思考题 1.光电效应的分类是什么？ 光电效应可分为外光电效应和内光电效应。.光敏电阻的物理基础是什么？ 内光电效应。* * 光敏传感器是将光信号转换为电信号的传感器，也称为光电传感器，可用于检测光强、光照、辐射温度测量、气体成分分析等直接引起光强变化的非电量；也可用于检测零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度、物体形状、工作状态识别等可转换为光变化的非电量。光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，广泛应用于工业自动控制和智能机器人中。实验目的 1.了解光敏传感器的基本特性. 2.测量光敏电阻的伏安特性曲线和光特性曲线。实验原理 1.光电效应：指物体吸收光能后转化为物体中某些电子能量的电效应。光敏传感器的物理基础是光电效应。光电效应分为外部光电效应和内部光电效应。（1）外部光电效应：在光的作用下，物体内物体表面向外发射的现象称为外部光电效应。向外发射的电子称为光电子。基于外部光电效应的光电器件包括光电管、光电倍增管等。.内光电效应：当光照射在物体上时，物体的电阻率ρ变化或产生光生电势的现象称为内部光电效应，主要发生在半导体中。根据工作原理的不同，内部光电效应分为光电导率效应和光生伏特效。光电导率效应是指在光的作用下，一些电子吸收光子能量从原来的束缚状态到导电的自由状态，并导致材料导率的变化。基于此效应的光电器件具有光敏电阻。光生伏特效是指在光的作用下，物体可以在一定方向上产生电势的现象。基于此效应的光电器件包括硅光电池、光敏二极管和光敏三极管。.光敏电阻的工作原理： 当光照射到光电导体上时，如果光电导体是某种半导体材料，光辐射能量足够强足够强，（光导材料价格带的电子会刺激导带，从而增加导带的电子和价格带的空穴，增加光导体的电导率。）将产生内光 电效应，实现能级跳跃，内光电效应要求能量大于特定值，即光 敏电阻对光有选择性。.光敏电阻的电流I与所加电压U它们之间的关系被称为光敏电阻的伏安特性。改变照度可以获得伏安特性曲线。它是传感器应用设计中选择电气参数的重要依据。以下是伏安特性曲线，具有一定的光敏电阻。水平坐标是U光敏/V,纵坐标是Iph/mA。可以看出，光敏电阻是 纯电阻，其伏安特性具有良好的线性 。在一定照明下，电压越大，光电流越大，但必须考虑 光敏电阻的最大耗散功率。超过额定电压和最大电流可能导致光敏电阻的永久性 损坏。4.光敏电阻的光照特性 光敏传感器的光谱灵敏度与入射光强之间的关系称为光照特性。有时，光敏传感器的输出电压或电流与入射光强之间的关系也称为光照特性。以下是某种光敏电阻的光照特性。横坐标为光照/Lux,纵坐标是Iph/mA. 可见光敏电阻的光照特性为非线性，一般不适用于线性检测元件。实验仪器 光敏传感器光电特性实验仪，其工作面板如图所示。该实验仪由光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池、可调光源、电阻箱、数字电压表等组成。UCC 实验线路图 线路布局图 光源电压布局图 光敏电阻光电特性测试实验线路图 UR1 V 实验内容 实验内容 (1)在一定源电压12)V，距离100mm)在条件下，（首先将电压表与照度调节连接，调整照度调节旋钮，使数字电压表显示所需值）根据示意图连接试验线，将检测光敏电阻安装到待测点，连接主机电源电压UCC：2-12V电源；R1两端的电压UR1接入数字电压表。测量光敏电阻上电源系统的电压UCC为 2V； 4V； 6V； 8V； 10V； 12V用电压表测量6个光电流数据R1两端的电压UR1.填表，(2)计算光敏电阻中的电流 计算光敏电阻两端的电压 计算光敏电阻的电阻 填表。(3)根据实验数据绘制光敏电阻的伏安特性曲线 1.光敏电阻的伏安特性试验 2.光敏电阻的光特性实验 (1)根据示意图连接实验线，选择一定的电源电压(如电源电压)Ucc=12V不变)测量不同光强度下光敏电阻的光电流数据。光强与光电压、距离的关系参照实验参考表。(查表:当d=100mm光源电压为 4V； 6V； 8V； 10V； 12V ； 14V ； 16V ； 18V填写实验数据表中的光强度值）。分别用电压表测量。R1两端的电压UR1写表格，(2)计算光敏电阻中的电流，计算光敏电阻两端的电压