照度計(jì)原理分析

1、照度計(jì)原理分析1. 工作原理： 當(dāng)光照射在硅光電池的PN結(jié)區(qū)時(shí)，會(huì)在半導(dǎo)體中激發(fā)出光生電子-空穴對(duì)。PN結(jié)兩邊的光生電子-空穴對(duì)在內(nèi)電場(chǎng)作用下，多數(shù)載流子的不能穿越阻擋層，而少數(shù)載流子卻能穿越阻擋層，結(jié)果，P區(qū)的光生電子進(jìn)入N區(qū)，N區(qū)的光生空穴進(jìn)入P區(qū)，使每個(gè)區(qū)中的光生電子-空穴對(duì)分割開來。光生電子在N區(qū)的集結(jié)使N區(qū)帶負(fù)電，光生電子在P區(qū)的集結(jié)使P區(qū)帶正電。P區(qū)和N區(qū)之間產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)硅光電池接入負(fù)載后，光電流從P區(qū)經(jīng)負(fù)載流至NE，負(fù)載中就會(huì)有功率輸出。利用CPU芯片實(shí)現(xiàn)控制電路，用AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。當(dāng)光電池接入負(fù)載，將輸出的信號(hào)通過三極管放大，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD

2、轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過單片機(jī)控制電路將信號(hào)輸入LCD顯示屏，在顯示屏上顯示當(dāng)前的照度值。原理圖1此電路前置放大電路利用三級(jí)管的的放大作用，將帶負(fù)載的光電池電路輸出的電流放大，為了保證信號(hào)有更好的線性關(guān)系，所以將三極管接成電流轉(zhuǎn)換為電壓的形式。經(jīng)過測(cè)量，原理圖2此電路的前置放大電路采用ICL7650自穩(wěn)零斬集成運(yùn)放，同是一種高精度，低漂移，高輸入阻抗的集成運(yùn)放他利用動(dòng)態(tài)較零原理。清除COMS器件固有的失調(diào)和漂移，對(duì)微弱信號(hào)來講是個(gè)較理想的前置放大器并采用自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換，如果采用單一的反饋電阻，若輸入信號(hào)變化范圍大，則小信號(hào)將得不到有效方向大，從而降低了A/D轉(zhuǎn)換精度，以致影響了控制量，因此采用控制模擬開關(guān)自動(dòng)地選擇合適的反饋電阻來改變運(yùn)放的放倍，使其適合各種量程的測(cè)量。原理圖3此電路為照度計(jì)的照度采集模塊與前置放大模塊，之后上與上兩圖相同，本電路利用光電二極管 BS500B 的輸出電流為0.55uA/100LX 由于光電二極管的輸出電流很小，為1nA1mA，直接輸入到運(yùn)放ICL8048不能獲得良好的性能所以先用運(yùn)放LF412CN對(duì)光電二極管的輸出電流Isc進(jìn)行放大，由于對(duì)0數(shù)運(yùn)放ICL8048的輸出為負(fù)斜率特性，因此在其后接入了進(jìn)行極性轉(zhuǎn)換的運(yùn)放LF412CF三種電路相比較：圖電路簡單成本低，但量程范圍有限。圖電路設(shè)計(jì)