18674

Фотоэлектрические измерения

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Фотоэлектрические измерения. Фотоэлектрические измерения применяются в медицине телекоммуникационных системах оптоволоконной связи датчиках положения лазерных принтерах и т.д. Одним из наиболее распространенных фотоэлектрических датчиков является полупроводн

Русский

2013-07-08

31.83 KB

6 чел.

Фотоэлектрические измерения.

Фотоэлектрические измерения применяются в медицине, телекоммуникационных системах, оптоволоконной связи, датчиках положения, лазерных принтерах и т.д.

Одним из наиболее распространенных фотоэлектрических датчиков является полупроводниковый фотодиод. Он обладает высоким быстродействием, линейной зависимостью от освещенности, высокой надежностью.

Как правило, фотодиоды работают в одном из двух режимов:

  1.  Фотовольтоический – когда он используется в режиме генерации фото ЭДС
  2.  Фотодиодный

  1.  Обычно работает в режиме К3,  что организуется его непосредственным включением на выходе ОУ.
  2.  Используется при обратном смещении
  3.  В затемненном состоянии схема имеет нулевое смещение следовательно не имеет темнового тока, характеризуется низким уровнем шума, но имеет нелинейную характеристику по отношению к световому потоку.
  4.  За счет использования внешнего источника существует темновой ток (равный обратному току диода). В результате возникает смещение характеристики. Так как диод в обратном смещении, он характеризуется минимальной емкостью, поэтому схема имеет высокое быстродействие, поэтому существует более повышенный уровень шума по отношению к 1 схеме.

При использовании диода в первом режиме схему можно охарактеризовать следующей эквивалентной схемой:

В данной схеме ОУ работает в режиме преобразователя ток-напряжение.

При медленных изменениях светового потока, влиянием собственной емкости диода Сg фактически можно пренебречь, потому что за счет большого коэффициента усиления ОУ на его инвертирующем входе поддерживается нулевой потенциал и за счет этого же, ток через Rg равен 0 и весь ток, генерированный фотодиодом, протекает через резистор R1.

При изменении освещенности от 0,003лк (ясная безлунная ночь) до 3000лк (прямые солнечные лучи) ток (ФД-24к) фотодиода меняется от 30пА до 30мкА (120дБ).

Что бы влияние самого ОУ уменьшить, необходимо использовать усилитель, у которого входные токи должны быть на 1-2 порядка меньше. Если же при этом еще требуется измерение освещенности в очень широких пределах, то для обеспечения чувствительности,  R1 должен быть большего номинала (10МОм), необходимо что бы ОУ был с большим входным сопротивлением. Поскольку фотодиод имеет достаточно большую собственную емкость,  имеет значение 10-100мс. Это увеличивает запаздывание в цепи обратной связи и может привести к самовозбуждению, поэтому приходится включать конденсатор в цепь обратной связи (С1), чтобы повышать устойчивость схемы.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

50207. Нечеткая логика 68 KB
  Различать степени изменения лингвистической переменной в трех степенях – «Очень – Нормально – Слабо» Б. Изменять порог чувствительности. 1. Гадость – сойдет – неплохо
50208. Вивчення дисперсійної спектральної призми 242.5 KB
  Гоніометр Г5М складається з таких основних частин: коліматора суміщеного з ртутною лампою яка захищена металевим кожухом поворотного столика зорової труби та основи гоніометра основа гоніометра; обєктив коліматора; об'єктив зорової труби; окуляр зорової труби; відліковий мікроскоп;...
50209. Нечеткая логика 68 KB
  Различать степени изменения лингвистической переменной в трех степенях – «Очень – Нормально – Слабо» Б. Изменять порог чувствительности. 1. Казанова – Генрих VIII – верный лебедь
50210. Визначення продуктивності ультразвукового прошивального верстата 476.5 KB
  Плакати: загальний вид ультразвукового верстата й схема його роботи. Призначення ультразвукового прошивального верстата Ультразвуковий прошивальний верстат призначений для виготовлення або доведення отворів різної форми в деталях із твердих тендітних матеріалів як струмопровідних так і діелектриків стекло сітали кераміка ферити кремній германій рубін алмази тверді сплави й ін. Опис принципової схеми ультразвукового прошивального верстата мал.
50211. Визначення довжини світлової хвилі за допомогою біпризми Френеля 459 KB
  2 Прилади і матеріали Біпризма Френеля джерело світла лампочка розжарювання розсувна щілина оптичний мікроскоп вертикальна масштабна шкала лінійка світлофільтри Опис установки Для пояснення методу отримання інтерференційної картини за допомогою біпризми Френеля необхідно використати оптичну схему яка наведена на рис. 1 1 джерело світла із змінними світлофільтрами; 2 конденсорна лінза; 3 розсувна щілина; 4 біпризма Френеля; 5 оптичний мікроскоп. Увімкнути джерело світла 1 в мережу 220 В.
50212. Вивчення особливостей коливальної системи ультразвукових верстатів і визначення змін швидкості робочої подачі інструмента при прошиванні отвору 139.5 KB
  Перетворювача електричних коливань у механічні; Концентратора трансформатора пружних коливань який збільшує амплітуду коливань перетворювача та погоджує параметри перетворювача та навантаження; Виконують роль ланок резонансної довжини при пере дачі коливань від перетворювача інструмента та в робочу зону. Амплітуда коливань торця перетворювача звичайно не більше за 5.
50213. Дослідження властивостей напівпровідників методом ефекту Холла 75 KB
  Схема вимірювання питомого опору зразка і холлівської різниці потенціалів зображена на рис. досліджуваний зразок; 1 зонд для вимірювання холлівської напруги; 2 зонд для вимірювання питомого опору. Зразки на яких проводяться вимірювання мають форму паралелепіпеда і закріплені на спеціальному держаку. Зонди для вимірювання питомого опору та холлівської напруги припаюють до зразка припоєм підібраним так щоб зменшити перехідний опір.
50215. Визначення радіуса кривизни лінзи допомогою кілець Ньютона 235 KB
  1 вміти описати утворення інтерференційних смуг однакової товщини та кілець Ньютона 2.5 Прилади і матеріали Мікроскоп плоскоопукла лінза великого радіуса кривизни плоскопаралельна пластинка освітлювач з блоком живлення світлофільтри Теоретичні відомості та опис установки Оптична схема для спостереження кілець Ньютона у відбитому світлі в даній лабораторній роботі наведена на рис. Якщо визначити експериментально радіуси темних го і го кілець Ньютона то із співвідношень 2.