本科实验报告 - 浙江大学光电信息工程学系.docx

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1、本科实验报告课程名称：光电检测技术及系统（大作业）姓名：周炘阳、余尚杰学院：求是学院系：光电系专业：光电信息工程学号：3080102400，3080100633指导教师：林斌2011年7月9日一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求中国近视人数全球最多。近视眼被列为世界三大疾病之一，全国近视眼人数竟已近4亿，其中青少年约为2.7亿。我国人口近视发生率为33%，是世界平均水平

2、22%的1.5倍，发病率仅次于日本，占世界第二位，每年新增近视眼约为6%。其中，我国学生近视发病率居世界第二，人数居世界之首，近视发病率高达50%至60%。调查显示，我国小学生视力不良检出率为28%、初中生为60%、高中生为85%，而且有不断上升的趋势。我国8～12岁的小学生中，约有47个儿童就有一个近视眼，近视发病率约为23%，中学生约为55%，大学生约为76%。近视眼患者需要从饮食、运动、生活习惯各个方面全方位进行护理。青少年近视眼的形成原因相当复杂，概况起来不外先天遗传原因和后天环境因素。前者占20%，

3、后者占80%，父母双方若有一方为高度近视，子女遗传率为56%，若双方都为高度近视，遗传率为100%。而环境因素是可以通过改善用眼环境和注意养成良好用眼习惯来加强对近视的预防。避免近视的主要手段有：减少孩子负担、养成良好用眼习惯、增加室外运动和注意眼睛保健四大类方式。目前市场上的台灯，往往由一个稳定功率的发光体作为光源进行照明。而我们知道，某一工作面上的照度与该平面与光源的距离的平方成反比。因此，对于这种功率恒定的光源，如果工作平面与光源之间的距离控制不好，极易造成工作面上的照度过低或过高（这将由之后的实验数据

4、体现），而对于人眼来说，伏案工作时的最佳照度约为100lx至400lx，高于或低于这个范围都会加剧视疲劳，久而久之，就会对视力造成伤害。由于人眼对于这样的照度改变不能很敏感地觉察到，所以这种伤害也总是发生在无形之中。因此，我们希望制作一台能够根据通过检测工作面上的照度而进行自动对功率进行调节，以保证工作面上的照度总是能够稳定在健康用眼照度之内。由于台灯本身是一种相对廉价的商品，日常用的台灯的成本通常在二三十块之间，若使用太复杂的光控措施，会成倍地提高成本，使得产品失去市场竞争力，因此，保证低成本也是我们的一个

5、努力方向。二、实验内容和原理可控硅是一种以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件，创制于1957年，由于它特性类似双向可控硅于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称可控硅T。又由于可控硅最初应用于可控整流方面所以又称为硅可控整流元件，简称为可控硅SCR。　　在性能上，可控硅不仅具有单向导电性，而且还具有比硅整流元件（俗称“死硅”）更为可贵的可控性。它只有导通和关断两种状态。　　可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备，如果超过此频率，因元件开关损耗显著增加，允许通过的平均电流相降低，此时，标称

6、电流应降级使用。　　可控硅的优点很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍数高达几十万倍；反应极快，在微秒级内开通、关断；无触点运行，无火花、无噪音；效率高，成本低等等。　　可控硅的弱点：静态及动态的过载能力较差；容易受干扰而误导通。可控硅从外形上分类主要有：螺栓形、平板形和平底形。双向可控硅等效于两只单向可控硅反向并联而成。实验原理图：当设定好系统的相关元器件参数（特别是两个可变电阻的阻值）后，当光敏电阻阻值随着它的表面照度的改变而改变时，双向触发管两端的电压发生改变，从而改变通断的相位，产生的触发信号进一

7、步控制双向可控硅的通断。在交流电的系统中，这就改变了可以通过可控硅的电压的相位。这就可以精确地对负载的功率进行控制。一个特定的照度E，对应着一个特定的光敏电阻值R，也就对应着一个特定的激发角θ。功率计算：，其中Vm为最大电压，在所用交流系统中即为311V，T为周期，在50Hz交流电中T=0.02S，V为等效电压。上式经积分得：当t=0时，情况为完全导通，及可控硅相当于不存在，V=220V；随着t的增大，电压实际作用于负载的时间减少，使得等效功率也相应地减少。我们希望通过实验，搭建一个能随着所需平面的光强改变而

8、自动调节功率的自动调光台灯。并且对于该自动调光台灯的参数设置与其相对应的表现情况进行观察和记录，以期找到最佳工作点，使得系统能最好地发挥出自动调光、保护使用者健康的目的。三、主要仪器设备万用表*1照度计*1电烙铁*1及相关耗材电线若干剥线钳*1220V台灯一台230V25WPHILIPS白炽灯泡一只定值电阻若干（6.8K,5.1K等）可变电阻若干（45K,200K）电容若干（0.01μ）光敏电阻若干