3. Описание лабораторной установки
В качестве фоторезисторов используются сернисто-кадмиевые фоторезисторы отечественного производства СФ2-2 (в пластмассовом корпусе) и СФ2-16 (в металлическом корпусе).
Основные характеристики фоторезисторов представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Основные характеристики фоторезисторов
Характеристика |
Фоторезистор |
|
СФ2-2 |
СФ2-16 |
|
Номинальное напряжение питания, В |
2 |
10 |
Максимальное напряжение питания, В |
5 |
10 |
Максимальная рассеиваемая мощность, мВт |
50 |
10 |
Темновое сопротивление, МОм |
1 |
3,3 |
Темновой ток при номинальном напряжении питания, мкА |
2 |
3 |
Длина волны максимума спектральной характеристики, мкм |
0,63 |
0,54 |
Постоянная времени нарастания фототока, мс |
50 |
50 |
Постоянная времени спада фототока, мс |
100 |
50 |
Рабочий интервал температур окружающей среды, 0С |
-40…+50 |
-60…+70 |
На рисунке 5 представлен внешний вид лабораторной установки для изучения фоторезистивного эффекта на примере полупроводниковых фоторезисторов.
Рисунок 5 – Внешний вид лабораторной установки: 1 – излучатель; 2 – компьютер со встроенной платой сбора данных ЛА70-М4; 3 – измеритель освещенности (люксметр); 4 – светофильтры; 5 – вольтметр; 6 – амперметр; 7 – лабораторный блок питания; 8 – рабочая площадка с фоторезисторами СФ2-2 и СФ2-16; 9 – объектив с модулятором освещенности (диафрагмой); 10 – модулятор спектра (площадка для размещения светофильтров)
Для проведения лабораторной работы используются 7 светофильтров: фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный. Каждый светофильтр пропускает только определенную длину волны света: фиолетовый – (0,4-0,45)мкм; синий – (0,45-0,48)мкм, голубой – (0,48-0,5)мкм; зеленый – (0,5-0,56)мкм, желтый – (0,56-0,59)мкм, оранжевый – (0,59-0,62)мкм, красный – (0,62-0,76)мкм.
Используемый в лабораторной работе люксметр имеет спектральную чувствительность, т.е. зависимость показаний от длины волны падающего света. Поэтому при измерениях в его показания необходимо вносить поправки в соответствии с формулой:
, (3)
где
- действительная освещенность
фоторезистора,
- показания люксметра,
- поправочный коэффициент, соответствующий
спектральной чувствительности люксметра.
Значения поправочного коэффициента приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Значения поправочного коэффициента показаний люксметра
Цвет |
Длина волны света, мкм |
Значение поправочного коэффициента |
Фиолетовый |
(0,40-0,45) |
(5,0-2,2) |
Синий |
(0,45-0,48) |
(2,2-1,43) |
Голубой |
(0,48-0,50) |
(1,43-1,25) |
Зеленый |
(0,50-0,56) |
(1,25-1,0) |
Желтый |
(0,56-0,59) |
1,0 |
Оранжевый |
(0,59-0,62) |
(1,0-1,25) |
Красный |
(0,62-0,76) |
(1,25-20,0) |
Для построения переходных процессов нарастания и спада фототока используется плата сбора данных ЛА-70М4 и программа Fotorez.с.
Текст программы Fotorez.с.
/*программа измерений переходного процесса фоторезистора*/ #include<dos.h> #include<graphics.h> #include<conio.h> #include<stdio.h> #include<math.h> #include<stdlib.h> #include<time.h> main() { int portbasa,i,cnt,old; float dlit,tim,a,b,d; double scalt,pi,t,h; unsigned long chh,cl1,cl2; int gdriver=DETECT,gmode,ec,s1,s2,s3,s4,s5,s6; char str[10]; clrscr(); /*** пользовательское меню ***/ label2: printf("Введите длительность процесса: "); scanf("%f",&dlit); /**************************************/ /*блок заданных переменных*/ scalt=609/dlit; pi=3.14159; portbasa=0x200; chh=0; t=0; h=0; /****************************/ /*инициализация графического режима*/ initgraph(&gdriver,&gmode,"\\tc"); ec=graphresult(); if (ec!=grOk) { printf("Ошибка в графике\n"); printf(grapherrormsg(ec)); goto kon; } /********************************/ /*построение сетки координат*/ setcolor(7); setlinestyle(3,0,1); for(i=1;i<=20;i+=1) {line(30,236-ceil(i*236/20),639,236-ceil(i*236/20)); line(30,236+ceil(i*236/20),639,236+ceil(i*236/20)); } outtextxy(8,236-ceil(236/2),"2.5"); outtextxy(8,236-ceil(236),"5.0"); outtextxy(8,236+ceil(236),"-5.0"); outtextxy(8,236+ceil(236/2),"-2.5"); for(tim=0;tim<=dlit;tim+=(dlit/10)) {line(30+ceil(tim*609/dlit),475,30+ceil(tim*609/dlit),1); sprintf(str,"%-5.3g",tim); outtextxy(20+ceil(tim*609/dlit),240,str); } outtextxy(560,225,"время,[c]"); settextstyle(0,1,0); outtextxy(8,10,"амплитуда падения напряжения"); settextstyle(0,0,0); setlinestyle(0,0,0); setcolor(15); line(30,236,639,236); line(30,0,30,475); /**************************************/
|
/***** Ускорение работы системного таймера ****/ /*Вычисляю число, загружаемое в регистр*/ /*счетчика системного таймера (1193180 - базовая частота таймера)*/ cnt=1193180L/1950; /*Программирую таймер: записываю в управляющий регистр*/ /*режим 3 для канала 0 таймера 00110110B=54=36h*/ outp(0x43,0x36); /*Загружаю регистр счетчика таймера - сначала младщий,*/ /*затем старший байт*/ outp(0x40,cnt & 0x00ff); outp(0x40,(cnt & 0xff00)>>8); /**************************************/ /***** основной цикл по времени *****/ while (t<dlit) { /*Запоминаю предыдущее количество тактов*/ cl2=cl1; /*Засекаю количество тактов начиная от начала работы программы*/ cl1=clock(); /*Рассчитываю шаг итегрирования*/ h=cl1-cl2; h=h/1950; /*Обнуление первого шага интегрирования*/ if(chh<1) {h=0.0015;} /*** прием информации с платы ****/ /*нулевой канал*/ outportb(portbasa+5,0); outportb(portbasa+4,1); while(inportb(portbasa+2)<128); s1=inportb(portbasa+4); s2=inportb(portbasa+5); /*обработка полученной информации*/ s2=s2&15;s2=s2*256;b=(s1+s2)-2048; /* 4-это выстава нуля платы */ /**************************************/ putpixel(30+ceil(t*scalt),236-ceil(b*236/4096),14); label1: {chh=chh+1; t=t+h;} label3:{} } /**************************************/ /*Восстанавливаю старое значение регистра счетчика*/ /*(1193180/65536=18.2 Гц)*/ old=65536; outp(0x43,0x36); outp(0x40,old & 0x00ff); outp(0x40,(old & 0xff00)>>8); /**************************************/ kon:closegraph; getch(); return(0); } |