传感器原理与应用课程设计概要
传感器原理与应用技术全书电子教案.

传感器原理与应用技术全书电子教案.一、教学内容1. 传感器概述传感器的定义、分类与作用传感器的发展与应用领域2. 传感器的基本原理传感器的工作原理与性能指标传感器的误差分析及补偿方法3. 常见传感器及其应用电阻式传感器电容式传感器电感式传感器磁电式传感器光电式传感器超声波传感器二、教学目标1. 掌握传感器的基本概念、分类、工作原理及性能指标。
2. 学会分析传感器的误差来源,了解误差补偿方法。
3. 能够运用常见传感器解决实际问题,提高实际操作能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点:传感器的工作原理及性能指标传感器的误差分析及补偿方法2. 教学重点:常见传感器及其应用传感器在实际工程中的应用案例分析四、教具与学具准备1. 教具:传感器原理与应用技术教材PPT课件实验设备:电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器、光电式传感器、超声波传感器2. 学具:笔记本、文具实验报告册五、教学过程1. 导入:通过展示传感器在日常生活中的应用实例,引发学生兴趣,引入本节课的主题。
2. 理论讲解:(1)传感器概述(2)传感器的基本原理(3)常见传感器及其应用3. 实践环节:(1)分组讨论:针对不同类型的传感器,讨论其工作原理、性能指标及误差来源。
(2)实验操作:每组选取一种传感器,进行实际操作,观察传感器性能,分析实验数据。
4. 例题讲解:选取典型例题,讲解传感器在实际工程中的应用。
5. 随堂练习:布置与课程内容相关的练习题,检验学生对知识点的掌握。
六、板书设计1. 传感器概述2. 传感器的基本原理3. 常见传感器及其应用4. 传感器误差分析及补偿方法5. 传感器在实际工程中的应用案例七、作业设计1. 作业题目:(1)简述传感器的定义、分类与作用。
(2)分析常见传感器的误差来源,并提出相应的补偿方法。
(3)结合实际案例,阐述传感器在现代工程技术中的应用。
2. 答案:(1)传感器的定义、分类与作用:见教材P13。
2024年传感器原理与应用技术全书电子教案

2024年传感器原理与应用技术全书电子教案一、教学目标1.了解传感器的基本概念、分类及特点。
2.掌握传感器的原理、性能参数及选用方法。
3.熟悉传感器在各个领域的应用案例。
4.培养学生分析问题、解决问题的能力。
二、教学内容1.传感器概述2.传感器原理3.传感器性能参数4.传感器选用方法5.传感器应用案例三、教学重点与难点1.教学重点:传感器的原理、性能参数及选用方法。
2.教学难点:传感器的原理分析及应用案例。
四、教学方法1.采用案例分析、小组讨论、实物演示等教学方法,激发学生的学习兴趣。
2.结合实际应用,让学生在实践中掌握传感器的基本知识。
3.鼓励学生提问,引导学生主动探究,培养学生的创新意识。
五、教学步骤第一课时:传感器概述1.导入新课通过展示生活中的传感器应用案例,引发学生对传感器的兴趣。
2.讲解传感器的基本概念、分类及特点(1)传感器定义:能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的装置。
(2)传感器分类:按照被测量类型、转换原理、输出信号类型等进行分类。
(3)传感器特点:微型化、智能化、网络化、多功能化等。
第二课时:传感器原理1.讲解传感器的工作原理(1)传感器的基本组成:敏感元件、转换元件、信号处理电路等。
(2)传感器的工作原理:敏感元件感受到被测量变化,转换元件将感受到的变化转换为电信号,信号处理电路对电信号进行处理,输出可用信号。
2.分析常见传感器的原理(1)热敏电阻:利用半导体材料的温度特性实现温度测量。
(2)光敏电阻:利用光生伏特效应实现光强测量。
(3)压力传感器:利用弹性元件的形变实现压力测量。
第三课时:传感器性能参数1.讲解传感器的主要性能参数(1)灵敏度:传感器输出信号与输入信号之比。
(2)线性度:传感器输出信号与输入信号之间的线性关系。
(3)精度:传感器输出值与实际值之间的误差。
(4)响应时间:传感器从输入信号变化到输出信号稳定所需的时间。
2.分析传感器性能参数在实际应用中的重要性第四课时:传感器选用方法1.讲解传感器选用的基本原则(1)根据测量对象和测量范围选择合适的传感器。
《传感器原理与应用》课程教学大纲

《传感器原理与应用》课程教学大纲英文名称 Principles and Applications of Sensor一、课程说明1.课程的性质传感器原理与应用是电子科学与技术等专业的一门重要的技术基础课。
本课程可为工程技术人员从事工程设计、科学研究提供必要的技术手段。
2.课程的目的和任务本课程主要介绍传统传感器的传感机理、结构、测量电路和应用方法,并对当代新型传感器的发展状况与应用作以简要介绍。
本课程的任务是使电子科学与技术专业学生在传感技术方面具有较广的知识,了解工程检测中常用传感器的结构、工作原理、特性、应用及当代传感器的发展方向。
使学生掌握传感器静态、动态的数学模型的推导以及系统的分析方法,并结合实际应用例,培养和锻炼学生去组建非电测量和控制系统的实际能力。
3.适应专业电子信息专业、机械电子工程专业4.学时与学分36学时,2学分5.先修课程高等数学、普通物理、工程力学、模拟电子电路、数字电子电路等。
6.推荐教材传感器原理与应用(第二版)黄贤武、郑筱霞编著电子科技大学出版社,2001年9月参考教材:1)唐贤远等编著.传感器原理及应用 .西安:电子科技大学出版社,2000年12月2)郁有文等编著.传感器原理及工程应用. 西安:西安科技大学出版社,2000年8月3)王化祥等编著.传感器原理及应用.天津:天津大学出版社,1998年3月第二版7.主要教学方法与手段本课程在内容上应尽量联系实际,在讲解上着重物理概念的阐述,讲清结构、原理、特性,不进行复杂的数学推导,必要时直接引用公式。
力求做到重点突出,由浅入深,便于学生理解、掌握和选用。
在应用方面介绍相关典型物理量测量的例子,使学生对传感器有一个实用的概念。
对于更深入的问题,学生可参阅相关参考资料。
教学应以课堂讲授为主,为使学生在较少的学时内获取更多的信息,教学中应辅之以多媒体、电视教学片及各类传感器、测试仪器、测试装置等实物。
为培养学生的操作技能,本课程共开设实验课8学时,具体实验内容与所需实验仪器、设备见《传感器原理与应用》课程实验教学大纲。
传感器设计与应用课程设计

传感器设计与应用课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解传感器的定义、分类和工作原理,掌握常见传感器的基本特性。
2. 学生能描述传感器在实际应用中的功能,如温度、湿度、光照等物理量的检测。
3. 学生了解传感器在物联网、智能制造等领域的应用案例。
技能目标:1. 学生能运用传感器原理,设计简单的传感器电路,完成特定物理量的检测。
2. 学生具备分析传感器性能、选择合适传感器解决问题的能力。
3. 学生掌握传感器数据采集、处理和传输的基本方法。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对传感器技术的兴趣,激发探索精神,提高创新意识。
2. 学生意识到传感器技术在日常生活中的重要性,增强学以致用的观念。
3. 学生在团队协作中学会沟通、分享和承担责任,培养合作精神。
本课程针对高中年级学生,结合物理、电子等学科知识,以实用性为导向,注重培养学生的动手能力、创新意识和团队合作精神。
通过本课程的学习,使学生掌握传感器的基本原理和应用,为后续相关领域的学习奠定基础。
同时,课程目标分解为具体的学习成果,便于教师进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 传感器基础知识- 传感器的定义、分类和工作原理- 常见传感器(温度、湿度、光照、声音等)的特性分析2. 传感器设计与应用- 传感器选型与电路设计- 传感器在物联网、智能制造等领域的应用案例- 传感器数据采集、处理和传输方法3. 实践操作与案例分析- 设计简单的传感器电路,实现温度、湿度等物理量的检测- 分析传感器性能,针对实际问题进行传感器选型和方案设计- 介绍传感器在生活中的实际应用案例,如智能家居、环境监测等教学内容依据课程目标,结合教材相关章节进行组织。
教学大纲明确以下安排和进度:第一周:传感器基础知识学习,了解传感器的定义、分类和工作原理,分析常见传感器的特性。
第二周:传感器设计与应用,学习传感器选型、电路设计,探讨传感器在各个领域的应用。
第三周:实践操作与案例分析,动手设计传感器电路,分析性能,学习传感器在生活中的应用。
传感器课程设计20页

传感器课程设计20页一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握传感器的基本原理、性能和应用方法,培养学生动手能力和创新思维,提高学生对传感器技术的认识和理解。
知识目标:了解传感器的基本概念、分类和特性;掌握传感器的选型、安装和调试方法;了解传感器在自动化系统和智能制造中的应用。
技能目标:能够根据实际需求选择合适的传感器,进行电路设计和系统集成;能够使用传感器进行数据采集和分析,解决实际问题。
情感态度价值观目标:培养学生对科技创新的兴趣和热情,提高学生责任感和社会使命感,使学生认识到传感器技术在现代社会中的重要性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括传感器的基本原理、性能参数和应用领域。
1.传感器的基本原理:电阻式、电容式、电感式、霍尔效应、光电效应等传感器的原理和特点。
2.传感器的性能参数:灵敏度、迟滞、重复性、线性度、分辨力等参数的定义和计算。
3.传感器的应用领域:工业自动化、智能交通、生物医学、环境监测等领域的传感器应用案例。
4.传感器选型、安装和调试:根据实际需求选择合适的传感器,了解传感器的安装和调试方法。
5.传感器与微处理器的接口技术:了解传感器与微处理器的接口方式,掌握接口电路的设计方法。
三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法。
1.讲授法:通过教师讲解,使学生掌握传感器的基本原理和性能参数。
2.讨论法:引导学生参与课堂讨论,提高学生对传感器应用案例的分析和评价能力。
3.案例分析法:分析实际应用案例,使学生了解传感器在各个领域的应用,提高学生的实践能力。
4.实验法:学生进行实验,使学生掌握传感器的选型、安装和调试方法,培养学生的动手能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
1.教材:选用国内权威出版社出版的传感器教材,保证课程内容的科学性和系统性。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作PPT、视频等多媒体资料,提高课堂教学效果。
现代传感技术与应用课程设计

现代传感技术与应用课程设计一、课程设计概述传感器技术是当今科技发展水平的重要标志,它的应用范围非常广泛,涉及到生活、军事、医疗、环保等众多领域。
本课程旨在介绍现代传感技术的基本原理、应用场景及相关技术设计,通过实践操作,使学生能够掌握传感器的设计原理、调试方法、数据处理技巧,培养学生的自主学习和解决实际问题的能力。
二、课程设计内容1.传感器的基本原理与分类本部分将介绍传感器的基本原理、分类以及选型原则等相关知识,重点说明各种类型传感器的工作原理和电路结构,包括:温度传感器、压力传感器、光电传感器、磁电传感器等。
2.传感器电路设计学生将会学习到传感器电路的设计方法,理解各种电路要素的作用,以及如何根据实际需求设计电路。
此外,还将介绍如何使用开发板进行简单的电路搭建与测试,并通过实际的案例进行操作演示。
3.传感器数据处理与分析本部分将介绍如何使用C语言进行传感器数据采集、处理与分析,并通过实际案例进行讲解和演示。
学生将会了解到如何设计程序对采集到的传感器数据进行分析,并对数据进行可视化展示。
4.课程实践项目本部分将根据学生的不同意愿和兴趣,提供不同类型的实践项目选择,如模拟太阳能光伏电池的温度、压力、光强等数据,设计并实现智能管理系统等。
学生将组成小组进行独立的实践操作,并最终汇报项目成果与演示。
三、课程设计目标通过本课程的学习,学生应该能够:1.理解传感器的基本原理、分类以及工作原理;2.掌握传感器电路设计的基本方法;3.掌握传感器数据采集、处理与分析方法;4.了解实时应用场景,思考实际应用方案;5.完成基于传感器的实践项目,提高团队协作和沟通能力;6.培养学生的自主学习和解决实际问题的能力。
四、课程评估方式本课程的成绩评估方式将主要由以下几个部分组成:•期中考试(40%):主要针对课堂理论知识进行考核;•课程作业(30%):主要针对实验报告、程序设计等进行评估;•课堂参与度(20%):主要针对学生课堂参与度进行评估;•实践项目(10%):主要针对项目成果进行评估。
传感器技术与应用课程设计

传感器技术与应用课程设计一、课程设计的背景随着科技的发展,各行业对于传感器技术的需求不断增加。
传感器可将物理量及其变化转化为电信号,广泛应用于自动化控制、生物医学、环保监测、航空航天等领域。
为了培养与市场需求相适应的应用型人才,大学开设传感器技术与应用课程显得尤为重要。
二、课程设计的目的本课程设计旨在通过传感器和模拟采集卡硬件平台的学习,让学生掌握传感器技术在实际工程应用中的基本理论、实验方法和设计思路,提高应用型人才的能力。
三、课程设计的内容3.1 传感器基础知识1.传感器定义、分类及基本原理2.传感器静态特性及动态特性的描述3.传感器精度、分辨率和灵敏度的概念及计算方法4.传感器输出信号的处理方式3.2 传感器实验3.2.1 温度传感器实验1.DS18B20数字温度传感器的介绍及使用方法2.基于C语言的温度采集程序设计3.LCD液晶显示模块的介绍及使用方法3.2.2 液位传感器实验1.压阻式液位传感器的介绍及使用方法2.基于模拟采集卡的液位采集程序设计3.上位机程序设计及数据可视化3.2.3 光电传感器实验1.光电传感器的分类及工作原理2.红外反射式传感器的介绍及实验3.光电计数器的使用方法及程序设计3.3 课程设计学生需在传感器实验的基础上,设计一个应用传感器技术的小型工程,具体包括:1.选题:根据市场需求或自身兴趣,选择一个传感器应用领域进行开发。
2.系统架构:设计硬件平台及系统框图,明确各模块功能。
3.电路原理图设计:根据系统框图设计相关电路原理图。
4.程序设计:根据电路原理图完成程序设计,掌握相应的编程技巧。
5.实验验证:进行硬件连接及程序烧录等实验验证,认真记录实验结果。
四、课程设计的评分总则本课程设计的成绩占总评成绩的15%,具体评分方式如下:1.实验报告(60%):详细描述实验内容,包括实验设计、实验步骤、实验过程记录、实验结果及分析等。
2.课程设计报告(40%):详细描述课程设计内容,包括选题背景、系统框图、电路原理图、程序设计及实验验证等。
传感器的原理及应用课程简介

传感器的原理及应用课程简介
1. 引言
传感器是现代科技中不可或缺的一部分,它能够将环境中的实际物理量转化为数字或模拟信号,用于测量、监测和控制各种系统。
本课程将介绍传感器的基本原理、不同类型的传感器以及它们在各个领域中的应用。
2. 传感器基本原理
• 2.1 传感器的定义
• 2.2 传感器的工作原理
• 2.3 传感器分类
• 2.4 传感器的特性
• 2.5 传感器的精度、灵敏度和分辨率
3. 常见传感器类型及其原理
• 3.1 温度传感器
• 3.2 湿度传感器
• 3.3 压力传感器
• 3.4 光敏传感器
• 3.5 加速度传感器
• 3.6 位移传感器
4. 传感器的应用领域
• 4.1 工业领域
• 4.2 农业领域
• 4.3 医疗领域
• 4.4 智能家居领域
• 4.5 环境监测领域
5. 传感器的未来发展趋势
• 5.1 微纳传感器
• 5.2 无线传感器网络
• 5.3 人工智能与传感器的结合
• 5.4 智能传感器的发展
6. 总结
本课程将帮助学习者了解传感器的基本原理、常见类型以及在不同领域中的应用。
通过学习本课程,学生将获得对传感器技术的深入理解,并能够掌握传感器在各个领域中的实际应用。
同时,本课程还将展示传感器技术的未来发展趋势,为学生提供参考和启示。
以上是对《传感器的原理及应用课程简介》的一个简单的概述,希望能够给大家提供一些帮助。
如果你对传感器技术感兴趣,那么这门课程将会是一个很好的选择。
希望你能够通过学习获得更多关于传感器的知识,并能够在实际应用中发挥出自己的才能。
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传感器原理与应用课程设计专业:测控技术与仪器设计题目:光控手电筒班级:1242 学生姓名:杨傥月学号:06指导教师:张立新冯璐分院院长:许建平教研室主任:冯璐电气工程学院目录第一章课程设计内容及要求 (1)1.1课程设计题目 (1)1.2 设计目的 (1)1.3 设计内容 (1)第二章设计计划与方案论证 (2)2.1 设计思路来源 (2)2.2 设计电路思路 (2)2.3 方案论证(电路原理) (4)第三章设计方案实现 (5)3.1 元件清单 (5)3.2 相关元器件的说明和介绍 (5)3.3课设步骤 (10)第四章课程设计心得 (11)附录:实物图 (12)参考文献 (13)第一章课程设计内容及要求1.1课程设计题目《光敏开关传感器检测电路》1.2 设计目的(1)培养学生测控系统的设计能力。
(2)系统训练典型传感器的应用能力。
(3)提高传感器及其应用电路的调试能力。
(4)重点掌握典型传感器的应用方法、测量范围、应用电路以及检测精度与误差等解决实际工程问题的方案和操作方法。
1.3 设计内容(1)提出总体设计方案;(2)应用传感器实验设备与自制电路系统进行设计;(3)系统硬件电路调试;(4)撰写课程设计论文;(5)完成课程设计答辩。
(6)以下题目由学生任选其一完成。
设计题目A类1)直流电压传感器检测电路;2)交流电压传感器检测电路;3)直流电流传感器检测电路;4)交流电流传感器检测电路;5)电阻传感器检测电路;6)电容传感器检测电路;7)电感传感器检测电路。
主要参数:供电电源、测量范围、测量精度、线性度、输出类型(电压/电流)等。
设计题目B类1)光电开关传感器检测电路;2)接近开关传感器检测电路;3)光敏开关传感器检测电路;4)湿敏开关传感器检测电路;5)气敏开关传感器检测电路;主要参数:供电电源、测量范围、测量精度、输出类型(电平/触点)等。
设计题目C类1)温度变送器;2)压力变送器;3)位移变送器;4)液位变送器;5)称重变送器。
主要参数:供电电源、测量范围、测量精度、输出类型(DC0-2V,0-20mA)等。
第二章设计计划与方案论证2.1 设计思路来源随着科学技术的发展,许多高端技术已经实现了自动检测与控制。
同时传感器的应用也逐渐增多,遍及人们生活的各个方面,给人们的生产和生活带来极大的方便。
本设计选用光敏传感器,对特殊场合的光照强度进行检测与报警。
主要应用于农业大棚、城市照明等对光照强度有要求的场合。
本设计用发光二极管作为警示灯,当光照强度不满足要求时就会发光起到警示的作用。
2.2 设计电路思路要设计光控灯,首先要掌握光敏电阻的特性,光敏电阻又称光导管,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,常用的制作材料为硫化镉,另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。
这些制作材料具有在特定波长的光照射下(光敏电阻器对光的敏感性(即光谱特性)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),其阻值迅速减小的特性。
这是由于光照产生的载流子都参与导电,在外加电场的作用下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。
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)。
经测量随着外部环境的改变,本次所用光敏电阻阻值的变化范围为2K-3M,即在有光照射时电阻阻值下降,无光照时阻值上升,根据这一特性可以控制三极管工作状态进而控制灯的亮灭的电路。
三极管工作状态分为放大、截止和饱和。
当工作在放大区时,发射极正偏,集电极反偏;当工作在截止区时,发射极和集电极均反偏;当工作在饱和状态时,发射极和集电极均正偏。
同时三级管有两种材料做成,一种为硅管,其正偏发射结导通电压为0.7V;一种为锗管,其正偏发射结导通电压为0.3V。
三极管种类有NPN和PNP两种,本次课设用到的三极管为NPN型硅管9014和PNP型硅管9012。
2.3 方案论证(电路原理)由2.2设计电路思路设计出如图2.3的电路图。
图 2.3如图2.3所示,光敏电阻R1和可调电阻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VT1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。
通电后,调节RP可以改变控制要求。
第三章 设计方案实现3.1 元件清单3.2 相关元器件的说明和介绍3.2.1光敏电阻图3.2.13.2.1.1介绍及应用光敏电阻又称光阿导管,常用的制作材料为硫化镉,另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。
这些制作材料具有在特定波长的光照射下,其阻值迅速 6 减小的特性。
这是由于光照产生的载流子都参与导电,在外加电场的作用下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。
光敏电阻属半导体光敏器件,除具灵敏度高,反应速度快,光VT1 90141个 VT2 90141个 光敏电阻R11支 滑动变阻器RP 10K Ω1支 电阻R2 4.7K Ω1支 发光二极管VD一个谱特性及r值一致性好等特点外,在高温,多湿的恶劣环境下,还能保持高度的稳定性和可靠性,可广泛应用于照相机,太阳能庭院灯,草坪灯,验钞机,石英钟,音乐杯,礼品盒,迷你小夜灯,光声控开关,路灯自动开关以及各种光控玩具,光控灯饰,灯具等光自动开关控制领域。
3.2.1.2 光敏电阻的分类图3.2.1.2根据光敏电阻的光谱特性,可分为三种光敏电阻器:(1)紫外光敏电阻器:对紫外线较灵敏,包括硫化镉、硒化镉光敏电阻器等,用于探测紫外线。
(2)红外光敏电阻器:主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。
锑化铟等光敏电阻器,广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱,红外通信等国防、科学研究和工农业生产中。
(3)可见光光敏电阻器:包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等。
主要用于各种光电控制系统,如光电自动开关门户,航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭,自动给水和自动停水装置,机械上的自动保护装置和“位置检测器”,极薄零件的厚度检测器,照相机自动曝光装置,光电计数器,烟雾报警器,光电跟踪系统等方面。
(本设计采用的就是)3.2.1.3 主要参数特性(1)光电流、亮电阻。
光敏电阻器在一定的外加电压下,当有光照射时,流过的电流称为光电流,外加电压与光电流之比称为亮电阻,常用“100LX”表示。
(2)暗电流、暗电阻。
光敏电阻在一定的外加电压下,当没有光照射的时候,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,常用“0LX”表示。
(3)灵敏度。
灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值(暗电阻)与受光照射时的电阻值(亮电阻)的相对变化值。
(4)光照特性。
光照特性指光敏电阻输出的电信号随光照度而变化的特性。
从光敏电阻的光照特性曲线可以看出,随着的光照强度的增加,光敏电阻的阻值开始迅速下降。
若进一步增大光照强度,则电阻值变化减小,然后逐渐趋向平缓。
在大多数情况下,该特性为非线性。
(5)伏安特性曲线。
伏安特性曲线用来描述光敏电阻的外加电压与光电流的关系,对于光敏器件来说,其光电流随外加电压的增大而增大。
(6)温度系数光敏电阻的光电效应受温度影响较大,部分光敏电阻在低温下的光电灵敏较高,而在高温下的灵敏度则较低。
(7)额定功率额定功率是指光敏电阻用于某种线路中所允许消耗的功率,当温度升高时,其消耗的功率就降低。
3.2.1.4 工作原理3.2.1.4 光敏电阻原理图光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。
在半导体光敏材料两端装上电极引线,将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻,为了增加灵敏度,两电极常做成梳状。
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。
通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极,接出引线,封装在具有透光镜的密封壳体内,以免受潮影响其灵敏度。
在黑暗环境里,它的电阻值很高,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—空穴对将复合,光敏电阻的阻值也就恢复原值。
在光敏电阻两端的金属电极加上电压,其中便有电流通过,受到波长的光线照射时,电流就会随光强的而变大,从而实现光电转换。
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,也加交流电压。
半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。
3.2.2 发光二极管图3.3发光二极管(LED)是一种由磷化镓(GaP)等半导体材料制成的、能直接将电能转变成光能的发光显示器件。
当其内部有一定电流通过时,它就会发光。
它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能。
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。
当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。
不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。
当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。
常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好。
发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片,在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层,称为PN结。
在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。
PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。
这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。
当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。
3.2.3 三极管三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管,晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号,也用作无触点开关。
三极管在我们的日常生活中非常常用,90三极管在电子制作中也是一个不可缺少的重要部分。
9014则为NPN型、45V 100mA、功率为450mW、频率为150MHz 、放大倍数为20-90。