光敏电阻光敏特性研究实验报告
研究光敏电阻光敏特性
一、实验设计方案
1.1、实验目的
了解光敏电阻的基本特性，测量其光特性曲线。
2、学习使用电脑实测。
3、学习使用DataStudio软件。
学习了解设计实验的基本方法。
1.2、实验原理
图1 光敏结构图
图2 光敏电阻的光照特性
图3 光敏电阻的电阻与光强关系 光敏电阻器是一种由半导体光电效应制成的电阻值随入射光强度而变化的电阻器（如图1所示）；入射光强，电阻降低，入射光弱，电阻增大。光敏电阻对光和人眼对可见光的敏感性(0.4~0.76)μm响应非常接近，只要人眼能感觉到光线，就会导致其电阻变化。设计光控电路时，通用白炽灯泡光线或自然光线作控制光源，但本实验采用激光做光源，通过两偏振片控制光照强度并由角速度传感器测出。
1.2.1光敏电阻的光照特性
光电流随照度变化的规律称为光特性。不同类型的光敏电阻具有不同的光特性， 大多数光敏电阻的光照特性是非线性的。如图1所示，某种光敏电阻的光照特性。
一些材料的光吸收系数可以通过光敏电阻的光照特性来测量。
1.2.2光敏电阻特性
图3显示了光敏电阻的电阻值与光强之间的关系。利用光敏电阻的光敏特性，可以模拟设计简单的光控自动报警实验和光控自动照明实验。
光敏电阻的电阻与光强之间曲线的线性关系不能用于线性光感测量.
1.3.选择仪器列表
主要参数为750接口CI7650阻抗最大的有效输入电压范围±10 V计算机和数据采集处理DataStudioCI6874-数据采集平台，数据处理电压传感器CI6503电压范围：±10 V AC/DC数据采集光敏电阻CdS———— 取样电阻-100000Ω。提供光源旋转传感器、电源导线等二、实验内容及具体步骤：
2.1.测绘光敏电阻的光特性曲线。
(1)按右图连接电路，电压传感器连接到750接口。
（2）光敏电阻的光源由一个激光提供。光强调整后，两个偏振片照射在光敏电阻上。其中一个偏振片与角速度传感器连接到750接口。在试验中，保持光强从最弱变为最强。
(3)打开DataStudio 创建新实验的软件。
(4)在DataStudio 750接口的传感器连接设置在软件窗口，采样率设置。(5)在DataStudio 打开软件窗口的图表。
(5)连接光敏电阻所在电路电源；
(6)打开激光器，调整两个偏振片，然后用角速传感器调整偏振片，使照射到光敏电阻的光强最小化；
(7)在DataStudio 在软件窗口中启动数据采集，用角速传感器旋转偏振片，使光敏电阻处的光强从最小变化到最强。
(8)停止数据采集。断开光敏电阻电源，关闭激光器。
(9)在DataStudio中作计算：
①y轴(光电流)： ……………………(10表示直流电源电压10V，直流电源电压为10000，其中电压和通道A值为1000Ω)
②x轴(相对光强):……………………(其中θ从零相位转动偏振片的角度)
三、数据记录和数据处理
3.测绘光敏电阻的电阻值随相对光强的变化曲线而变化。
、数据记录(原始数据)
图4
注：电压、通道A(记为)采样电阻(R=1000Ω)电压；角位置通道1和2(度)，是偏振片和零相位的角度(记录为θ)。
、以上数据计算如下：
①光敏电阻两端的电压： ……………………(其中10表示直流电源电压10V，电压、通道A值)
②光电流： ……………………(1000表示直流电源电压10000Ω)
③光敏电阻的电阻：
④相对光强：……………………(其中θ开始转动偏振片和零相位的角度)
(3)在DataStudio 做以上计算，得到以下曲线：
图5 图6
注：上图1为光敏电阻和取样电阻的光强特性曲线。
(4)由：①光敏电阻两端的电压：
③光敏电阻的电阻：
④相对光强：
上图6获得光敏电阻的光照特性
(5)由： ③光敏电阻的阻值：
④相对光强：
图7光敏电阻的电阻值和相对光强曲线
根据光敏电阻的电阻特性，知道它更适合光控开关，因为电阻在达到一定光强后会迅速变化。
可用于设计简单的光控自动报警实验和光控自动照明实验。