项目5识别与检测光敏电阻.docx
- 文档编号:2205126
- 上传时间:2022-10-27
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:287.83KB
项目5识别与检测光敏电阻.docx
《项目5识别与检测光敏电阻.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《项目5识别与检测光敏电阻.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
项目5识别与检测光敏电阻
项目五识别与检测光敏电阻
知识目标
1.理解光控电路的工作原理。
2.认识光敏电阻等敏感电阻器的结构、特性。
3.掌握使用指针万用表检测光敏电阻等敏感器件。
技能目标
1.能用面包板搭接光控电路。
2.能识别光敏电阻以及会使用万用表检测光敏电阻的质量。
3.能用万用表检测光控电路的电压电流变化情况,理解电路是如何工作的。
4.能排除光控电路常故障。
项目描述
三极管是一种电流控制型器件,配合传感器件,就可实现自动控制。
如图5.1所示,在照相机自动曝光电路中应用了光敏电阻,光控路灯中也使用了光敏电阻。
本项目将搭接和检测一个光控电路,光控电路原理图如图5.2所示。
光敏电阻
图5.1照相机自动曝光应用了光敏电阻图5.2光控电路原理图
图5.2中,RP、Rb1为基极上偏置电阻,调节RP可改变基极电流大小;Rc为集电极负载电阻。
LED为集电极电路导通程度指示灯;VT为三极管,它具有电流放大作用。
光敏电阻RG为基极下偏置电阻。
工作原理:
光控电路中光敏电阻RG的阻值会随照射光的强弱而发生变化,从而改变三极管中的基极电流,去控制通过发光二极管的集电极电流也随之变化,发光二极管亮度会随之变化。
在有光照时,RG阻值较小,基极电位较低,调节RP可使三极管处于微导通状态,LED将发出微光;当光敏电阻的受光强度减弱,RG阻值增大,三极管基极电位升高,三极管导通程度增大,LED的亮度增大,可见三极管相当于一个受控的可变电阻。
任务1识别、检测光控电路的元器件
任务描述
图5.2所示的光控电路用到电池、电阻、发光二极管和电位器、三极管、光敏电阻,本任务主要识别、检测光敏电阻。
实践操作
器材准备:
本项目所需准备器材如表5.1所示。
表5.1光控电路所需器材
元器件
10KΩ1/4W电阻1只,330Ω1/4W电阻1只,100Ω1/4W电阻1只,50KΩ有柄电位器1只,红色Φ5发光二极管1只,S9013的三极管1只,MJ20516光敏电阻1只,9V叠层电池1节。
其他材料
有鳄鱼夹的电池扣1套,SYB-120型面包板1块
仪表
MF47万用表1台,DT9205数字万用表1台
认识与检测光敏电阻
第一步:
认识光敏电阻。
光敏电阻,一般用RG表示,它的实物外形与内部结构示意图、电路符号如图5.3所示。
其种类、结构、参数和工作原理见知识链接。
a)光敏电阻外形(b)光敏电阻结构示意图(c)光敏电阻电路符号
图5.3光敏电阻外形、结构与电路符号
第二步:
检测光敏电阻。
如图5.4所示。
指针万用表在R×100档,分别接触光敏电阻两端,在有光照时用检测阻值有几百欧姆(亮电阻);在无光照时用指针万用表在R×10K档检测,阻值很大(暗电阻);还可见在检测中光敏电阻的阻值会随光照强度减小而增大。
光敏电阻质量检测方法见知识链接1。
(a)测亮电阻(b)测暗电阻
图5.4检测光敏电阻的阻值
任务1操作评价
将你识别、检测光控电路中元器件有关数据填入表5.2中。
外形示意图和表档位每空0.5分,测量结果每空1分,共25分。
(提示:
Rbe表示黑笔接b极,红笔接e极;Reb表示黑笔接e极,红笔接b极)
表5.2光控电路的元器件识别、检测表(MF47表)
代号
元件名称
规格/型号
外形示意图(有极性需标示)
检测
质量
表挡位
测量结果
Rb1
0.25W10KΩ
(颜色)
实测阻值:
Rb2
0.25W100Ω
(颜色)
实测阻值:
Rc
0.25W330Ω
(颜色)
实测阻值:
RP
50KΩ有柄
LED
Φ5红色
正向阻值:
反向阻值:
VCC
9V
实测电压值:
VT
S9013
R×1K
Rbe=Rbc=Reb=Rcb=
R×10K
Rce=Rec=
R×10
hFE=
RG
光敏电阻
MJ20516
最小亮电阻:
最大暗电阻:
任务2搭接光控电路
任务描述
将电阻、发光二极管、电位器、三极管、光敏电阻按图4.1所示关系搭接在面包板上;接通电源后调节RP,使LED1的发光程度在微小范围内变化时,LED2的发光程度变化范围会很大。
实践操作
器材准备:
表5.1所示器材
1.搭接电路
第一步:
设计出合理的布局示意图,参考图5.5所示。
图5.5光控电路连接示意图
第二步:
在面包板上依据光控电路原理图搭接电路。
如图5.6所示。
注意发光二极管的正、负极,三极管的基极、集电极、发射极,电位器只用到了两个引脚。
图5.6搭接的光控电路
第三步:
检查无误后,接通电源,电源正极接LED的正极,电源负极接三极管e极(发射极)。
在光敏电阻有光照时调节RP使LED微微发光,然后用手遮挡光敏电阻,你会看到什么现象呢?
2.电路功能调试
光控电路实现的功能是:
接通电源,在有光照的情况下,调节RP电位器使LED微微发光,此时用手渐渐靠近光敏电阻,使光敏电阻的受光强度减弱,可见LED逐渐变亮。
这就证明了光敏电阻对光的敏感特性,光敏电阻对光的强度检测(传感),把光信号转换为电信号,去控制三极管的导通程度,使LED的发光亮度发生变化。
电路连接后可能不能实现功能,需仔细对照电路图检查及分析故障,排除故障。
其常见故障及可能原因如表5.3所示。
表5.3光控电路常见故障及可能原因
故障现象
可能原因
LED始终不发光,不受光控
①LED接反;
②RP接错造成开路;
③三极管接错开路,或基极回路未接通。
LED始终发光,不受光控
①光敏电阻RG开路未接入电路中;
②三极管接错;
③RP阻值在最小位置。
LED受光控不明显
①三极管的c、e接反。
任务2操作评价
①你搭接的电路接通电源后有什么现象?
为何发光二极管的发光亮度会受光敏电阻的影响?
10分
②当光敏电阻在一定光照下,调节RP时,发光二极管的亮度为什么会变化?
10分
检查搭接的电路并回答以下两个问题,电路搭接成功10分,每个问题10分,共30分。
任务3检测光控电路
任务描述
搭接光控电路,使用万用表测量电路的电压、电流,可观察光敏电阻、三极管如何工作。
实践操作
器材准备:
任务2搭接成功的光控电路、MF47型万用表1只。
1.测电路初始状态参数
第一步:
在有光照的情况下,调节电位器RP使发光二极管LED微亮。
将万用表转换在2.5V或10V直流电压档,黑表笔接电源负极,红表笔分别去测量三极管的b极电位Vb,光敏电阻两端电压URG,测量方法如图5.7所示,测量数据填入表5.4中。
图5.7测量光控电路光照时基极电位(0.43V)
第二步:
如图5.8所示,用电流档测量三极管基极电流Ib、集电极电流IC,将测量结果填入表5.4中。
图5.8测量光控电路集电极回路暗电流(14mA)
2.测电路动态下参数
将两只万用表转换在1mA或50uA直流电流挡,串联于基极和集电极回路中,然后用手或黑色物体慢慢遮住光敏电阻,而后慢慢移开手或黑色物体时,仔细观察两表的读数及变化情况。
然后相同方法测量三极管的b极电位Vb变化情况,光敏电阻两端电压URG变化情况。
将所有测量结果填入表5.4中。
3.测光敏电阻完全不受光照时各参数
用手或黑色物体遮住光敏电阻,让其完全不受光。
用万用表分别去测量三极管的b极电位Vb,光敏电阻两端电压URG,基极电流Ib、集电极电流IC,将测量结果填入下表5.4中。
表5.4光控电路检测表
测试项目
三极管VT的基极电位Vb
光敏电阻两端的电压URG
基极电流Ib
集电极电流IC
发光二极管发光情况
电路初始状态(不遮光)
用手或黑色物体慢慢遮住光敏电阻(变化情况)
光敏电阻完全不受光照
任务3操作评价
通过操作,将你检测电路的数据填入表5.4中,每空1分,共15分。
再回答以下2个问题,1小题8分,2小题7分。
总共30分
①光敏电阻的受光强度与两端电压URG的关系是什么?
与基极电位有什么关系?
与三极管的导通程度有何关系?
②光敏电阻受光越暗,为什么发光二极管的越亮?
项目实训评价
搭接与检测光控电路操作综合能力评价如表5.5所示。
表5.5项目成绩评价表
评定内容
配分
评定标准
小组评分
教师评分
任务1
25
表5.2中,错1空扣1分。
完成时间
任务2
30
1.电路搭接不成功扣10分;
2.回答问题基本正确扣5-10分。
完成时间
任务3
30
1.表5.4中,错1空扣1分。
2.回答问题基本正确扣3-7分。
完成时间
安全文明操作
5
1.工作台不整洁,扣1-2分;
2.违反安全文明操作规程,扣1-5分。
表现、态度
10
好,得10分;较好7分;一般4分,差0分
总得分
知识链接光敏电阻器
1.光敏电阻的工作原理与结构
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)急剧减少,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级,亮电阻在几千欧以下。
光敏电阻通常由光敏层、玻璃基片(或树枝防潮膜)和电极等组成,图5.9为光敏电阻的结构图示意图。
它是涂于玻璃底板上的一薄层半导体物质,半导体的两端装有金属电极,金属电极与引出线端相连接,光敏电阻就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。
光敏电阻器在电路中
用字母“R”或“RL”、“RG”表示
结构尺寸规格电路符号
图5.9光敏电阻结构示意图、尺寸规格及电路符号
2.种类
按封装形式有金属壳密封型和不带外壳的非密封型。
按材料分多晶和单晶光敏电阻器,还可分为硫化镉(CdS)、硒化镉(CdSe)、硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)、锑化铟(InSb)光敏电阻器等。
3.光敏电阻的主要参数
(1)亮电阻(kΩ):
指光敏电阻器受到光照射时的电阻值。
(2)暗电阻(MΩ):
指光敏电阻器在无光照射(黑暗环境)时的电阻值。
(3)最高工作电压(V):
指光敏电阻器在额定功率下所允许承受的最高电压
(4)亮电流:
指光敏电阻器在规定的外加电压下受到光照射时所通过的电流。
(5)暗电流(mA):
指在无光照射时,光敏电阻器在规定的外加电压下通过的电流。
(6)时间常数(s):
指光敏电阻器从光照跃变开始到稳定亮电流的63%时所需的时间。
(7)电阻温度系数:
指光敏电阻器在环境温度改变1℃时,其电阻值的相对变化。
(8)灵敏度:
指光敏电阻器在有光照射和无光照射时电阻值的相对变化。
4.特性及应用
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。
它在无光照射时,呈高阻状态
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 项目 识别 检测 光敏 电阻