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光敏電阻和光電二極體優劣勢分析,電阻電橋搭建幾點重要指標

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光敏電阻和光電二極體優劣勢分析:
光敏電阻photoresistor(光導效應)在無光照的情況下電阻值比較高,當它受到光照的情況下,阻值下降跟多,導電性能明顯加強。光敏電阻的主要參數有暗電阻,暗電流,與之對應的是亮電阻,亮電流。它們分別是在有光和無光條件下的所測的數值。亮電阻與暗電阻差值越大越好。在選擇光敏電阻的時候還要注意它的光照特性,光譜特性。響應速度不快,在ms到s之間,延遲時間受入射光的光照度影響(光電二極體無此缺點,光電二極體靈敏度比光敏電阻高),一般以s,se,te的金屬化合物為主(實際上原始周期表中o,s,se,te處於同一列,zn,cd,hg也處於同一列)。有單晶和多晶。
光電二極體photodiode(光伏效應)在無光照的條件下,其工作在截至狀態,跟一般的二極體特性差不多,都具有單嚮導通性能。當受到光照時,pn區載流子濃度大大增加,載流子流動形成光電流。
電阻電橋搭建幾點重要指標:
1.電阻橋定義解釋
惠斯通電橋是由四個電阻組成的電橋電路,這四個電阻分別叫做電橋的橋臂,惠斯通電橋利用電阻的變化來測量物理量的變化,單片機採集可變電阻兩端的電壓然後處理,就可以計算出相應的物理量的變化,是一種精度很高的測量方式。其電路形式如下圖所示。
在電橋中有三個電阻阻值是固定的分別為r1,r2,r3,第四個電阻是可變的為rx,rx發生變化時,圖中b,d兩點之間的電壓發生變化,通過採集電壓的變化就可以知道環境中物理量的變化,而從實現測量的目的。下面舉例介紹電橋電路的計算方式。
2.電阻橋相關計算
假設流過r1,r2橋臂的電流為i1,流過r3,rx橋臂的電流為i2,電橋供電電壓為vcc,如下圖所示。
通過歐姆定律可以計算出每個電阻兩端的電壓。在r1和r2這兩個橋臂上,r1,r2將vcc電壓分壓,r2電阻兩端得到的電壓即為v1;在r3和rx這個橋臂上,r3,rx將vcc電壓分壓,r3電阻兩端得到的電壓即為v2。下面分別用歐姆定律計算v1和v2。
流過電阻r1和r2的電流i1:
r2兩端的電壓v1:
流過電阻r3和rx的電流i2:
r3兩端的電壓:
v1和v2的電壓差:
由此可以看出:
如果4個電阻都相等,即r1=r2=r3=rx,那麼Δv=0,即電橋處於平衡狀態。
rx發生變化會導致△v發生變化。
3.電阻橋的應用
在實際使用中,我們通常將其中三個電阻值固定,而將另外一個電阻換成熱敏電阻、壓敏電阻、pt100等,這時候就可以用電橋來測物理量了。如果將pt100接入電橋,隨著環境溫度的變化,pt100的阻值發生變化導致Δv發生變化,將差分電壓Δv通過差分運放放大後進入單片機的ad採樣,再對照pt100的電阻-溫度對應表就可以知道當前環境的溫度了。
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