03.03 有什麼簡單的方法可以用生活中的東西較精確地測量光照強度?

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測量光照強度一般採用照度計來測量,不過這種儀表價格較貴,並且一般使用頻率也不高,若不想購買這種儀表,可以採用光敏電阻及數字電壓表頭製作一個簡單的測光電路,根據數字電壓表頭顯示的讀數即可知道光線的強弱。其電路原理如下圖所示。

▲ 光敏電阻構成的測光電路。

上圖電路中,三極管VT、紅色LED及光敏電阻RG組成一個簡單的光控恆流源電路,VT集電極輸出的恆定電流會隨著光線的強弱而變化。電路中,紅色LED兩端的電壓約為1.8V,並且基本不隨電源電壓而變化,故VT基極電壓是穩定的。硅三極管發射結的電壓一般在0.6V左右,並且也基本不變,故加在RG兩端的電壓約為1.2V,這樣RG在不同的光照下阻值不同,VT的集電極電流也就不一樣。光照越強,RG的阻值越小,VT的集電極電流就越大,電阻R2兩端的電壓也就越大,從而將光照強弱轉變為電壓的大小,這樣只要用電壓表測得R2兩端的電壓,即可知道光照強度。▲ 光敏電阻。

光敏電阻的阻值大小與光照強度有關,光照越強,其阻值越小,並且具有較好的線性關係,故可以作為光線傳感器用來測量光照的強弱。選用光敏電阻時,最好選用暗電阻小一些的光敏電阻。▲ 數字電壓表頭。

測量電阻R2兩端的電壓,可以選用上圖所示的數字電壓表頭,這種電壓表頭可以直接在5V電壓下工作,其紅色線接5V電源的正極,黑色線接5V電源的負極,黃色線接圖1中的Vout端,這樣即可測量R2兩端的電壓。由於R2兩端的電壓與光照強度成正比,故電壓表顯示的電壓越大,光照強度就越強。

製作時,可以根據照度計顯示的讀數來調整電阻R2的阻值,使電壓表顯示合適的電壓。


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