1、<p><b>　　實(shí)驗(yàn)十五</b></p><p>　　直流激勵(lì)時(shí)線(xiàn)性霍爾傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)</p><p><b>　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　了解霍爾式傳感器原理~應(yīng)用。</p><p><b>　　二、基本原理</b></p>

2、<p>　　根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢(shì)當(dāng)霍爾元件處在梯度中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的電勢(shì)會(huì)發(fā)生 變化，利用這一性質(zhì)可以進(jìn)行位移測(cè)暈。</p><p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)器材</b></p><p>　　主機(jī)箱、霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、霍爾傳感器、測(cè)微義。</p><p><b>　　四、實(shí)驗(yàn)步驟</b></p>

3、<p>　　1、按示意圖接線(xiàn)，將主機(jī)箱上的電壓表暈程開(kāi)關(guān)打到2V檔。</p><p>　　2、檢查接線(xiàn)無(wú)誤后，開(kāi)啟電源，調(diào)節(jié)測(cè)微頭使祖爾片處在兩磁鋼的巾間位置，再調(diào)節(jié)RW1 使數(shù)顯表指示為零。</p><p>　　3、句某個(gè)方句調(diào)節(jié)測(cè)微頭2mm，記錄電壓表讀數(shù)作為實(shí)驗(yàn)起始點(diǎn)；</p><p>　　再反向調(diào)節(jié)測(cè)微頭，沒(méi)增加0.2nun記下一個(gè)讀數(shù)，將數(shù)

4、據(jù)記錄入表格：</p><p>　　做出V-X曲線(xiàn)，計(jì)算不同測(cè):W:范M時(shí)的靈敏度和非線(xiàn)性誤差。 用mat lab做Hi V-X圖如下:</p><p>　　Af/ = 271-(-296) = 567, Av = 1.000mm 所以</p><p><b>　　非線(xiàn)性度：</b></p><p>　　AVz? = 0

5、.0175V, yFs = 2.5277V 所以</p><p>　　8 = A V/n / yFs x 100% = 0.69%</p><p><b>　　五、思考題</b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)屮霍爾元件位移的線(xiàn)性度實(shí)際上反映的是什么量的變化? 答：反映的是磁場(chǎng)的變化。</p><p><b>　　

6、-＞實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　，解霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用。</p><p><b>　　二、基本原理</b></p><p>　　利用霍爾效應(yīng)表達(dá)式：Uh=Kh*Ib,當(dāng)被測(cè)閼盤(pán)上裝上N只磁性體時(shí)，閼盤(pán)每轉(zhuǎn)</p><p>　　一周磁場(chǎng)就變化N此。每轉(zhuǎn)一周祖爾電勢(shì)就同頻率相應(yīng)變化，輸出電勢(shì)通過(guò)放人

7、、整和計(jì) 數(shù)電路計(jì)數(shù)就可以測(cè)量被測(cè)物體的轉(zhuǎn)速。</p><p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)器材</b></p><p>　　主機(jī)筘、祺爾轉(zhuǎn)速傳感器、振動(dòng)源。</p><p><b>　　四、實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　　1、根據(jù)示意圖將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器安裝于霍爾架上,傳感器的端面對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤(pán)上的磁

8、鋼并調(diào) 節(jié)升降桿使傳感器端而與磁鋼間距離大約為2?3mm。</p><p>　　2、在接線(xiàn)前，先合上主機(jī)箱電源丌關(guān)，將主機(jī)箱屮的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源2-24V旋鈕調(diào)到最 小，接入電壓表，監(jiān)測(cè)人約為1.25V;</p><p>　　關(guān)閉主機(jī)箱屯源，將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)動(dòng)電源按照示意圖分別接到主機(jī)箱的相應(yīng)電 源和頻率/轉(zhuǎn)速表的Fin上。</p><p>　　3、合上主機(jī)箱電

9、源開(kāi)關(guān)，在小于12V的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)主機(jī)箱的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源，觀察電機(jī)</p><p>　　轉(zhuǎn)動(dòng)及轉(zhuǎn)速表的顯示情況。</p><p>　　4、從2v開(kāi)始紀(jì)錄，每增加lv相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)裾。</p><p>　　用matlab作出畫(huà)出電機(jī)的v?n特性曲線(xiàn)如下:</p><p>　　File Edit View Insert Tools Desktop

10、Window Help</p><p><b>　　o a a I口</b></p><p><b>　　ocnn</b></p><p><b>　　五、思考題</b></p><p>　　1、利用霍爾元件測(cè)轉(zhuǎn)速，在測(cè)量上是否有限制？</p><p&g

11、t;　　答：冇。當(dāng)被測(cè)體是磁性體時(shí)不能川霍爾元件測(cè)雖。</p><p>　　2、本實(shí)驗(yàn)裝置上用了六只磁鋼，能否用一只磁鋼？ 答：可以，但是會(huì)降低分辨率。</p><p><b>　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　了解磁電式測(cè)量轉(zhuǎn)速的原理。</p><p><b>　　二、基本原理</b&

12、gt;</p><p>　　葙于電磁感應(yīng)原理，N匝線(xiàn)圈所在磁場(chǎng)的磁通變化時(shí)，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電勢(shì)：</p><p>　　e二-；V—發(fā)生變化，因此當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)上嵌入N個(gè)磁棒吋，每轉(zhuǎn)一周線(xiàn)圈感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生N次變</p><p><b>　　dt</b></p><p>　　化，通過(guò)放人、整形和計(jì)數(shù)等電路即可測(cè)景轉(zhuǎn)速。</p>

13、;<p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)器材</b></p><p>　　主機(jī)箱、磁屯式傳感器、轉(zhuǎn)動(dòng)源。</p><p><b>　　四、實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　　磁電式轉(zhuǎn)速傳感器不用接電源，其余和實(shí)驗(yàn)I?七相同。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)圮錄：</b&g

14、t;</p><p>　　畫(huà)出電機(jī)V?n特性曲線(xiàn):</p><p><b>　　傳感器第四次實(shí)驗(yàn)</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)二十七發(fā)光二極管（光源）的照度標(biāo)定實(shí)驗(yàn)</p><p><b>　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　了解發(fā)光二極管的工作原理J故出工作

15、電流與光照度的對(duì)應(yīng)關(guān)系及工作電壓與光照度 的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線(xiàn)，為以后實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。</p><p><b>　　二、基本原理</b></p><p>　　半導(dǎo)體發(fā)光二極管是山III-IV族化合物制成，其核心是PN結(jié)。因此它具有一般二極管的 正向?qū)胺聪蚪刂?、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還冇發(fā)光特性。</p><p>　　當(dāng)加上正向激勵(lì)電壓或

16、電流吋，在外電場(chǎng)的作用下，在PN結(jié)附近產(chǎn)生導(dǎo)帶電子和介帶 空穴，電子山N區(qū)注入PE,空穴由P區(qū)注入N區(qū)，進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子一部分與 多數(shù)載流子復(fù)合而發(fā)光。</p><p>　　假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)屮發(fā)生的，那么注入的電子與價(jià)帶空穴H接復(fù)合而發(fā)光，或苕先被 發(fā)光中心捕獲后，再與空穴S合發(fā)光。</p><p>　　除了這種發(fā)光復(fù)合外，還有些電子被非發(fā)光中心捕獲，再與空穴復(fù)合，每次釋放的能景

17、不大，以熱能的形式輻射出來(lái)。</p><p>　　發(fā)光的a合量相對(duì)于非發(fā)光的s合量的比例越大，光量子效率越高。由于s合是在少子 擴(kuò)散區(qū)發(fā)光，所以光僅在靠近PN結(jié)而數(shù)um以?xún)?nèi)產(chǎn)生。發(fā)光二級(jí)管的發(fā)光顏色由制作二 極管的半導(dǎo)體化合物決定。本實(shí)驗(yàn)使川純G高亮發(fā)光二極管。</p><p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)器材</b></p><p>　　主機(jī)箱（0

18、?20mv可調(diào)恒流源、電流表、0?24V可調(diào)電壓源、照度表），照度計(jì)探頭，發(fā) 光二極管，遮光筒。</p><p><b>　　四、實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　　1、按照示意閔7-2接線(xiàn)，注意+、一極性。</p><p>　　2、檢查接線(xiàn)無(wú)誤后，合上主機(jī)箱電源開(kāi)關(guān)。</p><p>　　3、凋節(jié)主機(jī)箱中恒流

19、源電流大?。妷罕眵c程20mA捫），即改變發(fā)光二極管的工作電 流大小就可以改變光源的光照度值。拔去發(fā)光二極管的艽中一根線(xiàn)尖，則光照度為0。</p><p>　　按表7-1進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)（調(diào)節(jié)怛流源），得到照度?電流對(duì)應(yīng)值。</p><p>　　4、關(guān)閉主機(jī)箱電源，再按圖7-3配置接線(xiàn)，注意+、一極性。</p><p>　　5、合上主機(jī)箱電源，調(diào)節(jié)主機(jī)箱的0?24v

20、可調(diào)電壓（屯壓表量程2v檔）就討以改變發(fā) 光二極管的光照度。</p><p>　　按表7-1進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)（調(diào)節(jié)電壓源），得到照度?電Ik對(duì)應(yīng)值。</p><p>　　6、根據(jù)表7-1畫(huà)ili發(fā)光二極管的屯流?照度、電壓?照度特性曲線(xiàn)。</p><p>　　表7-1發(fā)光二極管的電流、電壓勾照度的對(duì)應(yīng)義系</p><p><b>　　

21、電流?照度特性曲線(xiàn)</b></p><p>　　B3 figure 1</p><p>　　File Edit View Insert Tools Desktop Window Help</p><p><b>　　電壓?照度特性曲線(xiàn)</b></p><p>　　Q Figure 1</p>&

22、lt;p>　　File Edit View Insert Tools Desktop Window Help</p><p>　　d 己 a 染 |\ \ o ® x -1 © I □ s |</p><p>　　實(shí)驗(yàn)二十八光敏電阻特性實(shí)驗(yàn)</p><p><b>　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p>&

23、lt;p>　　了解光敏電阻的光照特性和伏安特性</p><p><b>　　二、基本原理</b></p><p>　　在光線(xiàn)的作用下，電了吸收光了的能解:從鍵和狀態(tài)過(guò)渡到自由狀態(tài)，引起電導(dǎo)率的變化， 這種現(xiàn)象稱(chēng)為光電導(dǎo)效應(yīng)。</p><p>　　光電導(dǎo)效應(yīng)是半導(dǎo)體材料的一種體效應(yīng)。光照愈弱，器件ft身的電阻愈小。</p>

24、<p>　　基于這種效應(yīng)的光電器件稱(chēng)為光敏電嘰。光敏電阻無(wú)極性，其工作特性與入射光強(qiáng)、波</p><p><b>　　長(zhǎng)和外加電壓奮關(guān)。</b></p><p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)器材</b></p><p>　　主控箱，光屯器件實(shí)驗(yàn)（一）模板，光敏電阯，發(fā)光二極管。</p><p>

25、<b>　　四、實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　　1、亮電阻和暗電阻的測(cè)量</p><p>　?。?）按圖7-5安裝接線(xiàn)（注意插孔顏色對(duì)應(yīng)連接）</p><p>　　打開(kāi)主機(jī)箱電源，將±2V?± IOV的可調(diào)電源開(kāi)關(guān)打到10V捫，再緩慢調(diào)節(jié)0?24V 可調(diào)電源，使發(fā)光二極管兩端屯壓為光照度lOOLx時(shí)的電壓值（實(shí)驗(yàn)二十

26、七的標(biāo)定值）。</p><p>　?。?）10秒鐘左右讀取電流表的值為亮電流廠(chǎng)..：（電流表20mA檔）。</p><p>　?。?）將0?24V可調(diào)電源的調(diào)節(jié)旋鈕逆吋針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)到底后，10秒鐘左右瀆取電流 表的值為‘（電流表20uA捫）。</p><p>　　（4）根據(jù)以下公式，計(jì)算亮阻和暗阻（照度lOOLx）。</p><p>　

27、　p _「測(cè) p 尺亮--J-;</p><p><b>　　2克2暗</b></p><p>　　光照度為lOOLx時(shí)的電壓值f/Allj=3.12V</p><p>　　I務(wù)=1.56niA</p><p>　　/ 咕=0.04uA</p><p>　　故，/?,, =3.12/0.0015

28、6=2012.82Q,=3.12/(0.04* 10A(-6))=78A/Q</p><p><b>　　2、光照特性測(cè)量</b></p><p>　　光敏電阻的二端電灰為定位時(shí)，光敏電阻的光電流隨光照強(qiáng)度的變化而變化，它們 之間的關(guān)系式非線(xiàn)性的。</p><p>　　調(diào)甘圖7-5中的0?24V電壓得到不同光照度（根據(jù)實(shí)驗(yàn)二十七照度對(duì)應(yīng)的電壓值

29、）,</p><p>　　測(cè)得數(shù)據(jù)記錄入表7-2中，并作出光電流與光照度1?Lx曲線(xiàn)圖。 表7-2,光照特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)</p><p>　　由matlab作岀光照特性曲線(xiàn)如卜'</p><p>　　W Figure 1</p><p><b>　　口 兇</b></p><p><b&

30、gt;　　光照特性曲線(xiàn)</b></p><p>　　0102030405060708090100</p><p><b>　　光照度(Lx)</b></p><p><b>　　3、伏安特性測(cè)董</b></p><p>　　光敏電阻在一定的光照強(qiáng)度下，光電流隨外加電圧

31、的變化而變化。</p><p>　　測(cè)S時(shí)，光照強(qiáng)度為定值時(shí)(如lOOLx)，光敏電阻輸入OV、2V?10V六檔電壓，</p><p>　　測(cè)得光敏電阯上的電流值填入表7-3,并在M—坐標(biāo)屮作出三條伏安特性曲線(xiàn)。</p><p>　　表7-3，光敏電阻伏安特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)</p><p>　　1+1 matlab作出伏安特性曲線(xiàn)如下:</p

32、><p>　　S3 Figure 1</p><p><b>　?。?□</b></p><p><b>　　五、思考題</b></p><p>　　為什么測(cè)光敏電阻亮阻和暗阻要經(jīng)過(guò)1()秒鐘P讀數(shù)？這是光敏電阻的缺點(diǎn)，只能應(yīng)用 于什么狀態(tài)？</p><p>　　因?yàn)楫?dāng)瞬間改變光

33、照強(qiáng)度吋，光敏電阻的阻值并不會(huì)立即改變，而是需要一定的吋間達(dá) 到相應(yīng)光照下的穩(wěn)定電阻值。故測(cè)光敏電阻亮阻和喑阻都要經(jīng)過(guò)10秒鐘，以確保測(cè)得的阻 值是相對(duì)準(zhǔn)備的亮阻和喑阻。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)二十九光敏二極管特性實(shí)驗(yàn)</p><p><b>　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　了解光敏二極管丁作原理及特性</p>

34、<p><b>　　二、基本原理</b></p><p>　　當(dāng)入射光子4:本征半導(dǎo)體的p-n結(jié)及其附近產(chǎn)生電子一空穴對(duì)時(shí)，光生載流子受勢(shì)壘區(qū) 電場(chǎng)作用，電了漂移到n區(qū)，空穴漂移到p區(qū)。</p><p>　　電子和空穴分別在n區(qū)和p區(qū)積累，兩端便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這稱(chēng)為光生伏特效應(yīng)，簡(jiǎn)稱(chēng)光 伏效應(yīng)。</p><p>　　光敏二極管基于這一

35、原理。</p><p>　　如果在外電路屮把＞11短接，就產(chǎn)生反14的短路電流，光照吋反14電流會(huì)增加，丼且光 電流和照度雉本成線(xiàn)性關(guān)系。</p><p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)器材</b></p><p>　　主機(jī)箱、光敏器件實(shí)驗(yàn)（一）模板、光敏二極管、發(fā)光二極管。</p><p><b>　　四、實(shí)驗(yàn)步驟

36、</b></p><p><b>　　1、光照特性</b></p><p>　　將實(shí)驗(yàn)28圖7-5屮的光敏電阻更換成光敏二極管（注意接線(xiàn)孔的顏色對(duì)應(yīng)即+、一極性）, 按圖7-5安裝接線(xiàn)，測(cè)試光敏二極管的暗屯流和亮屯流。</p><p>　　喑電流測(cè)試：將圖7-5中主機(jī)箱中的±2V和±10V的可調(diào)電源開(kāi)關(guān)打到6V

37、椚，合上 主機(jī)箱電源，將0?24V可調(diào)穩(wěn)壓電源的調(diào)節(jié)旋鈕逆吋針?lè)浇芯徛D(zhuǎn)到底，讀取主機(jī)箱上 電流表（20uA檔）的位即為光敏二極管的暗電流。暗電流基木為OuA, —般光敏二極管小 于0.1 nA,暗電流越小越好。</p><p>　　亮電流測(cè)試：順時(shí)針?lè)较蚓徛恼{(diào)節(jié)0?24V可調(diào)電源，輸出相應(yīng)的照度電壓值（根據(jù) 實(shí)驗(yàn)二十七光照度對(duì)應(yīng)的電壓值），如表7-4填入測(cè)試數(shù)據(jù)。</p><p>　

38、　根據(jù)表7-4數(shù)據(jù)，両出光敏二極管工作電壓為6V吋的I?Lx曲線(xiàn)。</p><p>　　表7-4二極管光照特性實(shí)驗(yàn)數(shù)裾</p><p><b>　　2、伏安特性測(cè)試</b></p><p>　　光敏二極管在一定的光照條件下，光電流隨外加電壓的變化而變化。</p><p>　　測(cè)量時(shí)，在給定光照強(qiáng)度吋（根據(jù)實(shí)驗(yàn)二十七光照

39、對(duì)應(yīng)的電壓值），光敏二極管輸入0V、 2V?10V六檔4調(diào)電壓（調(diào)節(jié)閣7-5中的±2V?±1（）V的電壓），測(cè)得光敏二極管上的電流伉 填入表7-5。在同一坐標(biāo)屮做出不同照度的伏安特性曲線(xiàn)族。</p><p>　　表7-5 光敏電阻伏安特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　表7-4</b></p><p><b>

40、;　　表7-5</b></p><p>　　光敏電阻伏安特性曲線(xiàn)</p><p>　　00.10.20.30.40.50.60.70.80.9</p><p><b>　　電流(uA)</b></p><p>　　明顯可以看出，實(shí)驗(yàn)器件冇所損壞，得到的伏安特性曲線(xiàn)敁然不正確。</p&g

41、t;<p>　　實(shí)驗(yàn)三十光敏三極管特性實(shí)驗(yàn)</p><p><b>　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　了解光敏三極管結(jié)構(gòu)、原理和特性</p><p><b>　　二、基本原理</b></p><p>　　在光敏二極管的基礎(chǔ)上，為了獲得內(nèi)增益，就利用品體三極管的電流放大作

42、用，用Ge 或Si單晶體制造NPN或PNP型光敏三極管。</p><p>　　光敏三極管可以等效一個(gè)光電二極管與兒一個(gè)一般晶體管基極集電極沖聯(lián)。集電極-基 極產(chǎn)生的電流，輸入到共發(fā)三極管的基極在放大。</p><p>　　不M之處是，集電極電流（光電流）由集電結(jié)上產(chǎn)生的控制。</p><p>　　集電極起雙重作川，把光信號(hào)變成電信號(hào)起光電二極管作川，使光電流再放人一

43、般三極 管的集電結(jié)作用。</p><p>　　一般光敏三極管只引出E、C兩個(gè)電極，體積小，光電特性是非線(xiàn)性的廣泛應(yīng)用于光電 自動(dòng)控制作光電開(kāi)關(guān)應(yīng)用。</p><p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)器材</b></p><p>　　主控箱，光電器件實(shí)驗(yàn)(一)模板，發(fā)光二極管，光敏三極管。</p><p><b>　　四、實(shí)

44、驗(yàn)步驟</b></p><p>　　將實(shí)驗(yàn)二十八閣7-5中的光敏電阻更換成光敏三極管，實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)測(cè)量M實(shí)驗(yàn)二十 九。</p><p>　　光敏三極符光照特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)</p><p>　　光敏電阻伏安特性劣驗(yàn)數(shù)據(jù)</p><p>　　用Matlab作出伏安特性曲線(xiàn)如下，由于數(shù)據(jù)較少，無(wú)法擬合出較好的曲線(xiàn)效果，故作出的 伏安特性曲

45、線(xiàn)呈現(xiàn)出折線(xiàn)圖的效果，但是我們應(yīng)該知道實(shí)際上的伏安特性曲線(xiàn)冇點(diǎn)類(lèi)似于指 數(shù)函數(shù)形式，幾是平滑曲線(xiàn)。</p><p>　　a Figure 1</p><p>　　File Edit View Insert Tools Desktop window Help</p><p>　　DIKIE^II^I^lJ® 10l@lJ10lKI丄幽一口E3II i<