1. После сборки и перед каждым включением схемы рукоятки регулирующих реостатов и лабораторных автотрансформаторов должны быть установлены в положения, соответствующие наименьшим показаниям приборов (минимальные значения токов).

2. Включение стенда под напряжение осуществляется только с разрешения преподавателя после проверки им степени подготовленности студентов к выполнению лабораторной работы и проверки правильности собранной схемы.

3. Студентам запрещается вскрывать блоки лабораторного стенда и измерительную аппаратуру, производить замену предохранителей.

4. В случае обнаружения неисправности необходимо немедленно отключить лабораторный стенд, доложить преподавателю и под его наблюдением найти причину повреждения и попытаться устранить его.

5. Все подключения необходимо производить в строгой последовательности, указанной в описании работы. Без разрешения преподавателя запрещается изменять последовательность и порядок выполнения работы.

6. В схеме, находящейся под напряжением, ЗАПРЕЩАЕТСЯ производить какие-либо изменения.

7. Перед включением схемы под напряжение старший предупреждает остальных членов расчета командой “ВНИМАНИЕ! ВКЛЮЧАЮ!“.

8. Запрещается отходить от лабораторного стенда, если он включен под напряжение. Без разрешения преподавателя запрещается переходить с одного учебного места на другое.

9. Запрещается прикасаться к оголенным токоведущим частям схемы (зажимам приборов и аппаратов, выключателям и т.д.).

10. При появлении запаха гари, дыма или резких зашкаливаний указателей приборов, что свидетельствует о ненормальной работе схемы, следует немедленно отключить питание стенда и доложить об этом преподавателю.

11. После отключения лабораторного автотрансформатора (ЛАТР) и перед последующим его включением необходимо убедиться в отсутствии напряжения по включенному на его входные клеммы вольтметру.

12. Разборка схемы должна производиться только с разрешения преподавателя и после полного отключения стенда.

13. В случае поражения электрическим током, немедленно отключить стенд, доложить преподавателю, вызвать медицинский персонал и оказать первую помощь пострадавшему. Оказание первой медицинской помощи должно осуществляться непрерывно вплоть до прибытия врача.
Лабораторная работа № 1

Изучение фотометрических приборов

Цель работы:

---

1. Изучение приборов для измерения оптических величин.

Количество времени на работу - 4 часа.

План работы

1. 
   Ознакомление с принципом работы и устройством приборов для измерения оптических величин.
   
2. 
   Изучение технических данных люксметра и правил работы по измерению освещенности.
   
3. 
   Изучение методик измерений оптических величин.
   
4. 
   Подготовка люксметра к работе, проведение измерения освещенности в помещении.
   
5. 
   Составление отчета о работе.
   

Принцип работы и устройство фотометрических приборов

Для измерения оптических величин используются специальные приборы, обычно состоящие из четырех частей: электрического источника питания, фотоприемника, усилителя и индикатора.

Фотоприемники, или датчики, различаются по спектру чувствительности. Датчики, чувствительность которых не зависит от спектрального состава излучения, называются неселективными и используются для измерения интегральных (суммарных) потоков излучения, но такими датчиками невозможно оценить эффективность конкретного вида излучения: бактерицидное, эритемное, световое воздействия.

Для оценки активных потоков: светового, эритемного, бактерицидного, фитопотока используются либо светофильтры, пропускающие к фотоприемнику только исследуемую часть оптического излучения (например, обычное стекло пропускает видимое излучение, задерживая ультрафиолетовое излучение), либо фотоприемники изготовляются из материалов, чувствительных к определенной зоне оптического излучения. Такие фотоприемники называются селективными. Принцип их работы основан на явлении фотоэффекта - «выбивания» электронов из атомов некоторых веществ частицами (квантами) излучения. Различают фотоэлементы с внешним и внутренним фотоэффектом.

На рисунке 1.1 изображены фотоэлемент с внешним фотоэффектом и его схема включения. Эффективный квант, обладающий определенным уровнем энергии, «выбивает» из катода К электрон, который в электрическом поле баллона направляется к аноду А, вызывая фототок во внешней цепи. Фототок пропорционален числу эффективных квантов. Для получения такого же тока от соседних (активных) квантов потребуется большее их количество. Кванты, частота которых находится за пределами чувствительности фотоэлемента, фототока не вызывают независимо от их энергий. Катоды фотоэлементов выполняются из различных соединений серебра, цезия, сурьмы и кислорода, имеющих малую работу выхода электронов. Реакция фотоэлемента на излучение оценивается фототоком, поэтому его интегральная чувствительность К

---

_ф к источнику А измеряется в А/лм. Чувствительность фотоэлемента можно значительно повысить, наполнив его баллон инертным газом. Электрон, ускоренный электрическим полем межэлектродного пространства, вырывает из нейтральной молекулы инертного газа дополнительные электроны, увеличивая фототок. Чувствительность может быть еще более увеличена, если в баллоне фотоэлемента установить несколько дополнительных электродов с постепенно понижающимся потенциалом от анода к катоду. Такие фотоэлементы называются фотоумножителями — ФЭУ.

а - конструкция	б - принципиальная электрическая схема включения
Рисунок 1.1. Фотоэлемент с внешним фотоэффектом

Простейшие фотоприемники с внутренним фотоэффектом - это фотосопротивления. На изолятор наносится слой полупроводника с n - или р - проводимостью. Эффективные кванты, попадая на этот слой, увеличивают число носителей электричества - электронов или дырок, повышая проводимость полупроводника.

На рисунке 1,2 изображен фоторезистор и его схемы включения. Питание схем с фоторезисторами может осуществляться постоянным и переменным током. Сопротивление фоторезистора не имеет линейной зависимости от облученности, поэтому приборы с применением фоторезисторов нуждаются в тарировке или настройке по образцовым приборам. Темновой ток (в физике и электронике темновым током называют малый электрический ток, который протекает по фоточувствительному элементу, такому как фотодиод, в отсутствии падающих фотонов) фоторезистора велик и только на порядок меньше рабочего тока. Кроме того, он сильно зависит от температуры. Эти недостатки в значительной мере компенсируются за счет применения мостовой схемы. Фоторезисторы широко используются в схемах автоматического управления в качестве пороговых элементов, например, в схемах включения освещения, или облучательных установок в зависимости от естественной освещенности, а также в схемах контроля пламени, например, агрегата витаминной муки

---

а	б
а - конструкция	б - схема включения
где, 1 - защитный прозрачный слой; 2 - корпус: 3 - электрод; 4 - слой полупроводника; 5 - подложка (изолятор); 6 - выводы.

Рисунок 1.2. Фоторезистор

Широко используются в качестве фотодатчиков фотодиоды. На границе проводника (донора) и полупроводника образуется запирающий слой, способный пропускать носителей электричества только в одном направлении. Проводник, например, золото, может быть напылен прозрачной пленкой на полупроводник, например, селен, который также напылен на стальное основание. Последнее - это один из электродов, другой электрод, выполнен в виде кольца, окаймляет пленку проводника. Эффективный квант, пронизывая пленку проводника, извлекает из полупроводника электрон, который оказывается в проводниковом слое, создавая избыток электронов. Дырки полупроводника компенсируются электронами стального основания, создавая в последнем дефицит электронов. Если оба электрода замкнуть проводником, то по нему потечет фототок, пропорциональный облученности.

а - конструкция	б - сечение по А-А.
где, 1- прозрачный проводник (золото); 2 - защитная пленка; 3 - токосъемное кольцо; 4 - напыленный полупроводник (селен); 5 - основание (проводник - сталь); 6 - запирающий слой.

Рисунок 1.3. Селеновый фотоэлемент (фотодиод)



Рисунок 1.4. Схема измерителя облученности

---

где, BL - фотодиод ФД-6Г: RP - потенциометр; РА - микроамперметр; R- ограничивающее сопротивление;VD1... VD4- выпрямительный мост;VD5- блокирующий диод. 1 - корпус измерителя; 2 - окно; 3 - светофильтр.

Для схемы (рисунок 1.3) не нужен источник питания. Электрический ток генерируется самим фотоэлементом. Этот режим называется гальваническим. Источники электрического тока на космических кораблях и спутниках устроены именно по такому принципу. Они способны более 10 % солнечной энергии преобразовать в электрическую энергию.

Для измерительных целей более приемлем фотодиодный режим (рисунок 1.3). Обратная проводимость фотодиода в этом режиме пропорциональна облученности.

Таблица 1.1. Характеристики некоторых фотодиодов

Марка фотодиода	Материал фотослоя	Кф, мА/лм	Напряжение питания, В	Площадь фотослоя, мм	Допустимая температура, °С
ФД-1	Германий	20	15	5-60	+40
ФД-2	То же	10...20	30	1-40	+45
ФД-3	То же	20	10	2-60	+60
ФД-К1	Кремний	3	20	1-50	+80
ФД-СК	То же	20	20	1-100	+100
КФДМ	То же	15	20	1-60	+75

---

Смотрите также файлы

• Rus подробная инструкция по эксплуатации холодильника.pdf

• Отчет по практике я, Панкратова Ксения Олеговна, проходила производственную практику практику по получению профессиональных умений и опыта профессиональной деятельности в мбоу сош 18 хутора Первомайского, п..docx

• За участие в i этапе xvii международной Олимпиады по основам наук по предмету Фамилия, Имя участника.pdf

• Нооссн(ОН)сн.docx

• Самостоятельная работа по теме 1 Фонетика. Обучающийся Василенко Юлия Сергеевна Преподаватель.doc