光照强度与电阻值关系曲线由图2可以看出，光敏电阻的电阻值随光照强度增大而减小，呈线性关系。

光敏传感器光电特性测量实验光敏传感器是将光信号转换为电信号的传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接引起光强度变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其它非电量，如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。

光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。

光敏传感器的物理基础是光电效应，即半导体材料的许多电学特性都因受到光的照射而发生变化。

光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。

外光电效应是指在光照射下，电子逸出物体表面的外发射的现象，也称光电发射效应，基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。

内光电效应是指入射的光强改变物质导电率的物理现象，称为光电导效应。

几乎大多数光电控制应用的传感器都是此类，通常有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等。

当然近年来新的光敏器件不断涌现，如：具有高速响应和放大功能的APD雪崩式光电二极管，半导体色敏传感器、光电闸流晶体管、光导摄像管、CCD图像传感器等，为光电传感器进一步的应用开创了新的一页。

本实验主要是研究光敏电阻、硅光电池、光敏二极管、光敏三极管四种光敏传感器的基本特性。

光敏传感器的基本特性包括：伏安特性、光照特性、时间响应、频率特性等。

掌握光敏传感器基本特性的测量方法，为合理应用光敏传感器打好基础。

【实验目的】了解硅光电池的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线。

仪器简介仪器由全封闭光通路、实验电路、待测光敏传感器（光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池）、实验连接线等组成。

仪器安装在360×220×80（mm)实验箱内，仪器面板如下图按面板电路图指示插好线路，安装好待测光敏传感器就能进行测试实验了。

【实验原理】1．伏安特性光敏传感器在一定的入射照度下，器件所加电压与光电流之间的关系称为光敏器件的伏安特性。