2.1.1 Технические характеристики фоторезистора серии сф2-5.

Рабочее напряжение Up, в 1.3;

Наибольший темновой ток I, мкА 1.3;

Наибольший световой ток I, мкА 600;

Наименьшее сопротивление R, Мом 1;

Допустимая мощность рассеивания мВт 25;

Интервал рабочих температур ⁰С от -60 до + 70;

Допустимая относительная влажность

окружающего воздуха % 98 при 40⁰С;

Гарантийный срок службы, ч 2000;

Вес, г 2,0;

Вид исполнения (закрытое исполнение) УБО.468.023ТУ.

2.1.2 Классификация датчиков.

Таблица 1 - Классификация по типу фоторезистивного

элемента

Вид фоторезисторов	Старое обозначение	Новое обозначение
Сернисто - свинцовые	ФСА-0, ФСА-1, ФСА-6, ФСА-Г1, ФСА-Г2	-
Сернисто - кадмиевые	ФСК-0, ФСК-1,2,…7, ФСК-Г1, ФСК-Г2, ФСК-Г7, ФСК-П1,	СФ-2-1,2,3,4,9,12
Селенисто - кадмиевые	ФСД-0, ФСД-1, ФСД-Г1	СФ-3-1,8

Классификации по эксплутационным и электрическим параметрам представлены в таблицах А.1 и А.2

2.1.3 Расчет передаточной функции. Основными характеристиками фоторезисторов являются: вольтамперная, характеризующая зависимость фототока (при постоянном световом потоке Ф) или темнового тока от приложенного напряжения. Для фоторезисторов эта зависимость практически линейна рисунок 2. Закон Ома нарушается в большинстве случаев только при высоких напряжениях на фоторезисторе.

Рисунок - 2 Вольтамперная характеристика фоторезистора

Световая или люксамперная, характеризующая зависимость фототока от падающего светового потока постоянного спектрального состава. Полупроводниковые фоторезисторы имеют нелинейную люксамперную характеристику рисунок 3. Наибольшая чувствительность получается при малых освещенностях. Это позволяет использовать фоторезисторы для измерения очень малых интенсивностей излучения. Наклон люксамперной характеристики зависит от приложенного к фоторезистору напряжения.

Рисунок - 3 Световая характеристика фоторезистора

Спектральная, характеризующая чувствительность фоторезистора при действии на него потока излучения постоянной мощности определенной длины волны. Спектральная характеристика определяется материалом, используемым для изготовления светочувствительного элемента.

В связи с тем, что передаточной функции ФР не существует, а характеристика имеет нелинейную (люксамперную) характеристику, и нас интересует не вся зависимость, а только рабочая зона, которая представляет собой прямую зависимость, то примем за передаточную функцию примем некий коэффициент К_то

Таким образом, передаточная функция имеет вид:

W_фр(P) =I_ф/Ф= К_то, (1)

где К_то– коэффициент зависимости тока от напряжения

тогда

I_ф= 500 мА - фототок

Ф = 300 лк – световой поток

W_фр(P) = 500/300 = 1.7(лк/мА) (2)

К_то = 1.7

2.2 Выбор операционного усилителя и его передаточной функции

В качестве усилителя сигнала поступающего с фоторезистора воспользуемся операционным усилителем (ИМС 140УД9), общего назначения с защитой от перенапряжения по входу и коротких замыканий в нагрузке. Микросхема конструктивно оформлена в корпусе типа 301.12-1.Схема включения данного усилителя представлена на рисунок 4

Рисунок - 4 Схема включения ИМС 140УД9

Таблица 2 - Характеристики усилителя

Uип1 В	Uип2 В	Iпот мА	Iвх мА	ΔIвх мА	Uc мВ	U(+)вых В	U(-)вых В
+12.6 ± 1.26	+12.6 ± 1.26	≤8	≤350	±100	±5	102	-102≥
КуU	Kос.сф лБ	ΔUсм/ΔТ мкВ/К	VUвых В/мкс	Rвх кОм	tуст мкс	RН кОм	Снмакс пФ
≥35000	≥803	±20	≥0.54	300	≤1,5	≥1	100

Операционный усилитель имеет передаточную функцию вида:

W_оу(P) =К_у, (3)

где k_у– коэффициент усиления каскада;

соответственно

W_оу(P) = 35000 (4)