光电实验报告

实验一 光敏电阻实验

一、 实验目的：

了解光敏电阻的光照特性、光谱特性和伏安特性等基本特性。

二、 基本原理：

在光线的作用下，电子吸收光子的能量从键合状态过渡到自由状态，引起电导率的变化，这种现象称为光电导效应。光电导效应是半导体材料的一种体效应。光照愈强，器件自身的电阻愈小。基于这种效应的光电器件称光敏电阻。光敏电阻无极性，其工作特性与入射光光强、波长和外加电压有关。

三、 需用器件与单元：

主机箱、安装架、普通光源、各种滤色镜、 光电器件实验（一）模板 、光敏电阻探头、照度计模板、光照度探头。

四、 实验步骤：

1、亮电阻和暗电阻测量

（1）图2-1是光敏电阻实验原理图

（2）按实验一第二部分图1-2光照度实验安装接线。打开主机箱电源，顺时针方向慢慢调节0~12V可调电源，使主机箱光照度计显示100 l X（照度计模板按钮×1状态）。

（3）撤下照度计模板及探头，换上光电器件实验（一）模板和光敏电阻探头。按图2-2安装接线

图2-1 光敏电阻实验原理

接主机箱电压表光电器件实验（一）光敏器件光敏接收器件或光源接主机箱电压源+5vVcc+0-5V可调光敏器件输入光敏接收器件硅光电池接主机箱电流表光敏电阻主机箱遮光筒光源+0-12V可调升降杆升降固定螺钉移块图2-2光敏电阻实验（4）在光敏电阻与光源之间用遮光筒连接后，10秒钟左右（可观察主机箱上的定时器）读取电流表（可选择电流表合适的档位20mA档）的值为亮电流I亮。 （5）将0~12V可调电源的调节旋钮逆时针方向慢慢旋到底后，10秒钟左右读

取电流表（20μA档）的值为暗电流I暗。

（6）根据以下公式，计算亮阻和暗阻（照度100LX 、U测5V）

R亮=U测 / I亮 ； R暗=U测 / I暗 （7）光敏电阻在不同的照度下有不同的亮阻和暗阻；在不同的测量电压（U测）下有不同的亮阻和暗阻。如有兴趣可重复以上实验步骤做实验。

2、光照特性测量

光敏电阻的测量电压（U测）为+5V时，光敏电阻的光电流随光照强度变化

而变化，它们之间的关系是非线性的。调节光源0~12V电压得到不同的光照度(测量方法同以上实验)，测得数据填入表2—1，并作出光电流与光照度I-Lx曲线图。

表2—1

光照度20 （LX） 电流mA 40 60 80 100 120 140 160 180 0.11 0.17 0.28 0.35 0.37 0.44 0.46 0.53 0.63

I 光电流mA

光照度 （LX）

图2—3光敏电阻光照特性实验曲线

3、伏安特性测量

在一定的光照强度下，光电流随外加电压的变化而变化，测量时，在给定

光照强度100LX时，光敏电阻输入0-5V可调电压，调节0-5V电压（由电压表监测），测得流过光敏电阻的电流,测得数据填入表2-2，并作不同照度的三条伏安特性曲线。（照度按实验一第二部分图1-2实验方法定标）

表2-2

型号：G 电压（U） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0 0.02 0.05 0.07 0.1 0.12 0.15 0.19 0.2 0.22 0.25 照 50 电流（mA）度 100 电流（mA） 0 0.04 0.08 0.13 0.18 0.22 0.27 0.32 0.36 0.41 0.46 LX 150 电流（mA） 0 0.06 0.12 0.18 0.28 0.31 0.37 0.43 0.49 0.56 0.63 光电流

VCC

图2—4光敏电阻伏安特性

4 、光谱特性测量

光敏电阻对不同波长的光，接收的光灵敏度是不一样的，这就是光敏电阻

的光谱特性。实验时安装接线同图2-2，旋下光源筒前端盖,更换不同的滤色镜，得到对应各种颜色的光。作光谱特性时，需调节光源强度（调0—12V电压），

得到相同的照度。（照度测量参照实验一第二部分图1-2照度实验方法）光敏电阻在某一固定工作电压下（+5V），在同一照度下（例如10 L x），在不同波长（颜色）时测量流过光敏电阻的电流值，就可作出其光谱特性曲线。实验数

据填入下表，并画出曲线：

表2-3

波长 (nm) 660 600 560 530 470 400 0.2 0.18 0.13 0.19 0.04 0 光敏电阻 型号GL—5528 10 L x 照度下的电流 1、 思考题

为什么测光敏电阻亮阻和暗阻要经过10秒钟后读数，这是光敏电阻的缺点，只能应用于什么状态？

说明：红色字是填的实验数据，根据数据画一下图像。

实验二 光电转速传感器的转速测量

一 、实验目的:

了解光电转速传感器测量转速的原理和方法 二 、基本原理：

光电式转速传感器有反射型和透射型两种，本实验装置是透射型

的，传感器发光管发出的光源通过转盘上开孔透射后由光电管接收转变成电信号，由于转盘上有相间的六个孔，转动时获得与转速及孔数有关的脉冲，将电脉冲记数转换处理即可得到转速值。 三 、需用器件与单元：

光电传感器转速测量实验模板、主机箱 四 、实验步骤：

1、 据图14-1接线：光电转速传感器已经安装在实验模板上，

把模板上光电器件电源+5V、“┴”接到主机箱的+5V、“┴”插孔中，再将实验模板的计数器输出插孔、“┴”插孔与主机箱的频率/转速表输入“+”、“─”相连，把频率转速表的按钮按到转速档。

2、实验模板上的电机电源+15V、“┴”接入主机箱的+15V、“┴”

上，打开主机箱电源，调节实验模板上的W调速旋钮，使电机转动，并从转速表上观察电机的转速。 说明：实验二没有数据。