【文章內(nèi)容簡介】 定），測得的電流 IP與電源電壓 Ubb（測量亮電阻時(shí)為確定值如 12V）之比的倒數(shù)為光敏電阻的亮電阻阻值 RL。將所測得的電源電壓 Ubb值與電流 IP填入表 22，利用測量數(shù)據(jù)計(jì)算光敏電阻的亮電阻值。并在圖 23中畫出亮電 阻的特性曲線。 三、光敏電阻光照特性的測量 利用 GDSⅡ型光電綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，按圖 21 所示的測量電路連接便可以進(jìn)行光敏電阻光照特性的測量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前，先將發(fā)光二極管用數(shù)字照度計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，得到發(fā)光管電流 If與受光面照度 Ev 間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。然后，將光敏電阻的光敏面置于照度計(jì)標(biāo)定過的受光面上。通過改變發(fā)光管電流 If 獲得不同光照度 Ev所對(duì)應(yīng)的阻值 Rp。將 If與阻值 Rp或（照度 Ev與阻值 Rp）用直角坐標(biāo)系畫出，該曲線即為光敏電阻的光照特性曲線。 四、光敏電阻的伏安特性及其測量 利用 GDSⅡ型 光電綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的硬件資源與示波輸入端口很容易構(gòu)成光敏電阻伏安特性的測量系統(tǒng)。光敏電阻的伏安特性是光敏電阻在一定光照下加在光敏電阻兩端的電壓 U與流過的電流 Ip間的關(guān)系曲線。由于光敏電阻的本質(zhì)是電阻，因此，伏安特性曲線應(yīng)為直線。 先將發(fā)光二極管光源與 GDSⅡ型光電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的電源連接起來，并用照度計(jì)測出光敏面的照度，并作記錄；再將光敏電阻探頭的光敏面安裝到受照面上，用連接線將光敏電阻和電源、測量儀表連接成如圖 21所示的測量電路。改變電源電壓，得到一族 U與 Ip間的關(guān)系值，在如圖 23所示直角坐標(biāo)系下畫出 U— Ip特性曲線，即為光敏電阻的伏安特性曲線。 圖 24 鋸齒波與階梯波掃描波形圖 當(dāng)然，利用光電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的如圖 24所示的鋸齒波掃描電壓與同步階梯波可以很方 便地測出光敏電阻的伏安特性曲線。測量方式為在如圖 21 所示的電路中用鋸齒波掃描電壓代替電源，用階梯波給 LED 光源提供階梯光照到光敏電阻上，用鋸齒波做 X 軸掃描，用流過光敏電阻的電流在外接固定電阻上產(chǎn)生的電壓為 Y 軸就可以測出它的伏安特性曲線，如圖 25 所示。 圖 25 光敏電阻的伏安特性 實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先用平臺(tái)提供的 LED 光源與被測 光敏電阻實(shí)驗(yàn)裝置與連接導(dǎo)線和元器件構(gòu)成測量電路。 五、時(shí)間響應(yīng)特性及其測量 光敏電阻是半導(dǎo)體光電器件中時(shí)間響應(yīng)特性最強(qiáng)（或慣性最大）的器件，掌握它的測量方法有利于正確應(yīng)用這類器件，同時(shí)也為測量其他光電器件的時(shí)間響應(yīng)奠定基礎(chǔ)。 1. 時(shí)間響應(yīng)特性 參考 “ 光電技術(shù) ” 第 2 章 節(jié)中光敏電阻時(shí)間響應(yīng)特性的內(nèi)容，掌握光敏電阻在弱輻射與強(qiáng)輻射條件下光敏電阻時(shí)間響應(yīng)的不同。 (1) 弱輻射條件下的時(shí)間響應(yīng) 設(shè)入射輻射如圖 26 上方的方波所示光脈沖，其輻射通量 Φ e 表示為 光敏電阻的光電導(dǎo)率 Δ σ 和光電流 Ie 隨時(shí)間變化的規(guī)律為如圖 26 下方所示的輸出波形，其變化規(guī)律為： 式中 Δ σ 0 與 Ie0 分別為弱輻射作用下的光電導(dǎo)率和光電流的穩(wěn)態(tài)值。 顯然，當(dāng) t τ r 時(shí)， Δ σ =Δ σ 0， Ie =I e0；當(dāng) t =τ r 時(shí)， Δ σ = σ 0， I = e0； τ r 定 義為光敏電阻的上升時(shí)間常數(shù)，即光敏電阻的光電流上升到穩(wěn)態(tài)值 IΦ e0 的 63%所需要的時(shí)間。 停止輻射時(shí)，入射輻射通量 Φ e 與時(shí)間的關(guān)系為 同樣，可以推導(dǎo)出停止輻射情況下的光電導(dǎo)率和光電流隨時(shí)間的變化 規(guī)律 當(dāng) t =τ f時(shí)， Δ σ 0 下降到 Δ σ = σ 0， I e0 下降到 I = e0；當(dāng) t τ f 時(shí)， Δ σ 0 與 I e0 均下降到 0；可見，在輻射停止后，光敏電阻的光電流下降到穩(wěn)態(tài)值的 37%所需要的時(shí)間稱為光敏電阻的下降時(shí)間常數(shù)，記為 τ f。 顯然，光敏電阻在弱輻射作用下的上升時(shí)間常數(shù) τ r與下降時(shí)間常數(shù) τ f 近似相等。 （ 2）強(qiáng)輻射條件下的時(shí)間響應(yīng) 如圖 27 所示為較強(qiáng)的輻射通量 Φ e （圖的上方）脈沖作用于光敏電阻上時(shí)的輸出波形（圖的下方波形），無論對(duì)本征型還 是雜質(zhì)型的光敏電阻，光激發(fā)載流子的變化規(guī)律由式（ 26） 表示。設(shè)入射輻射為方波脈沖 光敏電阻電導(dǎo)率的變化規(guī)律為 其光電流的變化規(guī)律為 顯然，當(dāng) tτ 時(shí)， Δ σ =Δ σ0 ， Ie =I e0；當(dāng) t=τ 時(shí)， Δ σ = σ 0，Ie=0. 76 Ie0。在強(qiáng)輻射入射時(shí)，光敏電阻的光電流上升到穩(wěn)態(tài)值的 67%所需要的時(shí)間 τ r 定義為強(qiáng)輻射作用下的上升時(shí)間常數(shù)。 當(dāng)停止輻射時(shí)，由于光敏電阻體內(nèi)的光生電子和光生電荷需要通過復(fù)合才能恢復(fù)到輻射作用前的穩(wěn)定狀態(tài)，而且隨著復(fù)合的進(jìn)行，光生 載流子數(shù)密度在減小，復(fù)合幾率在下降，所以，停止輻射的過渡過程要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于入射輻射的過程。停止輻射時(shí)光電導(dǎo)率和光電流的變化規(guī)律可表示為 外觀尺寸： 基板 :177。 177。 引線長 :L36mm177。 /引線直徑：￠ 封裝類型：屬環(huán)氧樹脂封裝 /直插型（ DIP) 常用型號(hào)： LXD3526 / LXD3537 / LXD3548 規(guī)格：光敏電阻￠ 4mm 外觀描述 : 基板 :L12mm177。 177。 引線長 :L36mm177。 /引線直徑：￠ 封裝類型：屬環(huán)氧樹脂封裝 /直插型（ DIP) 常用型號(hào)： LXD12516 / LXD12528 / LXD12537 / LXD12539 / LXD12549 / 規(guī)格：光敏電阻￠ 20mm 系列 外觀描述 : 基板 :L20mm177。 引線長 :L25mm177。 2mm /引線直徑：￠ 封裝類型：屬環(huán)氧樹脂封裝 /直插型（ DIP) 常用型號(hào)： LXD20516 / LXD20528 / LXD20537 / LXD20539 / LXD20549 / 規(guī)格：光敏電阻￠ 25mm 系列 外觀描述 : 基板 :177。 177。 引線長 :L30mm177。 /引線直徑：￠ 封裝類型：屬環(huán)氧樹脂封裝 /直插型（ DIP) 常用型號(hào)： LXD25516 / LXD25528 / LXD25537 / LXD25539 / LXD25549 / GL4526 光敏電阻 型號(hào) 最大功耗(mW) 環(huán)境溫度 （℃）） 光譜峰值 (nm) 亮電阻 (KΩ ) 暗電阻 （ MΩ 最大電壓(VDC) 價(jià)格（圓） 直徑（mm） GL4526 50 30～+70 540 1020 1 150 1 4 GL4526 光敏電阻 第三章 虛擬儀器及 LabVIEW 編程 虛擬儀器簡介 虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動(dòng)化的應(yīng)用。自 1986 年問世以來，世界各國的工程師和科學(xué)家們都已將 NI LabVIEW 圖形化開發(fā)工具用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而改善了產(chǎn)品質(zhì)量、縮短了產(chǎn)品投放市場的時(shí)間，并提高了產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)效率。使用集成化的虛擬儀器環(huán)境與現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)相連，分析數(shù)據(jù)以獲取實(shí)用信息，共享信息成果，有助于在較大范圍內(nèi)提高生產(chǎn)效率。虛擬儀器提供的各種工具能滿足我們?nèi)魏雾?xiàng)目需要 . 虛擬儀器的 系統(tǒng) 構(gòu)成 虛擬儀器由硬件設(shè)備與接口、 設(shè)備驅(qū)動(dòng) 軟件 和虛擬儀器面板組成。其中，硬件設(shè)備與接口可以是各種以 PC 為基礎(chǔ)的內(nèi)置功能插卡、通用接口總線接口卡、串行口 、 VXI 總線儀器接口等設(shè)備，或者是其它各種可程控的外置測試設(shè)備， 設(shè)備驅(qū)動(dòng) 軟件 是直接控制各種硬件接口的 驅(qū)動(dòng)程序 ，虛擬儀器通過底層設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件與真實(shí)的儀器系統(tǒng)進(jìn)行通訊，并以虛擬儀器面板的形式在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示與真實(shí)儀器面板操作元素相對(duì)應(yīng)的各種控件。用戶用鼠標(biāo)操作虛擬儀器的面板就如同操作真實(shí)儀器一 樣真實(shí)與方便 虛擬儀器系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 虛擬儀器的硬件系統(tǒng)一般分為計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)和測控功能硬件。計(jì)算機(jī)硬 專用虛擬儀器系統(tǒng) 件平臺(tái)可以是各種類型的計(jì)算機(jī)，如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、工作站、嵌入式計(jì)算機(jī)等。它管理著虛擬儀器的軟件資源，是虛擬儀器的硬件基礎(chǔ)。因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)在顯示、存儲(chǔ)能力、處理器性能、網(wǎng)絡(luò)、總線標(biāo)準(zhǔn)等方面的發(fā)展，導(dǎo)致了虛擬儀器系統(tǒng)的快速發(fā)展。 按照測控功能硬件的不同， VI可分為 DAQ、 GPIB、 VXI、 PXI 和串口總線五種標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，它們主要完成被測輸入信號(hào)的采集、放大、模 /數(shù)轉(zhuǎn)換 。 虛擬儀器系統(tǒng)的軟件構(gòu)成 測試軟件是虛擬儀器的主心骨。 NI 公司在提出虛擬儀器概念并推出第一批實(shí)用成果時(shí)，就用軟件就是儀器來表達(dá)虛擬儀器的特征，強(qiáng)調(diào)軟件在虛擬儀器中的重要位置。 NI 公司從一開始就推出豐富而又簡潔的虛擬儀器開發(fā)軟件。使用者可以根據(jù)不同的測試任務(wù)，在虛擬儀器開發(fā)軟件的提示下編制不同的測試軟件，來實(shí)現(xiàn)當(dāng)代科學(xué)技術(shù)復(fù)雜的測試任務(wù)。在虛擬儀器系統(tǒng)中用靈活強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器的某些硬件，特別是系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)直接參與測試信號(hào)的產(chǎn)生和測量特性的分析，使儀器中的一些硬件甚至整個(gè)儀器從系統(tǒng)中消失 ，而由計(jì)算機(jī)的軟硬件資源來完成它們的功能 虛擬儀器優(yōu)勢 編輯本段優(yōu)勢同其他技術(shù)相比，虛擬儀器技術(shù)具有四大優(yōu)勢： 性能高 虛擬儀器技術(shù)是在 PC 技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所以完全 繼承 虛擬儀器系統(tǒng)框圖 了以現(xiàn)成即用的 PC 技術(shù)為主導(dǎo)的最新商業(yè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，包括功能超卓的處理器和