光电技术创新综合实验仪实验指导书V1.0.docVIP

前 言 光电技术是将传统的光学技术与现代微电子技术、计算机技术紧密结合在一起的一门高新技术，已渗透到许多科学领域，并得到迅猛的发展。光电检测技术由产生的一门重要技术是现代测量技术中的一个重要组成部分。实验教学改革培养学生创新能力、实践能力从单纯的理论验证转移到加强学生的基本训练上来，验证性实验，增加应用设计性实验，综合性、设计性、应用性和研究性的实验内容。 目 录 实 验 目 录 - 1 - 光敏电阻实验 - 4 - 光敏二三级管实验 - 23 - 硅光电池实验 - 37 - 光电耦合实验 - 50 - 热释电传感器实验 - 59 - 红外收发实验 - 77 - 光源输出及测量实验 - 92 - 单片机基本原理及其应用实验 - 103 - 温度传感器、色敏传感器实验 - 165 - 光电测距实验 - 169 - PSD位置传感器实验 - 175 - 红外体温计探头实验 - 182 - 光纤位移测量实验 - 186 - 光纤烟雾报警实验 - 190 - 光纤微弯称重实验 - 199 - 实 验 目 录 一、光敏电阻实验 实验一 光强与光敏电阻电流光敏电阻的光电特性光敏电阻的伏安特性光敏电阻的光谱响应特性光敏电阻的时间响应特性简单暗激发光控调光电路设计实验可控振荡器电子鸟设计实验光电密码锁实验光敏二的光照特性三极管光照特性光敏二极管的伏安特性光敏三极管的伏安特性光敏二极管的光谱响应特性光敏三极管的光谱响应特性光敏二极管的时间响应特性光敏三极管的时间响应特性透射式光控开关设计实验光控语言电路设计实验简易光功率计设计实验硅光电池短路电流测量硅光电池开路电压测量零偏、反偏时光照-电流特性测量硅光电池光电特性测量硅光电池伏安特性测量硅光电池光谱特性测量硅光电池时间响应特性测量太阳能充电器设计实验 八、单片机基本原理及其应用实验 单片机开发板简介 实验一 LED跑马灯实验 实验二 独立键盘实验 实验三 数码管显示实验（包括动态显示和静态显示实验） 实验四 单片机外部中断实验 实验五 定时器与计数器实验 实验六 蜂鸣器报警实验 实验七 单片机的串口通讯实验 实验八 LCD1602显示实验 实验九 AD/DA实验 实验十 IIC和EEPROM验 光电技术创新综合实验仪 光敏电阻实验 光敏电阻的工作原理及结构认知 某些物质吸收光子的能量产生本征吸收或杂质吸收，从而改变物质电导率的现象，称为物质的光电导效应。利用具有光电导效应的材料可以制成电导率随入射光度量变化的器件，称为光电导器件或光敏电阻。 光敏电阻具有体积小、坚固耐用、价格低廉、光谱响应范围宽等优点，广泛应用与微弱辐射信号的探测领域。 1、光敏电阻的结构 通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。在底板上均匀地涂上一层薄薄的半导体物质，称为光导层。半导体的两端装有金属电极与引出线端相连接，通过引出线端接入电路。为了防止周围介质的影响，在半导体光敏层上覆盖了一层漆膜，漆膜的成分应使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最大。为了提高灵敏度，光敏电阻的电极一般采用梳状图案，它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上层镀金或铟等金属形成的。 （a）光敏电阻结构 （b）光敏电阻电极 （c）接线图 2、光敏电阻的主要参数与特性 根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器： 紫外光敏电阻：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。 红外光敏电阻：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。 可见光光敏电阻：包括硒、硫化镉、硒化镉、硅、砷化镓、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。 光敏电阻的主要参数是： （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。 （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。 （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）光谱响应。光谱响应又称光谱灵敏度，是指光敏电阻在不同波长的单色光照射下的灵敏度。若将不同波长下的灵敏度画成曲