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光敏电阻和光电二极管优劣势分析,电阻电桥搭建几点重要指标

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  光敏精密电阻和光电二极管优劣势分析:

  光敏精密电阻Photoresistor(光导效应)在无光照的情况下精密电阻值比较高,当它受到光照的情况下,阻值下降跟多,导电性能明显加强。光敏精密电阻的主要参数有暗精密电阻,暗电流,与之对应的是亮精密电阻,亮电流。它们分别是在有光和无光条件下的所测的数值。亮精密电阻与暗精密电阻差值越大越好。在选择光敏精密电阻的时候还要注意它的光照特性,光谱特性。响应速度不快,在ms到s之间,延迟时间受入射光的光照度影响(光电二极管无此缺点,光电二极管灵敏度比光敏精密电阻高),一般以S,Se,Te的金属化合物为主(实际上原始周期表中O,S,Se,Te处于同一列,Zn,Cd,Hg也处于同一列)。有单晶和多晶。

  光电二极管Photodiode(光伏效应)在无光照的条件下,其工作在截至状态,跟一般的二极管特性差不多,都具有单向导通性能。当受到光照时,PN区载流子浓度大大增加,载流子流动形成光电流。

  精密电阻电桥搭建几点重要指标:

  1. 精密电阻桥定义解释

  惠斯通电桥是由四个精密电阻组成的电桥电路,这四个精密电阻分别叫做电桥的桥臂,惠斯通电桥利用精密电阻的变化来测量物理量的变化,单片机采集可变精密电阻两端的电压然后处理,就可以计算出相应的物理量的变化,是一种精度很高的测量方式。其电路形式如下图所示。

光敏精密电阻Photoresistor(光导效应)在无光照的情况下精密电阻值比较高,当它受到光照的情况下,阻值下降跟多,导电性能明显加强。光敏精密电阻的主要参数有暗精密电阻,暗电流,与之对应的是亮精密电阻,亮电流。它们分别是在有光和无光条件下的所测的数值。亮精密电阻与暗精密电阻差值越大越好。在选择光敏精密电阻的时候还要注意它的光照特性,光谱特性。

  在电桥中有三个精密电阻阻值是固定的分别为R1,R2,R3,第四个精密电阻是可变的为Rx,Rx发生变化时,图中B,D两点之间的电压发生变化,通过采集电压的变化就可以知道环境中物理量的变化,而从实现测量的目的。下面举例介绍电桥电路的计算方式。

  2. 精密电阻桥相关计算

  假设流过R1,R2桥臂的电流为I1,流过R3,Rx桥臂的电流为I2,电桥供电电压为VCC,如下图所示。

光敏精密电阻Photoresistor(光导效应)在无光照的情况下精密电阻值比较高,当它受到光照的情况下,阻值下降跟多,导电性能明显加强。光敏精密电阻的主要参数有暗精密电阻,暗电流,与之对应的是亮精密电阻,亮电流。它们分别是在有光和无光条件下的所测的数值。亮精密电阻与暗精密电阻差值越大越好。在选择光敏精密电阻的时候还要注意它的光照特性,光谱特性。

  通过欧姆定律可以计算出每个精密电阻两端的电压。在R1和R2这两个桥臂上,R1,R2将VCC电压分压,R2精密电阻两端得到的电压即为V1;在R3和Rx这个桥臂上,R3,Rx将VCC电压分压,R3精密电阻两端得到的电压即为V2。下面分别用欧姆定律计算V1和V2。

  流过精密电阻R1和R2的电流I1:

光敏精密电阻Photoresistor(光导效应)在无光照的情况下精密电阻值比较高,当它受到光照的情况下,阻值下降跟多,导电性能明显加强。光敏精密电阻的主要参数有暗精密电阻,暗电流,与之对应的是亮精密电阻,亮电流。它们分别是在有光和无光条件下的所测的数值。亮精密电阻与暗精密电阻差值越大越好。在选择光敏精密电阻的时候还要注意它的光照特性,光谱特性。

  R2两端的电压V1:

光敏精密电阻Photoresistor(光导效应)在无光照的情况下精密电阻值比较高,当它受到光照的情况下,阻值下降跟多,导电性能明显加强。光敏精密电阻的主要参数有暗精密电阻,暗电流,与之对应的是亮精密电阻,亮电流。它们分别是在有光和无光条件下的所测的数值。亮精密电阻与暗精密电阻差值越大越好。在选择光敏精密电阻的时候还要注意它的光照特性,光谱特性。

  流过精密电阻R3和Rx的电流I2:

光敏精密电阻Photoresistor(光导效应)在无光照的情况下精密电阻值比较高,当它受到光照的情况下,阻值下降跟多,导电性能明显加强。光敏精密电阻的主要参数有暗精密电阻,暗电流,与之对应的是亮精密电阻,亮电流。它们分别是在有光和无光条件下的所测的数值。亮精密电阻与暗精密电阻差值越大越好。在选择光敏精密电阻的时候还要注意它的光照特性,光谱特性。

  R3两端的电压:

光敏精密电阻Photoresistor(光导效应)在无光照的情况下精密电阻值比较高,当它受到光照的情况下,阻值下降跟多,导电性能明显加强。光敏精密电阻的主要参数有暗精密电阻,暗电流,与之对应的是亮精密电阻,亮电流。它们分别是在有光和无光条件下的所测的数值。亮精密电阻与暗精密电阻差值越大越好。在选择光敏精密电阻的时候还要注意它的光照特性,光谱特性。

  V1和V2的电压差:

光敏精密电阻Photoresistor(光导效应)在无光照的情况下精密电阻值比较高,当它受到光照的情况下,阻值下降跟多,导电性能明显加强。光敏精密电阻的主要参数有暗精密电阻,暗电流,与之对应的是亮精密电阻,亮电流。它们分别是在有光和无光条件下的所测的数值。亮精密电阻与暗精密电阻差值越大越好。在选择光敏精密电阻的时候还要注意它的光照特性,光谱特性。

  由此可以看出:

  如果4个精密电阻都相等,即R1=R2=R3=Rx,那么ΔV=0,即电桥处于平衡状态;

  Rx发生变化会导致△V发生变化;

  3.精密电阻桥的应用

  在实际使用中,我们通常将其中三个精密电阻值固定,而将另外一个精密电阻换成热敏精密电阻、压敏精密电阻、PT100等,这时候就可以用电桥来测物理量了。如果将PT100接入电桥,随着环境温度的变化,PT100的阻值发生变化导致ΔV发生变化,将差分电压ΔV通过差分运放放大后进入单片机的AD采样,再对照PT100的精密电阻-温度对应表就可以知道当前环境的温度了。