【正文】 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。 按照測(cè)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(cè)輸入信號(hào)的采集、放大、模 /數(shù)轉(zhuǎn)換 。它管理著虛擬儀器的軟件資源，是虛擬儀器的硬件基礎(chǔ)。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(cè)控功能硬件。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。自 1986 年問世以來，世界各國(guó)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(chǎng)的時(shí)間，并提高了產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)效率。 引線長(zhǎng) :L30mm177。 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。 /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。 177。 引線長(zhǎng) :L36mm177。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。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)。 （ 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。 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。 (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。 五、時(shí)間響應(yīng)特性及其測(cè)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(cè)量方法有利于正確應(yīng)用這類器件，同時(shí)也為測(cè)量其他光電器件的時(shí)間響應(yīng)奠定基礎(chǔ)。測(cè)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(cè)出它的伏安特性曲線，如圖 25 所示。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。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。 四、光敏電阻的伏安特性及其測(cè)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(cè)量系統(tǒng)。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。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。并在圖 23中畫出亮電 阻的特性曲線。當(dāng)光敏電阻在一定的光照下（可以用數(shù)字照度計(jì)事先測(cè)出 LED光源在不同電流下的照度值確定），測(cè)得的電流 IP與電源電壓 Ubb（測(cè)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(cè)得的電源電壓 Ubb 值與電流 Id值分別填入表 21，得到光敏電阻暗電阻的阻值。測(cè)量時(shí)千萬不要打開光敏電阻實(shí)驗(yàn)裝置的保護(hù)窗蓋，必須使它始終處于暗室狀態(tài)才能測(cè)出它的真實(shí)暗電阻，否則由于光敏電阻的慣性與前歷效應(yīng)使你在實(shí)驗(yàn)階段無法測(cè)出準(zhǔn)確的暗電阻。額定功率是指光敏電阻用于某種線路中所允許消耗的功率，當(dāng)溫度升高時(shí)，其小號(hào)的功率就降低 4 03 02 01 00I / mA1 0 01 0 0 0 1 x5 0 0 m W1 0 0 1 x2 0 0U / V1 0 1 x 硫化鎘光敏電阻的伏安特性 0 . 0 50 . 1 00 . 1 50 . 2 00 . 2 50 . 3 00 . 3 50 . 4 00 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4I / mA? / lm 光敏電阻的光照特性 Sr / (%)? / A2 04 06 08 01 0 00 1 . 5 3 光敏電阻的光譜特性 1 0 08 06 04 02 00 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0S /( %)f / H z 光敏電阻的頻率特性 光敏電阻各種特性實(shí)驗(yàn)測(cè)量 一、暗電阻的測(cè)量 從 GDSⅡ型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)備件箱中取出光敏電阻實(shí)驗(yàn)裝置，并將光敏電阻探測(cè)器實(shí)驗(yàn)裝置 11 的引線連接到實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的半導(dǎo)體光電傳感器插孔內(nèi)，并用導(dǎo)線將光敏電阻及測(cè)量電表連接成如圖 21所示電路，電路中的電流表 用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主機(jī)提供的數(shù)字微安表，電源也使用由實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的數(shù)字電壓表，可調(diào)電源應(yīng)該用平臺(tái)上提供的12V電源、電位器、電阻與三極管等元器件自行設(shè)計(jì)裝調(diào)出可調(diào)電壓的電源。光敏電阻的光電效應(yīng)受溫度影響較大，部分光敏電阻在低溫下的光電靈敏較高，而在高溫下的靈敏度則較低。伏安特性曲線用來描述光敏電阻的外加電壓與光電流的關(guān)系，對(duì)于光敏器件來說，其光電流隨外加電壓的增大而增大。在大多數(shù)情況下，該特性為非線性。從光敏電阻的光照特性曲線可以看出，隨著的光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值開始迅速下降。 （ 5）光照特性。光譜響應(yīng)又稱光譜靈敏度，是指光敏電阻在不同波長(zhǎng)的單色光照射下的靈敏度。靈敏度是指光敏電阻不受光照射時(shí)的電阻值（暗電阻）與受光照射時(shí)的電阻值（亮電阻）的相對(duì)變化值。外加電壓與暗電流之比稱為暗電阻，常用“ 0LX”表示。光敏電阻器在一定的外加電壓下，當(dāng)有光照射時(shí)，流過的電流稱為光電流，外加電壓與光電流之比稱為亮電阻，常用“ 100LX”表示 （ 2）暗電流、暗電阻。如果儀表指針始終停在一個(gè)位置的震動(dòng)和搖晃光敏電阻的光敏材料被損壞 光敏電阻優(yōu)缺點(diǎn) 缺點(diǎn)： 根據(jù)不同的溫度影響較大 響應(yīng)速度不快，在 ms 到 s 之間，延遲時(shí)間受入射光的光照度影響（光電二極管無此缺點(diǎn)，光電二極管靈敏度比光敏電阻高） 比較耗材 優(yōu)點(diǎn)： 環(huán)氧膠封裝（環(huán)氧涂層），可靠性（可靠性高）的尺寸?。w積小）和高靈敏度（高靈敏度），反應(yīng)速 率（快速反應(yīng)）的光譜特性（良好的頻譜特性） 該直流電源可獨(dú)立使用的內(nèi)部光電效應(yīng)和電極（光電二極管僅涉及） 靈敏度和半導(dǎo)體材料，和波長(zhǎng)的入射光 根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器：紫外光敏電阻器、紅外光敏電阻器、可見光光敏電阻器。如果這個(gè)值甚至無限 大，表明光敏電阻內(nèi)部損壞不能再繼續(xù)使用。 檢測(cè)方法 B:將光源對(duì)準(zhǔn)光敏電阻的半透明窗口。該值越高，光敏電阻的性能就越好。一般說，用于數(shù)字信息傳輸時(shí)，選用亮電阻與暗電阻差別大的光敏電阻為宜，且盡量選用光照指數(shù)大的光敏電阻 。 (3)要防止使光敏電阻的電參數(shù) (電壓、功耗 )超過允許值 。光敏電阻沒有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加 直流電壓 ，也加 交流電壓 .導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少 2.. 光敏電阻使用時(shí)注意事項(xiàng) 光敏電阻在使用中應(yīng)注意以下幾個(gè)問題： (1)用于測(cè)光的光源光譜特性必須與光敏電阻的光電特性匹配 。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，只要 光子 能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的 電子 吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶 正電荷 的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子 — 空穴對(duì)增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降 .照愈強(qiáng)，阻值愈低 .射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子 — 空穴對(duì)將復(fù)合，光敏電阻的阻值也就恢復(fù)原值。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。虛擬儀器可實(shí)時(shí)、直接地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，也可通過計(jì)算機(jī)總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器或打印機(jī) . 第二章 光敏電阻的理論研究 光敏電阻原理 光敏電阻的工作原理是基于內(nèi) 光電效應(yīng) 。 虛擬儀器利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形用戶界面，用計(jì)算機(jī)直接讀數(shù)。發(fā)展到這一階段，人們也認(rèn)識(shí)到了虛擬儀器軟件框架才是