长安大学传感器课程设计(光敏电阻).doc

长 安 大 学课 程 设 计 报 告 题 目：光敏电阻设计课程名称：传感器原理及其应用学 院：信息工程学院班 级：电子信息工程2班学 生：小组成员：二一五年六月五日目 录第一部分 摘要1.1摘 要- 2 -第二部分 光敏电阻的结构与原理2.1 结构- 2 -2.2 原理- 4 -第三部分 设计电路介绍3.1 电路示意图-5 -3.2 功能介绍-6 -3.3 主要器件介绍- 6 -第四部分 材料清单4.1 材料清单- 7 -第五部分 实验感想5.1 实验感想- 7 -一、 摘要光敏传感器是最常见的传感器之一，它的种类繁多，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一，它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。最简单的光敏传感器是光敏电阻，当光子冲击接合处就会产生电流。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。二、 光敏电阻的结构与原理1、结构光敏电阻器又叫光感电阻，其工作原理是基于内光电效应。光敏电阻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）。光敏电阻的符号如图1-1所示。图1-1 光敏电阻构成与原理：用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。在黑暗环境里，它的电阻值很高，通常大于1M。当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。光电特性：在光敏电阻两级电压固定不变时，光照度与电阻及电流间的关系称为光电特性，光电特性曲线如图1-2所示 图1-2光敏电阻特性曲线2、原理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。光传感器的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。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。光敏电阻器是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻器，对光线十分敏感，它的电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化。他在无光照射时，呈高阻状态；当有光照射时，其电阻值迅速减小。广泛应用于各种控制电路（如自动照明灯控制电路、自动报警电路等）、家用电器（如电视机中的高度自动调节，照相机中的自动曝光控制等）及各种测量仪器中。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。三、 设计电路介绍1、 电路示意图2、 功能介绍模块测验模块VCC接高电平。模块GND接低电平。接好VCC和GND，模块电源指示灯会亮将模块放置有光源处，调节板上蓝色电位器，直到板上开关指示灯亮，然后用手遮住光敏二极管，模块开关指示灯将会灭。将手拿开，开关指示灯再会到点亮状态。这个现象就是说明，光源可以触发模块，从而使开关指示灯点亮 3、 主要器件介绍电路主要元器件功能。电路主要由光敏传感器模块，测试电路（发光二极管），保护电路，电源电路构成。光敏传感器模块主要由电源开关指示电路，LM393芯片构成的比较输出电路，光敏电阻，电位器，保护电路构成。电路图如右四、 材料清单价目清单：（单位：元￥） 电路板2传感器模块10发光二极管1.5电阻1杜邦线3电源线1.5合计:19元五、 实验感想经过这次课程设计，看着自己做得东西才明白那些以前懂的，我们不一定会做出来，也许所有的一切都停留在纸上谈兵的水平。实践出真知，这句话这时候我才真正的理解。 失败过才知道自己真正的水平，以前总以为理论是最重要的。现在才知道实践也同样重要，实践过后才会真正掌握理论。学生时代，很多人只注重了理论，忽略了实践的重要性和必要性。从而导致很多大学