光敏电阻（精编4篇）

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光敏电阻1

[关键词]光电式；传感器；创新应用

一、光电传感器基本知识

光电传感器最根本的原理是光电效应，光电效应又分为外光电效应和内光电效应外光电效应：在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。在光线作用下，物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的效应称为内光电效应。内光电效应又可分为以下两类：(1)光电导效应。在光线作用下，对于半导体材料吸收了入射光子能量，若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度，就激发出电子-空穴对，使载流子浓度增加，半导体的导电性增加，阻值减低，这种现象称为光电导效应。光敏电阻就是基于这种效应的光电器件。(2)光生伏特效应。在光线的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏特效应。基于该效应的光电器件有光电池。

常用的光电传感器有光敏电阻、光电池、光敏二极管、光敏三极管等。利用这些传感器各自的特点加上巧妙的设计，光电传感器几乎被应用于生活的各个方面。光电传感器特点有：(1)检测距离长。如果在对射型中保留10m以上的检测距离等，便能实现其他检测手段(磁性、超声波等)无法离检测。(2)对检测物体的限制很少。由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃。塑料。木材。液体等几乎所有物体进行检测。(3)响应时间短。光本身为高速，并且传感器的电路都由电子零件构成，所以不包含机械性工作时间，响应时间非常短。(4)分辨率高。能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点，或通过构成特殊的受光光学系统，来实现高分辨率。也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。(5)可实现非接触的检测。可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损伤。因此，传感器能长期使用。(6)可实现颜色判别。通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。利用这种性质，可对检测物体的颜色进行检测。(7)便于调整。在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。

二、创新应用举例

1.测温功能

应用时，将感温头插入被测温环境中，外部法兰安装密封。传感器输出端与二次仪表输入端经辐射至光电转换器接收，转换成毫伏电压信号。感温管一般为经过特殊处理的高刚玉管或特殊材质管。光电转换器由光学透镜、光栏、硅光电池，温度稳定性网络组成。高压密封器将感温管开口端高压密封，防止感温管透气或断裂产生高压泄露，不影响辐射光传输，所以传感器在现场工作时，可拆卸光电转换器通过高压密封器观察感温管状况或检修光电转换器，信号传输导线为双芯屏蔽铜电缆，将传感器输出端按正负端与仪表信号输入端相接，接地端与地线相接，仪表上电即可实现测温。

2.火焰探测报警器

硫化铅光〈ＷＷＷ．〉敏电阻的暗电阻为1MΩ,亮电阻为Ω,峰值响应波长为μm。硫化铅光敏电阻处于V1管组成的恒压偏置电路，其偏置电压约为6V,电流约为6μΑ。V2管集电极电阻两端并联68μF的电容，可以抑制100Hz以上的高频，使其成为只有几十赫兹的窄带放大器。V2、V3构成二级负反馈互补放大器，火焰的闪动信号经二级放大后送给中心控制站进行报警处理。采用偏置电路是为了在更换光敏电阻或长时间使用后，器件阻值的变化不致于影响输出信号的幅度，确保火焰报警器能长期稳定地工作。

3.光控大门

我们都有这样的苦恼每次开车到了小区大门都要等门卫来开门或者等其按动电动门的开关，既费时又费人力，如果巧妙地利用光电传感器就可以实现光控大门。这里要用到一种电子元件——干簧继电器，它由干簧管和绕在干簧管外的线圈组成。当线圈内有电流时，线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质簧片磁化，两个簧片在磁力作用下由原来的分离状态变成连接状态，线圈内没有电流时，磁场消失，瓷片在弹力的作用下，回复到分离状态。把光敏电阻装在大门上汽车灯光能照到的地方，把带动大门的电动机接在干簧管的电路中，那么夜间汽车开到大门前，灯光照射光敏电阻时，干簧继电器接通电动机电路，电动机带动大门打开。

三、小结

以上介绍了光电传感器的基本原理和其特点，并列举了一些在生活实际中的创新应用实例。从这些实例中我们可窥见光电传感器无限的发展应用前景。光电式传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的要求越来越高是其发展的强大动力，突飞猛进现代科学技术的则为其提供了坚强的后盾，我们相信在不懈地探索中，光电传感器的应用定会有新的飞跃。

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光敏电阻2

关键词 光敏电阻；电子快门；光谱响应

中图分类号O4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）79-0117-02

0 引言

光敏电阻属半导体光敏器件，除具体积小、坚固耐用、价格低廉、光谱响应范围宽等优点外，在高温、多湿的恶劣环境下，还能保持高度的稳定性和可靠性，可广泛应用于照相机电子快门，太阳能庭院灯，草坪灯等光自动开关控制领域[1]。

在照相机中，电子快门的原理是通过电子测光，获取外界光线参数，自动选取光圈值和快门速度，以控制最佳爆光量。本文主要对光电传感器光敏电阻构成的照相机电子快门的工作原理进行介绍和分析[2]。

1 光敏电阻的特性

在均匀的具有光电导效应的半导体材料的两端加上电极，便构成光敏电阻。当光敏电阻两端加上适当的偏置电压Ubb后，便有电流Ip流过。改变照射到光敏电阻上的光度量（如照度），发现流过光敏电阻的电流Ip发生变化，说明光敏电阻的阻值随照度变化。电阻随光照量变化越大的光敏电阻就越灵敏，这个特性称为光敏电阻的光电特性。

光敏电阻在弱辐射到强辐射的作用下表现出不同的光电特性（线性与非线性），它的光电特性可用在“恒定电压”作用下流过光敏电阻的电流Ip与作用到光敏电阻上的光照度E的关系曲线来描述，当照度很低时，曲线近似为线性；随照度的增高，线性关系变坏，当照度变得很高时，曲线近似为抛物线形。

在恒定的电压的作用下，流过光敏电阻的光电流Ip为：

式中Sg为光电导灵敏度，E为光敏电阻的照度，γ为光电转换因子。 光电转换因子在弱辐射作用的情况下为1（γ=1），随着入射辐射的增强，γ值减小，当入射辐射很强时γ值降低到。

光敏电阻的光谱特性多用相对灵敏度与波长的关系曲线表示。从这种曲线中可以直接看出灵敏范围、峰值波长位置和各波长下灵敏度的相对关系。由该关系曲线我们可以得到，CdS材料制成的光敏电阻的光谱响应很接近人眼的视觉响应，因此可用于与人眼有关的仪器，例如照相机电子快门、照度计、光度计等。本文正是利用此特性来设计照相机的电子快门的。

2 照相机电子快门

图3为利用光敏电阻构成的照相机自动曝光的控制电路，也可称为照相机电子快门。电子快门的测光器件常采用与人眼光谱响应接近的硫化镉光敏电阻。照相机曝光控制电路是由光敏电阻R、开关S和电容C构成的充电电路，时间检出电路（电压比较器），晶体管VT构成的驱动放大电路，电磁铁M带动的开门叶片（执行单元）等组成。

在初始状态，开关S处于如图3所示的位置，电压比较器的正输入端的电位为R1与Rw1分电源电压Ubb所得的阈值电压Uth（一般为1V～），而电压比较器的负输入端的电位UR近似为电源电位Ubb，显然电压比较器负输入端的电位高于正输入端的电位，比较器输出为低电平，晶体管截止，电磁铁不吸合，开门叶片闭合。

当按动快门的按钮时，开关S与光敏电阻R及Rw2，构成的测光与充电电路接通。这时，电容C两端的电压Uc为O，由于电压比较器的负输入端的电位低于正输入端而使其输出为高电平，使晶体管VT导通，电磁铁将带动快门的叶片打开快门，照相机开始曝光。快门打开的同时，电源Ubb通过电位器Rw2与光敏电阻R向电容C充电，且充电的速庋取决于景物的照度，景物照度愈高光敏电阻R的阻值愈低，充电速度愈快。UR的变化规律可由电容C的充电规律得到

当电容C两端的电压Uc充电到一定的电位（UR≥Uth）时，电压比较器的输出电压将由高变低，晶体管VT截止而使电磁铁断电，快门叶片又重新关闭。快门的开启时间t可由下式推出

显然，快门开启的时间t取决于景物的照度，景物照度越低，快门开启的时间越长；反之，快门开启的时间变短；实现照相机曝光时间的自动控制。当然，调整电位器Rw1可以调整阈值电压Uth，调整电位器Rw2，适当地修正电容的充电速度，就可以适当地调整照相机的曝光时间，使照相机曝光时间的控制适应照相底片感光度的要求。

4 结论

本文主要对光电传感器光敏电阻构成的照相机电子快门的工作原理进行介绍和分析。电子快门结构简单，速度高，无震动，无快门次数限制，可靠性和稳定性高，近乎无成本。所以，袖珍卡片数码相机和其它中、低档数码相机基本上都是采用电子快门，具有一定的实用价值。

参考文献

光敏电阻3

关键词：声光控 延时 光敏电阻 制作工艺

一、产品描述

声光控延时开关电路由交流开关、电子开关、整流电路、检波器、声音放大电路组成，是一种集声、光、定时于一体的、既节电又方便的无触点开关。在晚上光线变暗时，可用声音自动开灯，定时40s左右后自动熄灭。白天光线充足时，无论多大的声音干扰也不能开灯。它特别适用于住宅楼、办公楼楼道、走廊、仓库、地下室、厕所等公共场所的照明电路。

二、原理图

原理图如下图所示。

图

三、原理分析

当有声音信号时，驻极体话筒BM将声音信号接收后经V1放大，再经整流电路转变为电压信号。当有光线照在光敏电阻RG上时，其阻值变小，对直流控制电压衰减很大，导致V2、V3和R9、VD6组成的电子开关截止。而C4中无电荷，使单向可控硅MCR处于截止状态，灯泡不亮。

结论1：有声音有光照时，灯泡不亮。

同理：当有声音信号传入而又无光照射在光敏电阻RG时，RG阻值很大，对直流控制电压衰减很小。V2、V3和R9、VD6组成的电子开关导通，使C4充电。由于充满电时间很迅速，C4充满电荷后通过R10把直流触发电压加到MCR控制端，MCR导通，灯泡点亮。当C4中电荷放至零时，MCR回复截止状态，灯熄灭。

结论2：有声音无光照时，灯泡亮。

当灯泡点亮过程中有新的声源出现时，C4会重新充电后重新放电，即重新计算点亮时间。如果需要改变灯亮时长，只需更改C4或者R10的参数即可。

四、主要元器件的检测

1.三极管

（1）用万用表判断三极管的三个极性。判断口诀：“三颠倒，找基极；PN结，定管型；顺箭头，偏转大；测不准，动嘴巴。”

（2）判断三极管的好坏。①检查三极管的两个PN结；②检查三极管的穿透电流；③测量三极管的放大性能。

（3）三极管放大倍数的测量。选用欧姆挡的R×100（或R×1k）挡，对NPN型管，红表笔接发射极，黑表笔接集电极，测量时，比较用手捏住基极和集电极（两极不能接触）和把手放开两种情况下小指针摆动的大小，摆动越大，β值越高。

2.晶闸管

（1）晶闸管的导通条件。晶闸管的导通条件：阳极A加正向电压，同时控制极G加正向触发电压。晶闸管导通后，即使控制极G的电流消失了，晶闸管仍然能够维持导通状态，这是由于触发信号只起触发作用，没有关断功能。

（2）晶闸管的测量。万用表选用电阻R×1挡，用红黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻，直至找出读数为数十欧姆的一对引脚，此时黑笔接的引脚为控制极G，红笔接的引脚为阴极K，另一空脚为阳极A。此时将黑表笔接已判断了的阳极A，红表笔仍接阴极K，万用表指针应不动。用短接线瞬间短接阳极A和控制极G，此时万用表指针应向右偏转，阻值读数为10Ω左右。如阳极A接黑表笔，阴极K接红表笔时，万用表指针发生偏转，说明该单向晶闸管已击穿损坏。

3.驻极体话筒

驻极体话筒的检测包括电阻测量和灵敏度测量。

（1）电阻测量。将万用表置于R×100或R×1k挡，红表笔接驻极体话筒的芯线或信号输出点，黑表笔接引线的金属外皮或话筒的金属外壳。一般所测阻值应在500Ω～3kΩ范围内。若所测阻值为∞，则说明话筒开路，若测得阻值接近0，则表明话筒有短路性故障。如果阻值比正常值小得多或大得多，都说明被测话筒性能变差或已经损坏。

（2）灵敏度检测。将万用表置于R×100挡，将红表笔接话筒的负极（一般为话筒引出线的芯线），黑表笔接话筒的正极（一般为话筒引出线的屏蔽层），此时，万用表应指示出某一阻值（例如1kΩ），接着正对着话筒吹一口气，并仔细观察指针，应有较大幅度的摆动。万用表指针摆动的幅度越大，话筒的灵敏度越高；若指针摆动幅度很小，说明话筒灵敏度很低，使用效果不佳。若吹气时发现指针不动，可交换表笔位置再次吹气试验，若指针仍然不摆动，则说明话筒已经损坏。另外，如果在未吹气时，指针指示的阻值便出现漂移不定的现象，则说明话筒稳定性很差，这样的话筒是不宜使用的。

4.光敏电阻

光敏电阻器是利用半导体光电效应制成的一种特殊电阻器。光敏电阻的特点是对光线非常敏感。无光线照射时，光敏电阻呈高阻状态，当有光线照射时，电阻值迅速减小。没有光照时的暗阻RR越大越好，而亮阻RL则越小越好。

（1）光敏电阻的检测。检测光敏电阻时，将万用表置于R×1k挡，两表笔分别任意各接光敏电阻的一个引脚，然后分别进行暗阻、亮阻和灵敏性测试。

（2）检测灵敏性。将光敏电阻透光窗口对准入射光线，用小黑纸片在光敏电阻的透光窗上部晃动，使其间断受光，此时万用表指针应随黑纸片的晃动而左右摆动。如果万用表指针始终停在某一位置不随纸片晃动而摆动，说明光敏电阻的光敏材料已损坏。

五、元件清单表（略）

六、制作工艺

1.元件机械加工

（1）电阻管脚：用镊子弯管脚，不要弯死角（90°），需要有一定的弧度。

（2）电解电容管脚：用镊子弯管脚，不要弯死角（90°），需要有一定的弧度，折角处距电容器1cm。

（3）二极管管脚：用镊子弯管脚，不要弯死角（90°），需要有一定的弧度。

（4）三极管管脚：管脚微叉成一平面。

（5）晶闸管管脚：管脚微叉成一平面。

（6）光敏电阻管脚：用镊子弯管脚，不要弯死角（90°），需要有一定的弧度。

（7）驻极体话筒：引脚在焊盘上加适量焊锡。

（8）导线线头：线口平齐，芯线镀锡后，表面要光滑，无毛刺、无污物。

2.插装与焊接元器件

（1）二极管VD1-VD6：采用卧式安装，在安装时一定要注意其正、负极不能出现错误。

（2）稳压二极管VS：采用卧式安装，在安装时一定要注意其正、负极不能出现错误。

（3）R1-R10：卧式插装、电阻的误差色环向下，两管脚距离相等，电阻器距电路板2mm。

（4）C2：立式插装，不分正负极。

（5）VT：立式插装，控制极G朝向左边。

（6）V1-V3：立式插装，V1、V2上集下发，V3下集上发，三极管距电路板4mm。

（7）C1、C3、C4：立式插装，C3左正右负，C1和C4上正下负。

（8）驻极体话筒BM：采用立式安装，驻极体的引脚用剪下的管脚焊接上，驻极体和外壳连接的为负极。

（9）光敏电阻RG：采用立式安装，注意安装高度。

（10）电源线及信号线连接：正端用红线，负端用黑线，铜线要完全扎入焊孔。

焊接操作要领：电烙铁温度控制，电烙铁加热、送锡、撤锡时间控制。

3.检验与检修

（1）检查焊点：是否漏焊、错焊、虚焊。

（2）检查连线：检查功能单元装接中焊点、焊接、布线、装配质量，临近焊点间应清理干净，防止焊点间短路并组成成品，修正功能单元布线，排除一般的故障。

4.通电检查

（1）接入灯泡，接线注意要领。

（2）接入220V交流电源：注意通电检查必须要在外观检查及连线检查无误后才可进行。

5.常用与仪表

电烙铁、尖嘴钳、斜口钳、镊子、一字旋具、十字旋具、吸焊器；焊锡、助焊剂；万用表。

七、调试

通电后请先将光敏电阻的光挡住，用手轻拍出声，这时灯应亮，延时一会儿灯灭。若用光照射光敏电阻，再用手重拍驻极体，这时灯不亮，说明制作成功。若不成功请仔细检查有无虚假错焊和拖锡短路现象。

1.灯泡一直亮着

灯泡一直亮着，多是三极管被击穿，造成晶闸管VT中一直有电流通过，从而灯泡回路一直处于导通状态；或者是晶闸管VT和灯泡回路的接法不正确，使得晶闸管VT中一直有电流通过或者灯泡直接接在电源回路上，从而使灯泡一直处于导通状态。

2.灯泡始终不亮

出现这一问题，要先检查灯泡是否正常。如果灯泡正常，就说明开关电路中有元件损坏。可先焊开光敏电阻器的一个脚，在将话筒送入声音信号的同时，用万用表测V1集电极的电压，看指针是否摆动。若摆动很小或不摆动，就应检查声音触发控制电路中的各元件，包括话筒、电阻器R2到R5、电容器C2、三极管V1；若指针摆幅很明显，再测三极管V3集电极电压，若此处无电压，就说明三极管V2、V3、二极管VD6、电阻器R6-R9、电容器C3之一有损坏。

3.发光时间短

这是延时电路的电容器C4或电阻器R10有问题，可用容量大一点的电容替换C4，或对电阻器R10进行替换。若更换后，延时时间还是较短，则有可能是二极管VD6不良。应注意，在实际电路中，由于电容器本身有电阻，再加上其放电并不是放到零为止，而是放到电流正好可驱动三极管V3为止，所以其放电时间比理论计算短得多。

光敏电阻4

例1 2011年5月1日开始实施的《刑法修正案（八）》，对“饮酒驾车”和“醉酒驾车”制定了严格的界定标准，如下表所示。

①内江交警在某次安全行车检查中，检测到某驾驶员100mL的血液中酒精含量为66mg，那么，驾驶员属于 .

②如图1甲所示是酒精检测仪的简化电路。其中，定值电阻R0=10Ω，电源电压为3V；R为气敏电阻，它的阻值与酒精气体含量的关系如图1乙所示。如果通过检测仪检测到驾驶员的血液中酒精含量为12%时，电流表的示数为 A.

解析 ①从上表可知，检测到某驾驶员100mL的血液中酒精含量为66mg，那么，驾驶员属于饮酒驾车。

②从图像可知，驾驶员的血液中酒精含量为12%时，气敏电阻的阻值R=2Ω，

电路中的总电阻：

R总=R0+R=10Ω+2Ω=12Ω，

电路中的电流，即电流表的示数为

2.磁敏电阻

例2 小阳利用磁敏电阻为他的自行车设计了一个速度计，磁铁固定在自行车的辐条上，磁敏电阻固定在自行车的后车架上，安装示意图如图2甲，工作电路如图2乙，已知电源电压为6V恒定不变。当磁铁与磁敏电阻Rs靠得最近时阻值为200Ω，磁铁与磁敏电阻Rs离得最远时阻值为400Ω，靠近或远离时的实际电阻在这两者之间变化；当R0两端电压不低于时电子计数器就能有效计数，低于就不能产生计数，车轮每转动一圈就计数一次。为保证电子计数器有效工作，电阻R0最小阻值为

3.光敏电阻

例3 某工厂产品计数器装置的示意图如图3甲所示。P为激光源，R1为光敏电阻（有光照射时，阻值变小），a、b两端接“示波器”（示波器对电路无影响），定值电阻R2为400Ω，电源电压为6V.水平传送带匀速运动，每当传送带上的产品通过激光束时，激光束会被产品挡住，示波器荧光屏上显示的R1两端电压与时间的关系图像如图3乙所示。

试求：（1）激光照射R1时，R1的阻值是多少？（2）激光被产品挡住时，R1、R2消耗的总功率是多少？（3）从0时开始计时，经过1min，传送带上通过技术装置的产品是多少个？

解析 （1）因为有光照射时，光敏电阻R1的阻值变小，则其两端的电压减小。由图像可得，激光照射R1时，R1两端的电压U1

=2V，

（2）激光被产品挡住时，由图像可得，R1两端的电压U1=4V，

定值电阻两端的电压：

4.热敏电阻

例4 热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。小明同学用如图4所示的电路来探究热敏电阻RT的阻值与温度的关系。已知M为控温器，电源电压恒为12V，R为电阻箱（一种可以改变并读出阻值的变阻器）.

（1）在控温器中应该加入下列哪种液体？ .

A.自来水 B.煤油 C.食盐溶液

（3）依次改变控温器中的液体温度，同时改变电阻箱的阻值，使电流表的示数始终保持在通过计算得到相关数据记录如下。从表中可以看出，在一定温度范围内，该热敏电阻的阻值随温度的升高而

（4）在科技创新活动中，小明用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计。它可以直接在电压表刻度盘上读出相应温度。若电压表的读数会随温度的升高而增大，则应在原理图5中 两端接入一电压表。

5.压敏电阻

例5 如图6甲所示是小华同学设计的一种测定油箱内油量的装置，其中R0为定值电阻，R为压敏电阻，其阻值随所受压力变化的图像如图6乙所示。油量表由量程为0～3V的电压表改装而成。已知油箱重80N，压敏电阻R能够承受的最大压力为800N.电源电压保持6V不变。（g取10N/kg）

（1）若压敏电阻与油箱的接触面积是4×10-4m2，则压敏电阻能承受的最大压强为多大？

（2）若油箱内油的密度为×103kg/m3，则此油箱最多可装多少立方米的油？