光电传感器实验

实验三  光电传感器实验

一、实验目的

1．了解光电开关的工作原理、结构特点和工作特点。

2．了解光电池的基本特性

3．掌握模拟量转变为开关量的方法

4．了解光电传感器的应用特点。

5．学会使用面包板。

6．分析电路的特点，自己动手设计电路。

二、实验设备及器材

1．光电开光传感器

2．稳压电源

3．运算放大器

4．电位器

5．发光二极管,电阻等

三、实验原理

光电开关是以光辐射驱动的电子开关。当一定强度的光辐射到其中的光敏器件上时，它就会产生开关动作。有NPN型和PNP型；负载为发光二极管，利用光电开关的通断来控制发光二极管的熄灭。

本实验的红外遮断式和反射式光电开关内部均是通过光电池将红外光的能量转换成电信号，经放大器，比较器而驱动OC门产生输出信号的。具体电路如图所示。

图  光电池检测电路

电路原理说明：当无光照时，光电池的电流为零 ，放大器输出电压Uo1=0V,比较器输出电压Uo2=0V,V1截止，LED不亮，KA释放。

光照越强，光电池输出电流越大，Uo1也越正。当Uo1>UR时比较器翻转，V1导通，LED亮，KA吸合，电压表指示24V。电路中的放大器采用LM324四运放，可通过调节Rf来调整第一级放大器的放大倍数，以适应不同的光照强度。比较器的反相输入端接入一个电位器，可调整比较器的比较电压UR2可以在此0.5～6V之间调节。

第一级放大器的输出电压和比较电压UR2分别由显示屏上的电压表VA，VB表示。电压表VC显示的功率输出三极管的输出状态是开关量，只有0V，24V两种状态。

四、实验步骤

1． 根据要求连接好电路图。

2． 打开开关，将光电池输出引线到放大器输入端，观察电压表VA,VB,VC的示值。

3． 用短接线把接线柱1和4短接，使反馈电阻Rf1接入放大电路，观察三个电压表的示值及继电器和LED的状态。

4． 调整电位器RP使继电器吸合，LED点亮，记录此时三只电压表的示数。

5． 用手指逐渐遮挡光电池的受光面，观察有什么现象发生，特别注意观察继电器刚好吸合即比较器处于临界状态时的现象。

6． 按照上述步骤依次把显示屏上的接线柱2和4以及3和4用短接线短接起来，即接入Rf2或Rf3，记录电压表VA的示数。

五、实验报告

1．根据上述实验步骤填写下表

表 接入不同阻值反馈电阻时的实验数据

序号 Rf VA VB VC LED KA

1 1M     

2 100K     

3 10K     

2．描述Rf选择与光照强度之前的关系。

3．当比较器处于临界状态时，观察到什么现象？请分析该现象的原因，并画出设置正反馈电阻后比较器的输入输出特性曲线。