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

16359. Исследование эффективности и качества искусственного освещения 266 KB
  Исследование эффективности и качества искусственного освещения Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу Безопасность жизнедеятельности для студентов очного и заочного обучения всех направлений и специальностей Безопасность жизнедеяте
16360. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ОДНОРОДНЫХ ИЗОТРОПНЫХ СРЕДАХ 267 KB
  Лабораторная работа №1 РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ОДНОРОДНЫХ ИЗОТРОПНЫХ СРЕДАХ ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определение электромагнитных характеристик реальных сред. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ Волновым процессом называется перемещение в простран...
16361. Исследование электромагнитных полей элементарных излучателей 635.5 KB
  Лабораторная работа №2 Исследование электромагнитных полей элементарных излучателей Цель работы: Исследование физических свойств элементарных электрического и магнитного излучателей и измерение их диаграммы направленности Краткие теоретические сведения ...
16362. Исследование электромагнитных волн в прямоугольном волноводе 458.5 KB
  Исследование электромагнитных волн в прямоугольном волноводе Методические указания к лабораторной работе Цель работы Задание для предварительного расчета Описание лабораторной установки Краткие теоретические сведения Задание к экспериментальной части...
16363. ИССЛЕДОВАНИЕ СВЧ ОБЪЕМНЫХ РЕЗОНАТОРОВ 588.5 KB
  МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторной работе ИССЛЕДОВАНИЕ СВЧ ОБЪЕМНЫХ РЕЗОНАТОРОВ В методических указаниях даны рекомендации по расчету объемных резонаторов и экспериментальному измерению резонансной частоты собственной и нагруженной добротности объемн
16364. Определение теплопроводности твердых теплоизоляционных материалов 133 KB
  Лабораторная работа №1. Определение теплопроводности твердых теплоизоляционных материалов Цель и задачи работы: ознакомление со стационарным методом измерения коэффициентов теплопроводности теплоизоляционных материалов и про...
16365. Исследование сложного теплообмена горизонтальной трубы с окружающим воздухом в условиях свободной конвекции 511 KB
  Лабораторная работа №4. Исследование сложного теплообмена горизонтальной трубы с окружающим воздухом в условиях свободной конвекции Цель работы: расчетное и экспериментальное определение основных характеристик сложного теплообмена количества теплоты передав...
16366. Исследование теплоотдачи при движение воздуха в пучке труб 1000 KB
  Отчёт к лабораторной работе № 5 Цель работы: Исследование теплоотдачи при движение воздуха в пучке труб. Введение: При поперечном омывании жидкость пучков труб в зависимости от числа Re различают следующие три режима: ламинарный смешанный и турбулентный. Чаще всего ...
16367. Определение степени черноты излучающего тела 1012.5 KB
  Лабораторная работа № 6 Определение степени черноты излучающего тела Цель работы: определение степени черноты излучающей поверхности тела. Задачи работы: Экспериментальное определение степени черноты различных тел. Экспериментальное исследование