光敏电阻应用电路

光敏电阻器主要应用于各种光电控制系统,如光电自动开关,航行标灯、路灯和其他自动亮灭的照明系统,自动给水停水装置,机械上的自动保护和位置检测器装置,极薄零件的厚度检测器,照相机自动曝光装置,光电计数器,烟雾报警器,光电跟踪系统等多方面。

德利特电子提供五例光敏电阻应用电路图例参考:灵敏光电继电器,对数摄影光度计,光线中断检测器,非常灵敏的光电继电器,及自动灯电路。图例中的参数及元器件只供参考,实际应用需求仍须视现实状况自行调整。

灵敏光电继电器
图例一: 灵敏光电继电器
当光强度增加到由 VR1 设置的电平以上时,继电器通电。
对数摄影光度计
图例二: 对数摄影光度计
典型值R1 = 100kΩ,R2 = 200kΩ 预设为两个重叠范围。
(校准对应精确的仪表)。
光线中断检测器
图例三: 光线中断检测器
如图例一所示,当光强度降低至由 VR1 设定的电平以下时,
继电器通电。
非常灵敏的光电继电器
图例四: 非常灵敏的光电继电器
(当光超过预设电平时,继电器通电) 并入平衡桥和运算放大器。
R1 和 CdS (PGM) 可以互换用于反向功能。
自动灯电路
图例五: 自动灯电路,用 VR1 调整开启点。

光敏电阻器 Light Dependent Resistor

典型光敏电阻器与电路符号
典型光敏电阻器与电路符号

Light Dependent Resistor 直译为光依赖电阻(又称 LDR,光电导体,光敏电阻或光电池),有随着其表面的光强度增加而降低阻值的特性,反之亦然,通常归类于电阻电子元器件。典型的光敏电阻器与其电路符号如示出右侧图。

绝大多数 LDR 都是由硫化镉(CdS)制成的,它们非常便宜,但阻值范围广。它们非常适用于检测光照水平的变化,并确定它是否为“暗”或“亮”,但如无单独校准,则不适合精确测量光照水平。

CdS 光敏电阻器如何工作

右图是典型的光敏电阻 LDR。 它具有两个导线,其端子位于光检测器的表面 - 你看到的两个金属点是这些电极的末端。光检测器组件的主体由陶瓷制成 - 绝缘体绝佳。在陶瓷的表面上,硫化镉以条带蛇形图案涂覆(以使条带的长度最大化,同时保持部件较小),其每端连接到电极,再用透明环氧树脂涂覆。

硫化镉是一种高电阻半导体,被选为光检测器,因为它提供与人眼相同的光谱响应 - 即它“看到”响应于我们可以看到的相同的波长。具体来说,硫化镉是光电导材料。这意味着用足够的能量击中光子,光子将从它们的原子键释放电子。

光敏电阻器基本电路-黑暗被启动
光敏电阻器基本电路图 1
在黑暗被启动
光敏电阻器基本电路-被光照启动
光敏电阻器基本电路图 2
被光照启动

当带负电的电子被光的光子释放时,它留下带正电的“孔”。当光检测器的两根引线之间施加电压时,自由电子沿着 CdS 条带移向一边,自由的“孔”移动向另一个方向;这是电流通过光检测器的电荷运动。光强度越高,光子击中 CdS 条带越多。产生更多的电子 - 孔对,越多的电能可以流过光检测器,因此光检测器的电阻越低(即,当光强度高时,电流通过光检测器更容易)。

从学术论述观点:受到光照的半导体的电导率发生变化,或产生光生电动势的现象称为内光电效应。由于光照而引起半导体的电导率发生变化的现象称为光电导效应。利用光电导效应原理的组件称为光电导探测器,而作为半导体材料的一种体效应。光照越强,光电导材料的电阻率越小,故光电导材料又称为光敏电阻。

光敏电阻器是光电路的重要组成部分,根据环境光线的强度自动开启和关闭电路。例如,太阳能花园灯和夜间安全照明。例如,太阳能花园灯和夜间安全照明。LDR 甚至可以用简单的背光遥控电路打开移动电话的设备。

不同的 LDR 具有不同的规格,德利特电子生产标准的 LDR (PGM) 光敏电阻,在完全黑暗中具有 MOhm 的阻值,在明亮的光线中具 KOhm 的电阻值。

光敏电阻器基本电路

低电压光检测电路
低电压光检测电路图

光敏电阻器基本电路有两种,第一种在黑暗被启动,第二种被光照启动。这两种电路非常相似,只需要一个 LDR,一些标准电阻器,一个可变电阻(又称电位器)以及任何一个小信号晶体管。

在光敏电阻器基本电路图 1 中,每当 LDR 处于黑暗状态时,LED 亮起。10KOhm 可调电阻用于微调 LED 亮起之前所需的黑暗水平。10KOhm 标准电阻可根据实际需要,进行更改以达到所需效果。但任何更换必须电阻值至少为 1KOhm,以保护晶体管免受过大电流的损坏。

通过将 LDR 与 10KOhm 标准电阻 和 10KOhm 可调电阻交换(如光敏电阻器基本电路图 2 所示),该电路将被光线启动,当有足够的光线落在 LDR 上,LED 将亮起 (手动使用 10KOhm 可调电阻进行微调)。

上面显示的两种电路并不实用。在实际的电路中,晶体管的正电压输入(Vin)和集电极(C)之间的 LED(和电阻)将被替换为要供电的器件。

通常使用继电器,特别是当低电压光检测电路用于接通(或关闭)240V 电源设备时。该电路的部分的图示于低电压光检测电路图。当黑暗下降时(如果 LDR 电路配置如图),则继电器被触发,240V 设备(例如安全灯)打开。

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