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作品设计报告书
福建师范大学协和学院
传感器技术作品设计
作品名称:
光敏传感器
系别:
信息技术系
专业:
电子信息工程
班级:
2010级
学号:
124132010038
124132010083
124132010048
学生姓名:
廖碧琼、张晓虹、刘雪君
2012年10月8日
摘要
光敏传感器就是先将被测的非电量转换成光量的变化,然后通过光敏器件将相应的光量转换成电量。
该光敏传感器光敏元件为光敏电阻,其通过对光线变化程度自动改变阻值从而改变电压信号的大小。
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。
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。
利用该原理,传感器在光照射,无光照射或光线较暗时,可以控制灯的暗灭交替。
光电器件的物理基础是光电效应,在现代测量与控制系统中,应用非常广泛,由于此类器件具有响应快,结构简单,可靠性高等优点,在自动测试中得到广泛的应用。
光敏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。
利用电路设计的基本方法和设计步骤,实现预期的实验功能。
此次实验应用光敏电阻的工作原理及结构,研究了光敏传感器的原理与应用。
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关键字:
光敏传感器电路设计
ABSTRACT
Applicationsofphotosensitiveresistanceandtheworkprincipleandstructure,studiedthephotosensitivesensorprincipleandapplication.Aphotosensitivesensoris.Thefirstwillbemeasurednonelectricityintolightchanges,andthenthroughthephotosensitivedevicescorrespondingtotheamountoflightwillbeconvertedintoelectricquantity.Photoelectricdeviceisphysicallybasedonthephotoelectriceffect,inthemodernmeasurementandcontrolsystem,applicationisveryextensive,becausethiskindofdevicehastheadvantagesoffastresponse,simplestructure,highreliability,intheautomatictesthasbeenwidelyusedinthe.Aphotosensitivesensorisnotconfinedtothelightdetection,itcanalsobeusedasadetectingelementcompositionofothersensors,formanynonelectricitydetection,aslongasthepowerisconvertedintoopticalsignalchangescanbe.Thecircuitdesignofthebasicmethodsandstepsofdesign,toachievetheexpectedtestfunction.
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Keyward:
Photosensitivesensorcircuitdesign
目录
摘要II
ABSTRACTIII
1绪论1
1.1作品研究背景及意义1
1.2预期实现功能1
2设计方案2
2.1功能框架图2
2.2具体设计方案2
2.2.1电路控制模块2
2.2.1LED暗灭模块3
3电路的制作与调试4
3.1器件清单4
3.2调试过程4
4.电路实物图5
1
绪论
1.1作品研究背景及意义
利用传感器的基本理论,在实践中综合运用的初步经验,掌握电路系统设计的基本方法、设计步骤,进一步熟悉和掌握电路元器件的应用。
培养细致认真和自身实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。
光敏电阻是用光电导体制成的关电器件,又称光导管,它是基于半导体内光电效应工作的。
光敏电阻没有极性,纯粹是一个电子器件,使用时可加直流偏压,纯粹是一个电阻器件。
光敏传感器内装有一个高精度的光电管,光电管内有一块由“针式二管”组成的小平板,当向光电管两端施加一个反向的固定压时,任何光了对它的冲击都将导致其释放出电子。
当光照强度越高,光电管的电流也就越大,电流通过一个电阻时,电阻两端的电压被转换成可被采集器的数模转换器接受的0-5V电压,然后采集以适当的形式把结果保存下来。
1.2预期实现功能
核心元件为光敏电阻,其通过对光线变化程度自动改变阻值从而改变电压信号的大小。
在光照射时,灯1呈亮的状态,灯2不亮;
无光照射或光线较暗时,灯2呈亮的状态,灯1不亮。
2
设计方案
2.1功能框架图
2.2具体设计方案
2.2.1电路控制模块
(1)原理图
(2)电路分析
利用双运算放大器工作原理,使灯有暗灭的效果;
放大器作用:
放大功率,实际上是放大电流,推动低阻大负载,作为最终的输出使用。
在电路中充当开关控制。
2.2.1LED暗灭模块
(3)原理图
(4)电路分析
LED灯高电平触发点亮。
有光照射时,光敏电阻极小运放电路U1A正向输入端处于低电平,故运放电路输出端呈低电平状态三极管Q1未导通灯1不亮,与此同时Q2导通灯2亮。
在无光照射或光线较暗时,灯1呈亮的状态,灯2不亮。
3
电路的制作与调试
3.1器件清单
元件清单
器材名称
型号
片数
固定电阻
10K/0.25W
1
固定电阻
1k/0.25W
1
固定电阻
200K
1
光敏电阻
1K
1
LM35DZ
1
电位器
2
放大器LM358
1
三极管
9041(NPN)
2
LED
2
单面覆铜板
1
3.2调试过程
遇到什么问题,如何解决?
(1)PCB板制作完成后,我们首先要大概观察PCB板上存在的问题。
解决方法:
观察PCB板是否有明显的裂痕,有无短路、开路等现象,电源跟地线之间的电阻是否足够大,结果正常。
(2)焊接元器件过程中,出现了虚焊的现象,是电路无法正常使用。
解决方法:
元器件重新焊接。
(3)焊接元器件过程中,LM358元件有明显的机械损坏,有烧焦的味道。
解决方法:
更换电路元器件重新焊接。
4.电路实物图
参考文献
•《电子电路基础》——陈利永中国铁路出版社
•《光敏传感器应用技术》——王俊峰机械工业出版社
•《传感器与检测技术》——王化详电子工业出版社
•
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