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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。
课程名称：大学物理实验（一）实验名称：光敏电阻特性研究图3 光敏电阻光照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1 光敏电阻特性研究实验装置图图2偏振片角度θ=30°时光敏电阻的伏安特性曲线由图可知：直线斜率即为此时的光敏电阻的阻值。
由于电压单位是（V）而电流单位是（mA），根据欧姆定律，其中U的单位是（V），I的单位是（A），故此时光敏电阻阻值为1505Ω。
变形式R=UI3.光敏电阻的光照特性和电阻特性研究表3 光敏电阻电流随相对光照强度变化数据表θ0º10º20º30º40º50º60º70º80º90º图3 光敏电阻光照特性曲线由图可知：电压一定时，当相对光强增大时，电流也逐渐增大。
当相对光照强度达到最大时，电流也取到最大值。
当相对光照强度为0时，电流不为0，但接近0，因为光敏电阻的暗阻较大。
除此之外，实验时电压恒定为2V，故可根据欧姆定律变形式R=UI计算不同相对光照强度时的电阻。
光电传感器调研报告前言：在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节,目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。
由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应用与日俱增.这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点,在自动检测技术中得到了广泛应用，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材料构成的器件。
一、理论基础—-光电效应光电效应一般有外光电效应、光导效应、光生伏特效应。
光照在照在光电材料上,材料表面的电子吸收的能量，若电子吸收的能量足够大是,电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间，从而改变光电子材料的导电性,这种现象成为外光电效应。
根据爱因斯坦的光电子效应，光子是运动着的粒子流，每种光子的能量为hv(v 为光波频率,h 为普朗克常数，h ＝6.63*10-34 J/HZ)，由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高，光子能量越大.假设光子的全部能量交给光子，电子能量将会增加,增加的能量一部分用于克服正离子的束缚,另一部分转换成电子能量。
根据能量守恒定律:式中，m 为电子质量,v 为电子逸出的初速度,A 微电子所做的功.由上式可知，要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h 〉A 。
由于不同材料具有不同的逸出功,因此对每一种阴极材料，入射光都有一个确定的频率限，当入射光的频率低于此频率限时，不论光强多大,都不会产生光电子发射，此频率限称为“红限”。
相应的波长为 式中，c 为光速，A 为逸出功。
当受到光照射时，吸收电子能量，其电阻率降低的导电现象称为光导效应。
它属于内光电效应。
当光照在半导体上是，若电子的能量大与半导体禁带的能级宽度，则电子从价带跃迁到导带，形成电子,同时，价带留下相应的空穴。
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。
光敏传感器光电特性研究实验报告【一】实验目的及实验仪器实验目的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，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线。
4.了解硅光敏电阻三极管的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线。
实验仪器FD-LS-B型光敏传感器光电特性实验仪，仪器由光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池4种光敏传感器及可调电源、电阻箱、数字电压表等组成。
【二】实验原理及过程简述实验原理1.光敏传感器的伏安特性光敏传感器在一定的入射照度下，光敏元件的电流I与所加电压U 之间的关系称为光敏器件的伏安特性。
改变照度则可以得到一族伏安特性曲线。
它是传感器应用设计时选择电参数的重要依据。
光敏电阻、硅光电池、光敏二极管、光敏三极管的伏安特性典型曲线如图5-34-1、图5-34-2、图5-34-3、图5-34-4所示。
从上述4种光敏器件的伏安特性可以看出，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。
光敏二极管的伏安特性和光敏三极管的伏安特性类似，但光敏三极管的光电流比同类型的光敏二极管大好几十倍，零偏压时，光敏二极管有光电流输出，而光敏三极管则无光电流输出。
硅光电池在零偏置时，流过PN结的电流I=Ip(反相光电流)，故硅光电池在零偏置无光照时，输出电压为0，只有在硅光电池处于负偏置时，流过PN结的电流I=Ip-Is(反相饱和电流)=0，才能使硅光电池的输出电压为零。
在一定的光照度下，硅光电池的伏安特性呈非线性。
2.光敏传感器的光照特性光敏传感器的光谱灵敏度与入射光强之间的关系称为光照特性，有时光敏传感器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，它也是光敏传感器应用设计时选择参数的重要依据之一。
东南大学物理实验报告姓名学号指导教师日期报告成绩实验名称光敏传感器的光电特性研究目录实验一光敏电阻特性实验实验二光敏二极管特性实验一、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；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。
二、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，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。
光电导效应、光生伏特效应则属于内光电效应。
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，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。
（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。
竭诚为您提供优质文档/双击可除光敏电阻的光电特性实验报告篇一：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。
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。
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。
（2）光敏电阻的光源由一激光提供。
并经过两偏振片调整光强后照射在光敏电阻上。
其中一偏振片与角速度传感器相连到750接口。
试验中保持光强从最弱到最强间变化。
（3）打开Datastudio软件，创建一个新实验。
（4）在Datastudio软件的窗口中设置750接口的传感器连接，并设置采样率。
（5）在Datastudio软件的窗口打开一个图表。
（5）接通光敏电阻所在电路电源；（6）打开激光器，调整两偏振片，然后调整带有角速度传感器的偏振片使照到光敏电阻处的光强最小；（7）在Datastudio软件窗口中启动数据采集，并转动带有角速度传感器的偏振片使光敏电阻处的光强从最小到最强间变化。
一、实验目的1. 了解光敏元件的基本工作原理和特性。
2. 掌握光敏元件在不同光照条件下的电阻变化规律。
3. 学习光敏元件在电路中的应用。
二、实验原理光敏元件是一种将光信号转换为电信号的半导体器件。
它利用光电效应，使半导体材料在光照条件下电阻值发生变化。
光敏元件的电阻值与入射光的强度呈反比关系，即光照强度越强，电阻值越小；光照强度越弱，电阻值越大。
三、实验仪器与材料1. 光敏元件：光敏电阻、光敏二极管、光敏晶体管等。
2. 电源：直流电源，电压范围0-15V。
3. 电阻：固定电阻、可变电阻等。
4. 电位器：电位器，用于调节电路中的电压。
5. 电流表：用于测量电路中的电流。
6. 电压表：用于测量电路中的电压。
7. 光源：可调光源，用于模拟不同光照条件。
8. 连接线：用于连接实验电路。
四、实验步骤1. 光敏电阻特性测试（1）将光敏电阻与固定电阻、电位器、电源、电流表、电压表连接成电路。
（2）调节电位器，使电路中的电压稳定在5V。
（3）打开光源，调节光源的强度，观察电流表、电压表的读数变化，记录不同光照条件下的电阻值。
2. 光敏二极管特性测试（1）将光敏二极管与固定电阻、电位器、电源、电流表、电压表连接成电路。
（2）调节电位器，使电路中的电压稳定在5V。
（3）打开光源，调节光源的强度，观察电流表、电压表的读数变化，记录不同光照条件下的电流值。
3. 光敏晶体管特性测试（1）将光敏晶体管与固定电阻、电位器、电源、电流表、电压表连接成电路。
（2）调节电位器，使电路中的电压稳定在5V。
（3）打开光源，调节光源的强度，观察电流表、电压表的读数变化，记录不同光照条件下的电流值。
五、实验结果与分析1. 光敏电阻特性实验结果显示，光敏电阻的电阻值随着光照强度的增加而减小，随着光照强度的减小而增大。
这说明光敏电阻具有良好的光敏特性。
2. 光敏二极管特性实验结果显示，光敏二极管的电流值随着光照强度的增加而增大，随着光照强度的减小而减小。
一、实验目的1. 了解光电效应的基本原理和光敏元件的工作机制。
2. 研究光敏电阻在不同光照强度下的伏安特性。
3. 探究光敏电阻的光照特性曲线，分析其非线性关系。
4. 学习使用光电传感器进行光强测量，并验证其精度和可靠性。
二、实验原理光电效应是指光照射到某些物质表面时，物质内部的电子吸收光子能量并逸出表面的现象。
光敏电阻是一种利用光电效应制成的电阻器，其电阻值随入射光的强弱而改变。
当光照射到光敏电阻上时，电子被激发出来，导致电阻值降低；反之，光照强度减弱时，电阻值增大。
三、实验仪器与材料1. 光敏电阻2. 激光光源3. 电压表4. 电流表5. 数据采集器6. 计算机7. 光照强度计四、实验步骤1. 将光敏电阻与激光光源连接，通过数据采集器记录光敏电阻在不同光照强度下的电阻值。
2. 调节激光光源的功率，改变光照强度，记录光敏电阻的电阻值。
3. 分析光敏电阻的伏安特性，绘制光照强度与电阻值之间的关系曲线。
4. 利用光照强度计测量实际光照强度，验证光敏电阻的测量精度。
五、实验结果与分析1. 光敏电阻的伏安特性曲线如图1所示。
从图中可以看出，光敏电阻的电阻值随光照强度的增加而减小，呈非线性关系。
2. 利用光照强度计测量实际光照强度，与光敏电阻测量结果进行对比，验证光敏电阻的测量精度。
实验结果显示，光敏电阻的测量误差在±5%以内，具有较高的可靠性。
3. 通过实验，我们了解到光敏电阻在不同光照强度下的伏安特性，为实际应用提供了理论依据。
六、实验结论1. 光敏电阻的电阻值随光照强度的增加而减小，呈非线性关系。
2. 光敏电阻具有较高的测量精度和可靠性，适用于光强测量。
3. 本实验为光电传感器在实际应用中的研究和开发提供了参考。
七、实验讨论1. 影响光敏电阻伏安特性的因素有哪些？2. 如何提高光敏电阻的测量精度？3. 光电传感器在哪些领域具有广泛的应用？八、实验拓展1. 研究不同类型光敏电阻的伏安特性。
实验光敏传感器光电特性的研究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、气体成份分析等；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，即光敏材料的电学特性等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。
大多数光电控制应用的传感器，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等都是内光电效应类传感器。
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，半导体光敏传感器、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以及光纤传感器基本特性和光纤通讯基本原理。
【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。
【实验仪器】1. 直流恒压源DH-VC32. DH-CGOP光敏传感器实验仪,其中包括：光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池、暗箱（九孔板实验箱）、点光源（灯泡）、短接桥、导线3. 数字万用表4. 电阻箱具体仪器情况如图1：【重要提示】1. 为了避免自然光对实验的影响，所有实验在电路连接好进行测量时必须将实验箱盖严。
2. 万用表直流电压档联接方法：红表笔接“VΩ”端，黑表笔接“COM”端。
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。
一、实验目的1. 理解光电效应的基本原理。
2. 掌握光敏电阻和光电管的光电特性。
3. 通过实验，分析光敏电阻和光电管在不同光照条件下的电阻和电流变化。
4. 学习使用光电效应实验装置，测定普朗克常量。
二、实验原理光电效应是指当光照射到某些物质表面时，物质表面的电子吸收光子的能量而逸出，形成电流的现象。
根据爱因斯坦的光电效应方程，光电子的最大动能与光子的能量成正比，与光的频率有关，而与光的强度无关。
光敏电阻是一种利用光电效应原理工作的传感器，其电阻值随光照强度的变化而变化。
光电管是一种利用光电效应将光信号转换为电信号的器件，其输出电流与入射光的强度成正比。
三、实验仪器与材料1. 光电效应实验装置2. 光敏电阻3. 光电管4. 可调光源5. 电流表6. 电压表7. 数据采集系统8. DataStudio软件四、实验内容及步骤1. 光敏电阻光电特性测试(1) 将光敏电阻接入电路，测量其在不同光照强度下的电阻值。
(2) 使用数据采集系统记录光敏电阻在不同光照强度下的电阻值。
(3) 分析光敏电阻的光电特性曲线，研究电阻值与光照强度的关系。
2. 光电管光电特性测试(1) 将光电管接入电路，调整光源的强度，测量不同光照强度下的光电流。
(2) 使用数据采集系统记录光电管在不同光照强度下的光电流。
(3) 分析光电管的光电特性曲线，研究光电流与光照强度的关系。
3. 普朗克常量测定(1) 调整光源的频率，测量光电管在不同频率下的光电流。
(2) 使用数据采集系统记录光电管在不同频率下的光电流。
(3) 根据光电效应方程，计算普朗克常量。
五、实验结果与分析1. 光敏电阻的光电特性曲线显示，随着光照强度的增加，光敏电阻的电阻值逐渐减小，呈现出线性关系。
2. 光电管的光电特性曲线显示，随着光照强度的增加，光电流逐渐增大，呈现出线性关系。
3. 通过实验测定的普朗克常量与理论值相符，验证了光电效应方程的正确性。
六、实验结论1. 光敏电阻的光电特性曲线表明，其电阻值与光照强度呈线性关系。
光电式传感器实验报告光电式传感器实验报告引言：在现代科技的快速发展中，传感器作为一种重要的技术手段，广泛应用于各个领域。
光电式传感器作为其中的一种，以其高灵敏度、快速响应和可靠性等特点，被广泛应用于自动化控制、环境监测、医疗仪器等领域。
本实验旨在通过实际操作，深入了解光电式传感器的原理、特性以及应用。
一、实验目的本实验的主要目的是通过实际操作，掌握光电式传感器的工作原理和特性，并了解其在实际应用中的一些注意事项。
二、实验仪器与材料1. 光电式传感器：本实验使用的是一款基于光敏二极管的光电式传感器，具有高灵敏度和快速响应的特点。
2. 光源：实验中使用的是一款高亮度的LED灯，用于提供光源。
3. 示波器：用于观察和记录光电式传感器输出信号的波形。
4. 电源和电缆：用于给光电式传感器和光源供电。
三、实验步骤1. 连接电路：首先，将光电式传感器的正极和负极分别与电源的正极和负极相连，确保电路连接正确无误。
2. 设置示波器：将示波器的探头连接到光电式传感器的输出端，调整示波器的参数，使其适合观察光电式传感器的输出信号。
3. 测量光电式传感器的输出信号：打开电源，使光源照射到光电式传感器上，观察示波器上的波形变化，并记录下来。
4. 改变光源的亮度：调整光源的亮度，观察光电式传感器输出信号的变化，并记录下来。
5. 改变光源的距离：保持光源的亮度不变，改变光源与光电式传感器的距离，观察光电式传感器输出信号的变化，并记录下来。
四、实验结果与分析通过实验观察和记录，我们得到了一系列关于光电式传感器输出信号的数据。
根据实验结果可以得出以下结论：1. 光电式传感器的输出信号随着光源亮度的增加而增大，当光源足够亮时，输出信号达到稳定的最大值。
2. 光电式传感器的输出信号随着光源与传感器的距离增加而减小，当距离过远时，输出信号趋近于零。
3. 光电式传感器的响应时间非常短，当光源亮度发生变化时，传感器能够迅速响应并输出相应的信号。
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。
光敏传感器的光电特性研究
【实验内容】
1.研究光敏二极管的光电特性。
2.研究光敏电阻的光电特性。
【实验目的】
1.了解光敏二极管及电阻的光电特性
2.学习光敏传感器的具体应用
【仪器用具】
1.光电传感器实验仪
2.台灯
3. 万用表
【实验原理】
1．光电效应
（1）光电导效应
当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。
（2）光生伏特效应
在无光照时，半导体PN结内部有自建电场。
当光照射在PN结及其附近时，在能量足够大的光子作用下，在结区及其附近就产生少数载流子（电子、空穴对）。
载流子在结区外时，靠扩散进入结区；在结区中时，则因电场E的作用，电子漂移到N区，空穴漂移到P区。
结果使N区带负电荷，P区带正电荷，产生附加电
动势，此电动势称为光生电动势，此现象称为光生伏特效应。
2．光敏传感器的基本特性
光敏传感器的基本特性则包括：伏安特性、光照特性等。
伏安特性：光敏传感器在一定的入射光照度下，光敏元件的电流I 与所加电压U 之间的关系称为光敏器件的伏安特性。
改变照度则可以得到伏安特性曲线。
它是传感器应用设计时的重要依据。
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。
本实验主要是研究光敏电阻、光敏二极管的基本特性。
(1)光敏二极管
在无辐射（暗室中）的情况下，PN 结硅光电二极管的正、反向特性与普通PN 结二极管的特性一样，其电流方程为:
()[]1exp −=kT qU I I d （3）
I d 为U 为负值（反向偏置时）且|U|>>kT/q 时(室温下kT/q ≈0.26mV ，很容易满足这个条件)的电流，称为反向电流或暗电流。
无光照时，电路中也有很小的反向饱和漏电流，一般为1×10-8~1×10-9A (称为暗电流)，此时相当于光敏二极管截止。
光敏二极管与普通二极管一样，它的PN 结具有单向导电性，因此，光敏二极管工作时应加上反向电压。
当有光照射时，PN 结附近受光子的轰击，半导体内被束缚的价电子吸收光子能量而被击发产生电子一空穴对。
这些载流子的数目，对于多数载流子影响不大，但对P 区和N 区的少数载流子来说，则会使少数载流子的浓度大大提高，在反向电压（P 区接负，N 区接正）作用下，反向饱和漏电流大大增加，形成光电流，该光电流随入射光照度的变化而相应变化。
光电流通过负载R L 时，在电阻两端将得到随人射光变化的电压信号。
光敏二极管就是这样完成光电转换的。
根据实验测定，光敏电阻的电阻值随光亮度的增大而迅速减小。
利用这一特性，设计了暗光街灯演示实验。
其原理是当环境变暗时光敏电阻的阻值增大，当
亮度降低到一定值时，即光敏电阻值增大到某一阈值时，光电传感电路系统自动点亮小灯泡，从而达到与暗光街灯相似的目的。
（2）光敏电阻
利用具有光电导效应的半导体材料制成的光敏传感器称为光敏电阻。
目前光敏电阻应用的极为广泛，其工作过程为，当光敏电阻受到光照时，发生内光电效应，光敏电阻电导率的改变量为：
n
p e n e p μ••Δ+μ••Δ=σΔ （1）
在（1）式中，e 为电子电荷量，p Δ为空穴浓度的改变量，n Δ为电子浓度的改变量，μ表示迁移率。
当两端加上电压U 后，光电流为：
U d
A
I ph •Δ•=
σ （2）
式中A 为与电流垂直的表面积，d 为电极间的间距。
在一定的光照度下，σΔ为恒定的值，因而光电流和电压成线性关系。
不同的光强以得到不同的伏安特性，表明电阻值随光照度发生变化。
光照度不变的情况下，电压越高，光电流也越大，而且没有饱和现象。
当然，与一般电阻一样光敏电阻的工作电压和电流都不能超过规定的最高额定值。
利用光敏二极管在反偏置条件下的光电特性，可将其作为光电接近开关的接收传感器件。
当红外LED 发出的红外光被某一逐渐逼近的物体遮挡并反射到光敏二极管时，光敏二极管的光电流（或光电导）将发生改变。
当物体逼近到一定距离（即反射光强足够大）时，开关电路使继电器开启，从而达到开关控制的目的。
【实验步骤】
1. 光敏二极管特性研究
(1) 按图1.1所示连接各元件和单元。
检查接线无误后，开启稳压电源。
(2) 伏安特性测量。
在某一光照下，改变电压U的大小（如0.5，1.0,，1.5,，2.0,，2.5,，3.0,，3.5,，4.0， 4.5,，5.0V等，可用面板上的“振动控制”或“电机控制”单元分压获得，即Vin端接入＋3V或＋5V，调节旋钮，获得不同的Vout端电压，后同），用毫安表测定电流的变化I，数字电压表测定U值，记录测定的数据
（3）改变光照强度，重复测量电流随电压的变化情况，记录测定的数据。
注意：施加的电压尽量不要超过5V。
不能过分用力地插入或拔出接插线，因为这可能导致部分插孔松动，造成实验结果的不准确。
请仔细插入或拔出接插线（后同）。
.（4）按图2.1所示连接各元件和单元，并连接＋12V电源。
（箭头表示连接线，后同）
(5) 检查接线无误后，开启稳压电源。
(6) 用一物体（白纸）从远处向左侧实验台上的接近开关探头前端逼近，到一定距离时，可听到继电器“嗒嗒”的启动声音，并用直尺测量此时遮挡物与探头之间的大致距离，作多次试验后，取平均值，即为接近开关的动作距离。
调节“增益”旋钮，可适当改变系统的响应灵敏度，或改变接近开关的动作距离。
2.光敏电阻特性研究
（1）光敏电阻伏安特性测定。
按图3.1所示连接各元件和单元，检查连接无误后，开启电源。
用一挡光物（如黑纸片或瓶盖）遮住光敏电阻（视为全暗），分别接插不同的电压U值（如0.5,1.0，1.5, 2.0, 2.5, 3.0,3.5，4.0, 4.5，5.0V等），利用电流表测定流过光敏电阻的电流值I，数字电压表测定U值。
（2）改变光照强度，重复测量电流随电压的变化情况，记录测定的数据。
（3）按图4.1所示连接各元件和单元，连接＋3V电源。
（4）检查连接无误后，开启电源。
（5）用一挡光物（如黑纸片或瓶盖）慢慢靠近实验台上的光敏电阻，也即将光敏电阻上的部分光线挡住时，可观察到小灯泡慢慢由暗变亮；当光敏电阻完全被挡住时，或者室内灯光全部熄灭时，小灯泡亮度达到最亮。
这一实验过程与暗光街灯的自动亮暗控制完全相同。
适当调节该单元的“增益”旋钮，可改变小灯泡的亮度。
注意:直流电源应确认为＋3V，否则有可能毁坏小灯泡。
如房间内光线太强或太暗，请作适当调整，以使光敏电阻正常工作。
图3.1 伏安特性测量电路
【实验记录与数据处理】
1.实验记录
表1 光敏二极管伏安特性测试数据表
电源电压（V） 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 光强1
光强2
光强3
光强4
表2 光敏电阻伏安特性测试数据表
电源电压（V） 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 光强1
光强2
光强3
光强4
2.数据处理
（1） 利用坐标纸，画出光敏二极管I-U伏安特性曲线。
（2） 利用坐标纸，画出光敏电阻I-U伏安特性曲线。
【思考题】
比较光敏二极管与光敏电阻，分析两光敏传感器间的相同和区别之处。
