Mitä ovat valontutkijat, miten ne toimivat ja missä niitä käytetään

Peruskäsitteet ja laite

Valoresistori on puolijohdelaite, jonka vastus (jos sopiva - johtavuus) vaihtelee sen mukaan, kuinka voimakkaasti sen herkkä pinta on valaistu. Rakenteellisesti löytyy useista malleista. Tämän mallin yleisimmät elementit, kuten alla olevassa kuvassa näkyy. Samanaikaisesti työskennellessään erityisissä olosuhteissa voit löytää valontutkijoita, jotka on suljettu metallikoteloon ikkunalla, jonka läpi valo tulee herkälle pinnalle. Alla näet sen graafisen symbolin kaaviossa.

Ihmettelen: resistanssin muutosta valonvuon vaikutuksesta kutsutaan fotoresektiiviseksi vaikutukseksi.

Toimintaperiaate on seuraava: kahden johtavan elektrodin välillä on puolijohde (kuvassa punaisella), kun puolijohde ei pala - sen vastus on korkea, jopa useisiin megohmeihin. Kun tätä aluetta valaistaan, sen johtavuus kasvaa voimakkaasti ja vastus pienenee vastaavasti.

Puolijohteena voidaan käyttää sellaisia ​​materiaaleja kuin kadmium-sulfidi, lyijysulfidi, kadmium-seleniitti ja muut. Spektriominaisuudet riippuvat materiaalin valinnasta valoresistorin valmistuksessa. Yksinkertaisesti sanottuna - värivalikoima (aallonpituudet) valaistuna, joka muuttaa oikein elementin vastusta. Siksi valorestoria valitsemalla sinun on harkittava, missä spektrissä se toimii. Esimerkiksi UV-herkille elementeille on valittava ne tyyppiset säteilijät, joiden spektriominaisuudet sopivat valoresistoreille. Kuvio, joka kuvaa kunkin materiaalin spektriominaisuuksia, on esitetty alla.

Yksi usein kysytty kysymys on "Onko valoreistorissa napaisuutta?" Vastaus on ei. Valontutkijoilla ei ole pn-liitosta, joten ei ole väliä mihin suuntaan virta virtaa. Voit tarkistaa valoresistorin yleismittarilla vastusmittausmoodissa mittaamalla valaistun ja tummennetun elementin resistanssin.

Voit nähdä likimääräisen vastuksen riippuvuuden valaistuksesta alla olevasta kaaviosta:

Tässä näytetään, kuinka virta muuttuu tietyllä jännitteellä valon määrästä riippuen, missä Ф = 0 on pimeys ja Ф3 on kirkas valo.Seuraava kaavio näyttää virran muutoksen vakiojännitteellä, mutta muuttuvalla valaistuksella:

Kolmannessa kuvaajassa näet vastuksen riippuvuuden valaistuksesta:

Alla olevassa kuvassa voit nähdä, miltä Neuvostoliitossa tehdyt suositut valontutkijat näyttävät:

Nykyaikaiset fotoresektorit, joita käytetään laajalti tee-se-itse-suositusten käytännössä, näyttävät hiukan erilaisilta:

Elementti on yleensä merkitty kirjaimilla.

Valoresistorin ominaisuudet

Joten valontutkijoilla on tärkeimmät ominaisuudet, joihin huomioidaan valittaessa:

• Tumma vastus. Kuten nimestä voi päätellä, tämä on valoresistorin resistanssi pimeässä, toisin sanoen, kun valovuota ei ole.
• Integroitu valoherkkyys - kuvaa elementin reaktion, sen läpi kulkevan virran muutoksen valonvuon muutokseen. Mitattu vakiojännitteellä A / lm (tai mA, µA / lm). Sille osoitetaan S. S = Iph / F, missä Iph on valovirta ja F on valovirta.

Tässä tapauksessa valovirta ilmoitetaan. Tämä on ero tumman virran ja valaisun elementin virran välillä, toisin sanoen sen osan kanssa, joka syntyi valojohtavuusvaikutuksen vuoksi (sama kuin valonjohtavuusvaikutus).

Huomautus: tummakestävyys on tietysti ominaista jokaiselle erityiselle mallille, esimerkiksi FSK-G7: lle - se on 5 MΩ ja kiinteä herkkyys on 0,7 A / lm.

Muista, että valontutkijoilla on tietty hitaus, ts. Sen vastus ei muutu heti altistumisen jälkeen valovirralle, mutta pienellä viiveellä. Tätä parametria kutsutaan rajataajuudeksi. Tämä on elementin läpi kulkevaa valovirtaa moduloivan sinimuotoisen signaalin taajuus, jossa elementin herkkyys laskee kertoimella 2 (1,41). Komponenttien nopeus on yleensä kymmenissä mikrosekunnissa (10 ^ (- 5) s). Siten fotorezistorin käyttö piireissä, joissa tarvitaan nopeaa vastetta, on rajoitettua ja usein perusteetonta.

Missä käytetään

Kun opimme laitteesta ja valoresistenttien parametreistä, puhutaan erityisillä esimerkeillä, miksi sitä tarvitaan. Vaikka valokuvaresistenssien käyttöä rajoittaa niiden nopeus, niiden laajuus ei ole vähentynyt.

1. Hämärä releet. Niitä kutsutaan myös fotoreleiksi - nämä ovat laitteet, jotka sytyttävät valon automaattisesti pimeässä. Oheinen kaavio näyttää tällaisen piirin yksinkertaisimman version analogisilla komponenteilla ja sähkömekaanisella releellä. Sen haittapuolena on hystereesin puuttuminen ja mahdollinen rätinä rajat ylittävissä valaistusarvoissa, minkä seurauksena rele rätinää tai kytkeytyy päälle tai pois päältä pienillä valaistusvaihteluilla.
2. Valoanturit. Valoresttoreita käyttämällä voidaan havaita heikko valovirta. Alla on toteutettu tällainen laite, joka perustuu ARDUINO UNO: hon.
3. Hälytys. Tällaiset piirit käyttävät pääasiassa ultraviolettiselle säteilylle herkkiä elementtejä. Päästövalaisin valaisee herkän elementin, jos niiden välillä on este, hälytys tai toimilaite laukeaa. Esimerkiksi kääntyvä metro.
4. Anturit jonkin olemassaolosta. Esimerkiksi valotutkijoita käyttävässä painotalossa voit hallita paperinauhan rikkoutumista tai tulostimeen syötettyjen arkkien lukumäärää. Toimintaperiaate on samanlainen kuin edellä keskusteltiin. Samalla tavalla voidaan ottaa huomioon kuljetushihnaa pitkin kulkevien tuotteiden määrä tai sen koko (tunnetulla nopeudella).

Puhuimme lyhyesti siitä, mikä on fotoresistori, missä sitä käytetään ja miten se toimii. Elementin käytännöllinen käyttö on erittäin laajaa, joten kaikkia ominaisuuksia on melko vaikea kuvailla yhdessä artikkelissa. Jos sinulla on kysyttävää - kirjoita ne kommentteihin.

Lopuksi suosittelemme katsomaan hyödyllistä videota aiheesta:

Et todellakaan tiedä:

• Kuinka saada valokuvarele tekemään sen itse
• Kuinka kytkeä liiketunnistin valaistusta varten
• Mikä on vastus ja mihin se on tarkoitettu?