【正文】 元：光敏二極管、光敏二極管實驗?zāi)K、電壓表實驗步驟：一、光敏二極管的光電特性直流穩(wěn)壓電源輸出置于177。2V檔，電壓表置200mv檔。光敏二極管探頭用專用導線一端連接后，插入照度實驗架上的傳感器安裝孔，導線另一端插入“光敏二極管實驗?zāi)KTi”插口。在光敏二極管實驗?zāi)K如圖181接線，并在負載選擇單元中選擇R=20K作為RfCr Rf VO V ? + + ? ILi 電壓表 圖181 接入I/V變換器。注：因光敏二極管產(chǎn)生的光電流比較小，為便于讀數(shù)，所以采用I/V變換器將光電流ILi轉(zhuǎn)換成電壓，其關(guān)系為：ILi=| V/Rf |。關(guān)閉光強開關(guān)，記下電壓表的讀數(shù)（暗電流），并將數(shù)據(jù)填入下表。調(diào)節(jié)光強為表181各數(shù)值時，分別記下電壓表的讀數(shù)填入表181。光強025050075010001250電壓（mV）電流（I）表181：作出照度電流曲線（ILi=V/ Rf）EV(Lx) I 參考曲線二、光敏二極管的伏—安特性 直流穩(wěn)壓電源置177。4V檔，光敏二極管探頭用專用導線一端連接后，插入照度實驗架上的傳感器安裝孔，導線另一端插入光敏二極管實驗?zāi)K“Ti”插口。根據(jù)圖181接線（零偏壓）。 開啟電源及光強開關(guān)，將光強置于1000LX。 記錄下此時電壓表的讀數(shù)，并填入表182。表182：偏壓0246810電壓（Vo）電流（|V/Rf|）將光敏二極管“+”極與“⊥”之間的連線去除，將直流穩(wěn)壓電源單元中“VCC”端口與光敏二極管“+”極相連，給二極管加上偏壓。直流穩(wěn)壓電源從4V逐步調(diào)整至10V，記錄下每一步的電壓表讀數(shù)值。并填入上表。V I EV1 EV2 EV3 作出VI曲線。將光強分別調(diào)至750 LX、500 LX檔，重復(fù)上述3～6步。比較三條VI曲線有什么不同。參考曲線實驗十九 光敏三極管特性實驗實驗?zāi)康模毫私夤饷羧龢O管的光電特性，當光電管的工作偏壓一定時，光電管輸出光電流與入射光的照度（或通量）的關(guān)系。了解光敏三極管在照度一定的情況下，其輸出電流與偏壓的關(guān)系?；驹恚汗饷羧龢O管是一種光生伏特器件，用高阻P型硅作為基片，然后在基片表面進行摻雜形成PN結(jié)。N區(qū)擴散得很淺，為1μm左右，而空間電荷區(qū)（即耗盡層）較寬，所以保證了大部分光子入射到耗盡層。光子入射到耗盡層內(nèi)被吸收而激發(fā)電子空穴對，電子空穴對在外加反向偏壓VBB的作用下，空穴流向正極，形成了三極管的反向電流，即光電流。光電流通過外加負載電阻RL后產(chǎn)生電壓信號輸出。實驗步驟：一、光敏三極管的光電特性 直流穩(wěn)壓電源輸出置于177。10V檔，光敏三極管探頭用專用導線一端連接后，插入光譜架上的傳感器安裝孔，導線另一端插入光敏三極管實驗?zāi)K“Ti”插口。在光敏三極管實驗?zāi)K按圖191接線。15V +15V + ? R2 R1 +10V VO 圖191 關(guān)閉光強開關(guān)，旋轉(zhuǎn)測微桿，使光譜指示針指向黃綠之間，記下電流表的讀數(shù)（暗電流），并將數(shù)據(jù)填入表191。表191光強0250LX500LX750LX1000LX1250LXVO/1K開啟光強開關(guān)，調(diào)節(jié)光強為上表各值時，讀出電壓表的讀數(shù)，計算出電流，并填入上表。作出照度—電流曲線。參考曲線：EV (Lx) I 注：為使實驗直觀，該實驗沒有在封閉的黑盒中進行，所以具有一定的外界因素干擾，實驗時請注意不要使正面干擾光較大，同時注意人員移動時的影響。二、光敏三極管的伏安特性直流穩(wěn)壓電源置177。10V檔，光敏三極管探頭用專用導線一端連接后，插入光譜架上的傳感器安裝孔，導線另一端插入光敏三極管實驗?zāi)K上的光敏三極管“Ti”插口。根據(jù)圖191接線，開啟電源，調(diào)節(jié)光強為1000 LX。記錄下此時電流表的讀數(shù)，并填入表192。表192V+4V+6V+8V+10VVo/1Kl(mA)直流穩(wěn)壓電源從177。10V逐步降至177。4V，每隔一步記錄下電壓表讀數(shù)。并填入上表。作出VI曲線。將光強分別調(diào)至750 LX、500 LX檔，重復(fù)上述2～4步，比較三條VI曲線有什么不同。參考曲線V I EA5 EA4 EA3 實驗二十 光電池特性實驗實驗?zāi)康模毫私夤韫怆姵氐墓怆娞匦?，即短路電流及開路電壓與照度的關(guān)系。了解光電池在照度一定的情況下，它的輸出電流與電壓隨負載變化的關(guān)系?；驹恚汗韫怆姵卦谠斫Y(jié)構(gòu)上類似于光電二極管，其區(qū)別在于，硅光電池用的襯底材料的電阻率低，~，而硅光電二極管襯底材料的電阻率約為1000 ，~，光敏面積大則接收輻射能量多，輸出光電流大。實驗步驟：一、光電池的光電特性 短路電流實驗將光電池用專用導線連接后，插入照度架上傳感器的安裝孔，導線另一端接上光電池實驗?zāi)K上“光電池Ti”插口。在光電池實驗?zāi)K按圖201接線。mA 圖201 開啟電源，調(diào)節(jié)光強為0、250 LX、500 LX、750 LX、1000 LX、1250 LX，記下電流表的讀數(shù)（暗電流），并將數(shù)據(jù)填入表201。表201光強（LX）0250LX500LX750LX1000LX1250LX電流（mA）作出照度—短路電流曲線。I L 參考曲線： 開路電壓實驗 按照圖202接線。V 圖202 開啟光強開關(guān)，調(diào)節(jié)光強為0、50 LX、100 LX、150 LX、200 LX、250 LX、500 LX、750 LX、1000 LX、1250 LX，記下電壓表的讀數(shù)，并將數(shù)據(jù)填入表202。表202光強（LX）05010015020025050075010001250電流（mA）關(guān)閉光強開關(guān)，作出照度—開路電壓曲線。二、光電池的伏安特性 光電池探頭用專用導線一端連接后，插入照度架上的傳感器安裝孔，導線另一端插入光電池實驗?zāi)K上“光電池Ti”插口。按圖203接線，調(diào)節(jié)光強為1000LX。RL 圖203 mA V ]記錄選擇RL為下表中不同阻值時，電壓/電流表讀數(shù)，并填入表203。表213負載050?100?200?300?400?1K?2K?200K?∞電流（mA)電壓（V）作出隨負載電阻變化的VI曲線。調(diào)節(jié)光強為500 LX、250 LX。重復(fù)上述幾步。比較一下三條VI曲線有什么不同。參考曲線EV1 EV2 EV3 I V 附錄：數(shù)據(jù)分析相關(guān)知識檢測儀表的基本性能指標測量范圍和量程量程＝測量上限值－測量下限值輸入－輸出特性（1）靈敏度靈敏度是指傳感器或檢測系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下輸出量變化和引起此變化的輸入量變化的比值?？杀硎緸椋核禽斎搿敵鎏匦郧€的斜率。如果系統(tǒng)的輸出和輸入之間有線性關(guān)系，則靈敏度是一個常數(shù)。否則，它將隨輸入量的大小而變化。一般希望靈敏度s在整個測量范圍內(nèi)保持為常數(shù)。這樣，可得均勻刻度的標尺，使讀數(shù)方便，也便于分析和處理測量結(jié)果。由于輸入和輸出的變化量一般都有不同的量綱，所以靈敏度s也是有量綱的。如輸入量為溫度(C)，輸出量為標尺上的位移(格)，則s的量綱為格/C。如果輸入量和輸出量是同類量，則此時s可理解為放大倍數(shù)。因此，靈敏度比放大倍數(shù)有更廣泛的含義。（2) 死區(qū)（不靈敏區(qū)）死區(qū)是指輸入信號的變化不能引起輸出信號發(fā)生變化的有限空間。是系統(tǒng)元件的摩擦及空隙等現(xiàn)象引起的。(3) 回差 變差正向（輸入量增大）和反向（輸入量減?。┬谐唐陂g 檢測裝置輸入— 輸出曲線的不重合程度。外界條件不變的情況下，同一大小的輸入信號在正反行程的輸出信號數(shù)值不相等。產(chǎn)生原因一般是檢測裝置中的彈性元件、機械傳動中的間隙和內(nèi)摩擦、磁性材料的磁滯 。（4）線性度理想檢測系統(tǒng)的輸出與輸入關(guān)系應(yīng)為比例關(guān)系，表示為：y(t)=kx(t)。而實際檢測裝置的輸入輸出關(guān)系往往不是理想的線性關(guān)系。非線性誤差是指實測曲線偏離理想直線的程度。用實際測得的輸入—輸出特性曲線（標定曲線）與其擬和直線之間的最大偏差與檢測裝置滿量程輸出范圍之比表示：e =Dm/yFS其中參考直線通常用以下兩種方法獲得：a) 最小二乘直線：標定值相對于該直線的誤差平方和最小b) 端點連線：連接最大與最小標定值的直線 端基直線1 標定曲線 2 擬和直線3 、重復(fù)性與再現(xiàn)性重復(fù)性是指在相同測量條件下，對同一被測量，按同一方向多次測量時，檢測儀表的各輸出值之間的一致程度。重復(fù)性誤差可用正反行程的最大偏差表示，即：yx0⊿Rmax2⊿Rmax1△Rmax1正行程的最大重復(fù)性偏差△Rmax2反行程的最大重復(fù)性偏差。再現(xiàn)性是指在相同測量條件下，在規(guī)定的相對較長的時間內(nèi)，對同一被測量從兩個方向上重復(fù)測量時，檢測儀表的各輸出值之間的一致程度。重復(fù)性不包括回差，再現(xiàn)性包括回差，也包括了重復(fù)性