3医用传感技术实验指导书2010-08-06实验部分

PAGEPAGE18PAGE1PAGE18四、医用传感技术实验实验1应变片传感器实验1.1应变片传感器性能验证实验(单臂电桥)实验目的：了解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作情况。实验原理：本实验说明箔式应变片传感器以及单臂直流电桥电源的原理和工作情况。应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测试件受力发生变形，应变片的敏感栅随同变形，其电阻也随之发生相应的变化，通过测量电路，转换成电信号输出。电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻的乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R1，R2，R3，R4中，电阻的相对变化率分别为ΔR1/R1、ΔR2/R2、ΔR3/R3、ΔR4/R4，当使用一个应变片时，ΣR=ΔR/R，当两个应变片组成差动状态工作，则有ΣR=2ΔR/R，当用四个应变片组成两个差动对工作，则有R1=R2=R3=R4=R，Σ4ΔR/R，由此可知，单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、一片应变片、F/V表、主、副电源。旋钮初始位置：直流稳压电源打倒±2V档，F/V表打到2V档，差动放大增益旋钮调到最大。实验步骤：了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察双平行梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地端短接（互连）。将差动放大器的输出端与F／V表的输入插口Vi相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F／V表显示为零，关闭主、副电源。根据图１接线，其中R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻，RX=R4为应变片（空白虚线电阻为空，既无元件）。将稳压电源的切换开关置±4V档，F／V表置20V档。调节测微头脱离双平行梁（往上旋转到离开）。开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F／V表显示为零，然后将F／V表置2V档，再调节电桥W1旋钮（慢慢地调），使F／V表显示为零。图1.1（4）将测微头转动到约10mm刻度附近，安装到双平行梁的自由端（与自由端磁钢刚吸合），旋转调节测微头支柱的高度（梁的自由端即右端跟随变化）使F／V表电位差示数最小，再旋动测微头，使F／V表显示为零（细调零，F／V表要置2V档），这时的测微头刻度起点应为零位的相应刻度。（5）——往下或往上旋动测微头，使梁的自由端产生位移，记下F／V表显示的电位差数值。建议每旋动测微头一周即ΔX＝0.5mm（旋转1周），记录一个数值填入下表：（测微尺的读数：垂直刻度，每小格1mm,水平旋转刻度，每小格0.01mm,旋转1周=50小格=0.5mm,旋转2周=1mm）位移（mm）电压（mv）据所得结果计算灵敏度S＝ΔV／ΔX（式中ΔX为梁的自由端位移变化，ΔV为相应F／V表显示的电位差的相应变化值）。实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮转到初始位置。注意事项：(1)电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在，仅作为一标记，让接线时组桥容易。(2)做此实验时应将低频振荡器的幅度关至最小，以减小其对直流电桥的影响。思考题：(1)本实验电路对直流稳压电源和对放大器有何要求？1.2应变片的单臂、半桥、全桥比较实验实验目的：验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的关系。实验原理：说明实际使用的应变电桥的性能和原理。已知单臂、半桥和全桥电路的ΣR分别为：ΣR=ΔR/R、ΣR=2ΔR/R、Σ=4ΔR/R，根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于1/4EΣR，电桥灵敏度KU=V/ΔR/R，于是，对应单臂、半桥和全桥电路的电压灵敏度分别为1/4E、1/2E和E。由此可知，当E和电阻相对变化一定时，电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。所需单元和部件：直流稳压电源、差动放大器、电桥、F／V表、测微头、双平行梁、应变片、主、副电源。有关旋钮的初始位置：直流稳压电源打到±2V档，F／V表打到2V档，差动放大器增益打到最大。实验步骤：(1)将实验1.1的测量结果抄入下表以便下面的三表实验结果对照。位移（mm）电压（mv）(2)保持差动放大器增益不变，将图1.1中R3固定电阻换为与R4工作状态相反的另一应变片，即取二片受力方向不同的应变片形成半桥，调节测微头使梁处于水平位置（目测），调节电桥W1使F／V表显示初始测量电位差为零，（3）往下或往上旋动测微头，使梁的自由端产生位移，记下F／V表显示的电位差数值。建议每旋动测微头一周即ΔX＝0.5mm（旋转1周），记录一次位移以及电位差数值填入下表，填入下表：位移（mm）电压（mv）(3)保持差动放大器增益不变，再将图1.1中R1，R2两个固定电阻换成另两片受力应变片，（即R1换成，R2换成，组桥时只要掌握对臂应变片的受力方向相同，即R1,R3或R2,R4箭头符号同向上或同向下，邻臂应变片的受力方向相反，即R1,R2或R3,R4箭头符号反向即可，否则输出相互抵消没有电位差），接成一个直流全电桥，调节测微头使梁到水平位置，调节电桥W1同样使F／V表显示零。重复（3）过程将读出数据填入下表：位移（mm）电压（mv）(7)在上页空白处以及实验报告中用同一坐标上描出X-V曲线，比较三种接法的灵敏度。注意事项：(1)在更换应变片时应将电源关闭。(2)在实验过程中如有发现电压表发生过载，应将电压量程扩大。(3)在本实验中只能将放大器接成差动形式，否则系统不能正常工作。(4)直流稳压电源±4V不能打得过大，以免损坏应变片或造成严重自热效应。接全桥时请注意区别各片子的工作状态方向。1.3应变片传感器的温度效应及补偿实验实验目的：了解温度对应变测试系统的影响。实验原理：温度变化引起的应变片阻值发生变化的原因是应变片电阻丝的温度系数及电阻丝在测试中膨胀系数不同，由此引起测试系统输出电压发生变化。用补偿片法是应变电桥温度补偿方法中的一种，如图1.3所示（电路与图1.1基本相同）。若电桥中R4为工作片或，R3为补偿片或，当R4=R3时（工作片与补偿片材料性质一样，但贴放在横梁位置相差90度角）。温度升降变化时，两应变片的电阻变化量（因材料相同，R4与ΔR3变化量）相等，桥路如原来是平衡的，则温度变化后，R1R4=R2R3（即等式两端的R4与R3等量变化，电桥仍满足平衡条件，无漂移电压输出，由于补偿片所贴位置与工作片成90度角，与横梁垂直，所以补偿片只感受温度变化，而不感受悬臂梁的应力变化。图1.3所需单元和部件：可调直流稳压电源、－15V不可调直流稳电源、电桥、差动放大器、F／V表、测微头、加热器、双平行梁、温度计、主、副电源。有关旋钮的初始位置：主、副电源关闭、直流稳压电源置±4V档，F／V表置20V档，差动放大器增益旋钮置最大。实验步骤：了解加热器在实验仪所在的位置及加热符号，加热器封装在双平行的上片梁与下片梁之间，结构为电阻丝。将差动放大器的（＋）、（－）输入端与地短接，输出端插口与F／V表的输入插口Vi相连。开启主、副电源，调节差放零点旋钮，使F／V表显示零。再把F／V表的切换开关置2V档，细调差放零点，使F／V表显示零。关闭主、副电源，F／V表的切换开关置20V档，拆去差动放大器输入端的连线。按图1.3接线，开启主副电源，调电桥平衡网络的W1电位器，使F／V表显示值为零，然后将F／V表的切换开关置2V档,调W1电位器，使F／V表显示值为零。在双平行梁的自由端（可动端）装上测微头，并调节测微头，使F／V表显示值为零。将－15V电源连到加热器（面板上找相应的文字与符号）的一端插口，加热器另一端插口接地，观察无温度补偿片工作时温升对单臂应变片的影响。可看到F／V表的显示在随着温度上升而变化，温度稳定后，即F／V表显示电位差值稳定后，记下显示数值，并用温度计测出温度，记下温度值。（注意：温度计探头不要触在应变片上，只要触及应变片附近的梁体即可）。关闭主、副电源，等待数分钟使梁体冷却到室温。将F／V表的切换开关置20V档，把图中的R3换成应变片补偿片，重复（4）到（6）的过程。比较二种情况的F／V表数值：可以看出，在相同温度下，补偿后的数值小很多。实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮转至初始位置，思考题：为什么不能完全补偿。提示：从补偿应变片和受力应变片所贴的位置点，梁的温度梯度考虑。实验2差动变面积式电容传感器的静态及动态特性实验2.1差动变面积式电容传感器的静态特性实验实验目的：了解差动变面积式电容传感器的原理及其特性。实验原理：电容式传感器有多种形式，本仪器为差动变面积式。传感器由两组定片和一组动片组成。当安装在振动台上的动片，上下改变位置时，与两组静片之间的重叠面积发生变化，极间电容也发生相应变化，成为差动电容。如果将上层定片与动片形成的电容定位CX1，下层定片与动片形成的电容定位CX2，当CX1与CX2接入桥路作为相邻两臂时，桥路的输出电压与电容量的变化有关，即与振动平台的位移有关。所需单元及部件：电容传感器、电压放大器、低通滤波器、Ｆ／V表、激振器、示波器。有关旋钮的初始位置：放大器幅度旋钮置于中间，直流稳压电源置于２Ｖ档，实验步骤：按图2.1接线。图2.1F／V表打到2V，调节高竿测微头下端紧贴震动平台，旋转测微头使输出值为零。正向转动测微头,每次0.5mm（旋转1周），记下此时测微头的读数及电压表的正向读数，直至电容动片与静片复盖面积最大（既输出电压正向最大值）为止。X(mm)正向位移V(mv)正向输出退回测微头至初始位置。并开始以相反方向旋动。同上法，记下反向X(mm)及V(mv)值。X(mm)反向位移V(mv)反向输出计算系统灵敏度Ｓ。Ｓ＝ΔＶ／ΔＸ（式中ΔＶ为电压变化，ΔＸ为相应的梁端位移变化），并在标下面作出Ｖ－Ｘ关系曲线。2.2差动变面积式电容传感器的动态特性实验在上述实验的基础上，手动分离震动平台与高竿测微头，断开电压表，关闭主电源。检查电容传感器动片与静片无碰片后，接通低频激振器（频率设置1-15Hz），幅度旋钮置中，激振器VO接面板上1组激振线圈的上端，该组的激振线圈下端接地，使震动平台上的差动变面积式电容传感器的动片组产生大幅度的震动。打开主副电源，开启示波器，记下低通滤波器的输入（高频200KHz+低频（〈50Hz混频）及输出（低频<50Hz）波形和频率。绘出示波器上的差动变面积式电容传感器动态图形（输入/输出）。实验3热电偶、热敏电阻、热释电传感器实验3.1热电偶传感器原理验证实验实验目的：了解热电偶的原理及现象实验原理：热电偶的基本工作原理是热电效应，两种不同的导体互相焊接成闭合回路时，当两个接点温度不同时，回路中就会产生电流，这一现象称作热电效应，产生电流的电动势叫做热电势。通常把两种不同导体的这种组合称为热电偶。即热端冷端的温度不同时，通过测量此电动势即可知道两端的温差。如固定某一端温度（一般固定冷端为室温或零摄氏度），则另一端的温度就可知，从而实现温度的测量。本仪器中的热电偶类型为铜康铜热电偶。所需单元及附件：－15V不可调直流稳压电源、差动放大器、F／V表、加热器、热电偶、水银温度计（自备）、主副电源旋钮初始位置：F／V表切换开关置2V档，差动放大器增益最大。实验步骤：了解热电偶原理：具体热电偶原理可参考教课书。了解热电偶在实验仪上的位置及符号，实验仪所配的热电偶是由铜康铜组成的简易热电偶，分度号为T。实验仪有二个热电偶，它封装在双平行梁的上片梁的上表面（在梁表面中间二根细金属丝焊成的一点，就是热电偶）和下片梁的下表面，二个热电偶串联在一起产生热电势为二者的总和。按图3.1接线、开启主、副电源，调节差动放大器调零旋钮，使F／V表显示零值，记录下自备温度计的室温。图3.1（4）将－15V直流电源接入加热器的一端，加热器的另一端接地，观察F／V表显示值的变化，待显示值稳定不变时记录下F／V表显示的读数E。（5）用自备的温度计测出上梁表面热电偶处的温度t并记录下来。（注意：温度计的测温探头不要触到应变片，只要触及热电偶处附近的梁体即可）。（6）根据热电偶的热电势与温度之间的关系式：Eab(t,to)=Eab(t,tn)+Eab(tn,to)其中：t热电偶的热端（工作端或称测温端）温度。tn热电偶的冷端（自由端即热电势输出端）温度也就是室温。to0℃(tn=t热端温度为t,冷端温度为室温时热电势。Eab(t,tn)=(Ｆ/Ｖ显示数值E)/100*2(100为差动放大器的放大倍数，2为二个热电偶串联)。热端温度为室温，冷端温度为0℃，铜－康铜的热电势：Eab(tn,to):查以下所附的热电偶自由端为0℃时的热电势和温度的关系即铜－康铜热电偶分度表，得到室温（温度计测得）时热电势。计算：热端温度为t，冷端温度为0℃时的热电势，Eab(t,to),根据计算结果，查分度表得到温度t。铜康铜热电偶分度（自由端温度0℃）(7)热电偶测得温度值与自备温度计测得温度值相比较。（注意：本实验仪所配的热电偶为简易热电偶、并非标准热电偶，只要了解热电势现象即可）。(8）实验完毕关闭主、副电源，尤其是加热器－15V电源（自备温度计测出温度后马上拆去－15V电源连接线）其它旋钮置原始位置。思考题：为什么差动放大器接入热电偶后需再调差放零点？即使采用标准热电偶按本实验方法测量温度也了会有很大误差，为什么？3．2热敏电阻传感器特性验证实验热敏电阻特性：热敏电阻的温度系数有正有负，因此分成两类：PTC热敏电阻(正温度系数)与NTC热敏电阻(负温度系数)。一般NTC热敏电阻测量范围较宽，主要用于温度测量；而PTC突变型热敏电阻的温度范围较窄，一般用于恒温加热控制或温度开关，也用于彩电中作自动消磁元件。有些功率PTC也作为发热元件用。PTC缓变型热敏电阻可用作温度补偿或温度测量。一般的NTC热敏电阻测温范围为：-50℃～+300℃实验目的：了解NTC热敏电阻现象。所需单元及部件：加热器、热敏电阻、可调直流稳压电源、－15V稳压电源、F／V表、主副电源。实验步骤：(1)了解热敏电阻在实验仪的所在位置及符号，它是由一个绿色套管包装的元件，封装在双平行振动梁上片梁的表面。(2)将F／V表切换开关置2V档，直流稳压电源切换开关置±2V档，按图3.2接线，开启主．副电源，调整W1电位器，使F／V表指示为100mV左右。这时为室温时的Vi。将-15V电源接入加热器，观察电压表的读数变化，电压表的输入电压为：(4)由此可见，当温度时，RT阻值，Vi。图3.2思考题：如果你手上有这样一个热敏电阻，想把它作为一个0～50℃的温度测量电路，你认为该怎样来实现。3．3热释电传感器特性验证实验实验目的：了解热释电传感器的结构、性能及工作原理。实验原理：热释电传感器是利用热电效应的热电型红外传感器。所谓电效应就是随温度变化产生电荷的现象热释电传感器在温度没有变化时不产生信号，称为积分型传感器，多用于人体红外辐射温度检测。热释电传感器的输出是电荷，这并不能直接使用，要加入电阻，形成电流，用电压形式输出。由于电荷输出的能量非常小，加入的电阻取值要非常大，常在1-100GΩ，由于阻抗很大，要用场效应晶体管进行阻抗变换。本机热释电传感器内部已经安装了阻抗变换装置。所需单元及部件：热释电传感器、差动放大器、直流稳压电源、数字电压表、示波器。实验步骤：按图3.3接线，观察传感器的圆形感应端面，中间黑色小方孔是滤色片，内装有敏感元件以及阻抗变换电路。图3.3将直流稳压电源置4V档，+4V输出电压接入仪器顶部光电类传感器盒+4V端口，差动放大器增益旋钮置中。开启主、副电源，注意周围人体尽量不要晃动，调整差动放大器零位，使输出指示最小，并调整好示波器。（4）观察现象1：用手掌在距离热释电传感器10cm处晃动，注意观察F/V表以及示波器的波形变化。停止晃动，重新观察F/V表以及示波器的波形变化。(5)观察现象2：用手掌接近热释电传感器晃动，注意观察F/V表以及示波器的波形变化。（6）通过上述（4）（5）实验，我们可得出以下波形（图3.3A）。(7)通过实验验证：热释电传感器的以下三个工作特征：只检测温度的变化2．当温度不变化时无输出3．温度越高，变化（输出）越大。图3.3A注意事项：因为热释电传感器灵敏度较高，对周围较远的红外辐射也能接受，数字电表有些跳动是正常的现象。所以实验时最好不要有人走动。思考题：为什么香港海关在入境时，使用的预防SAS电子测温仪器测量人体温度时，被测人必须站在规定的脚印上？实验4光纤、光敏电阻、光电池传感器实验4．1光纤位移传感器静态实验实验目的：了解光纤位移传感器的原理结构、性能。实验原理：反射式光纤位移传感器的工作原理如图4.1所示，光纤采用Y型结构，两束多膜光纤一端合并组成光纤探头，另一端分为两束，分别作为光源光纤和接收光纤，光纤只起传输信号的作用。当光发射器发出的红外光，经过光源光纤照射到反射面，被反射的光经过接收光纤传输到光电转换器，光电转换器将接收到的光信号转换为电信号。其输出的光强决定于反射体距光纤探头的距离，通过对光强的检测而得到的位移量如图4.1A所示。图4.1图4.1A所需单元及部件：主副电源、差动放大器、F/V表、光纤传感器、振动台。实验步骤：(1)观察光纤位移传感器结构，它由两束光纤混合后，组成Y形光纤，探头固定在Z型安装架上，外表为螺丝的端面为半圆分布的光纤探头。(2)了解振动台在实验仪上的位置（实验仪台面上右边的圆盘，在振动台上贴有反射纸作为光的反射面）。(3)如图4.1B接线：因光/电转换器内部已按装好，所以可将电信号直接经差动放大器放大。F/V显示表的切换开关置2V档，开启主、副电源。图4.1B(4)旋转测微头，使光纤探头与振动台面接触，直到测微头向下旋转时有阻力为止，调节差动放大器增益最大，调节差动放大器零位（调零）旋钮使电压表读数尽量为零，旋转测微头使贴有反射纸的被测体慢慢离开探头，观察电压读数由小—大—小的变化。（5）旋转测微头使F/V电压表指示重新回零（测微头紧贴平台反射片且向下旋转）；旋转测微头，每隔0.05mm（５个水平最小刻度）读出电压表的读数，并将其填入下表：注意：如果遇到数据较多，可以选择变化趋势较大的拐点数据填写入表格。ΔX（mm）0.050.100.150.20………10.00指示（V）(6)关闭主、副电源，把所有旋钮复原到初始位置。(7)在下面以及实验报告作出V-ΔX曲线，计算灵敏度S=ΔV／ΔX及线性范围。4．2光纤位移传感器的动态测量一实验目的：了解光纤位移传感器的动态应用。所需单元及部件：主、副电源、差动放大器、光纤位移传感器、低通滤波器、振动台、低频振荡器、激振线圈、示波器。实验步骤：了解激振线圈在实验仪上所在位置及激振线圈的符号。在上实验中的电路中接入低通滤波器和示波器，如图4.2接线。图4.2（3）将测微头与振动台面脱离，测微头远离振动台。将光纤探头与振动台反射纸的距离调整在光纤传感器工作点即线性段中点上（利用静态特性实验中得到的特性曲线，选择线性中点的位置为工作点，目测振动台上的反射纸与光纤探头端面之间的相对距离即为线性区ΔX的中点）。(4)将低频振荡信号接入振动台的激振线圈上，开启主、副电源，调节低频振荡器的频率与幅度旋钮，使振动台振动且振动幅度适中；(5)保持低频振荡器输出的Vp-p幅值不变（幅度旋钮不动），调节频率旋钮，改变低频振荡器的频率，将频率和示波器上所测的峰峰值（此时的峰峰值Vp-p是指经低通滤波后的Vp-p）填入下表，并作出幅频特性图：幅度（Vp-p）频率（Hz）(6)关闭主、副电源，把所有旋钮复原到原始最小位置。4．3光纤位移传感器的动态测量二实验目的：了解光纤位移传感器的测速应用。所需单元及部件：电机控制、差动放大器、小电机、F/V表、光纤位移传感器、直流稳压电源、主、副电源、示波器。实验步骤：(1)了解电机控制，小电机（小电机端面上贴有两张反射纸）在实验仪上所在的位置，小电机在振动台的左边。(2)按图4.3接线，将差动放大器的增益置最大，F/V表的切换开关置2V，开启主、副电源。图4.3(3)将光纤探头移至电机上方对准电机上的反光纸，调节光纤传感器的高度，使F/V表显示最大。再用手稍微转动电机，让反光面避开光纤探头。调节差动放大器的调零，使F/V表显示接近零。(4)将直流稳压电源置±10V档，在电机控制单元的V+处接入+10V电压，调节转速旋钮使电机运转。(5)F/V表置2K档显示频率，用示波器观察F。输出端的转速脉冲信号。(Vp-p=4V)；(6)根据脉冲信号的频率及电机上反光片的数目换算出此时的电机转速。(7)实验完毕关闭主、副电源，拆除接线，把所有旋钮复原。注：如示波器上观察不到脉冲波形而实验4.1又正常，请调整探头与电机间的距离，同时检查一下示波器的输入衰减开关位置是否合适（建议使用不带衰减的探头）。4．4光敏电阻传感器工作原理验证实验实验目的：了解光敏电阻传感器的结构、性能及工作原理。实验原理：入射光子使物质的导电率发生变化的现象，称为光电导效应。硫化镉（Cds）光敏电阻就是利用光电导效应的光电探测器的典型元件。根据制造方法，其光敏面大至可分为单结晶型、烧结型、真空镀膜型。其结构如图4.4A所示，就是将硫化镉（Cds）粉末烧结在陶瓷基片上，并在基片上制作成蛇型电极。通过这种制造方法，可以增加电极和光敏面的结合部分的长度，从而可以得到大电流。另外，其封装也有种种方法，可以根据其可靠性和价格进行分类。所需单元及部件：光敏电阻、直流稳压电源、电桥平衡网络中的W1电位器、F/V表。实验步骤：按图4.4B接线将直流稳压电源±4V接入仪器顶部光敏类传感器盒±4V端口。图4.4A图4.4B将光强调节旋钮置最小位置，F/V表打到2V档，调节W1电位器使F/V表显示最小值。（4）慢慢调节光强旋钮，使发光二极管的亮度从暗到亮逐渐增加，注意观察此时的F/V表的数值变化。(5)将电位器旋钮转动范围10等分，每旋转一个等份的度角，记录一个输出电压数据于下表中。光强12345678910输出(6)根据以上表格数据,在下面空白区和实验报告中作出实验曲线。注意事项：(1)因为外界光线对光敏元件会产生影响,实验时应尽量避免外界光线干扰.。(2)如果实验数据不稳,应检查周围是否有人走动或物体移动产生的影响所造成。4．5硅光电池传感器特性验证实验实验目的：了解硅光电池传感器的结构、性能及工作原理。实验原理：在光照作用下,由于元件内部产生的势垒作用，在结合部使光激发的电子空穴分离，由于电子与空穴分别向相反的方向移动，而产生电动势的现象，称为光伏效应。硅光电池就是利用这一效应制成的光电探测器件。所需单元及部件：硅光电池、直流稳压电源、数字电压表。实验步骤：按图4.5接线将电压标置2V档，直流稳压电源+4V输出接入仪器顶部光敏类传感器盒+4V端口。将光强调节旋钮置最小位置，记录下此时F/V表的读数。这是外界自然光对硅光电池的影响。图4.5（4）慢慢调节光强旋钮，使发光二极管亮度从暗到亮逐渐增加，注意观察此时F/V数字电压表的数值变化。（如果此时F/V电压表无变化，可用数字万用表测量电池两端在自然光下是否有2V以上的输出电压，没有的话则光电池可能损坏）(5)将电位器旋钮转动范围10等分，每旋转一个等份的度角，记录一个输出电压数据于下表中。光强12345678910输出(6)根据以上表格数据,在下面空白区作出实验曲线。实验5太阳能电池板应用的综合性实验实验目的：了解一款太阳能充电产品的硅光电池以及外围电路元器件的工作原理；实验产品原理：太阳能充电器，它使用太阳能电池板，经电路进行直流电压变换后给负载电池充电，并能在电池充电完成后自动停止充电。所需单元及部件：太阳能充电产品、数字电压表。预习与实验内容：根据实验4光电池的特性结合以下电路图的DC-DC变换器基本原理，试用学过的所有电子工程学知识，分析测量并绘制出实验室提供的太阳能充电产品的电路框图，现场填写以下问答题空格，并将电路框图与填空题内容写入实验报告中。图5.11.太阳能电池板转换效率高达15%以上,由高转换效率单晶硅和多晶硅片，其型号为：（）

2.太阳能电池板最大输出电压为:（）V,输出大于3.7V时距离光源的距离为（）m

3.太阳能电池产品内置高容量可充电电池输出电压为:（）V

4.太阳能电池产品总输出电压为:（）V

5.太阳能电池产品电路中数字模拟IC芯片型号为：（）

6.太阳能电池产品电路中数字模拟IC芯片在电路中起的作用为：_________________________。

7.集成升压IC，封装为SOT-89，固定电压输出5.5V，电源利用效率为80%，启动电压:0.9V，适合于给3.6V，1500MAH以上的锂电池充电，广泛在太阳能电池升压产品设计中使用，在本次实验产品电路中，该升压IC的型号为：（）8.肖特基（Schottky）二极管是一种快恢复二极管,它属一种低功耗、超高速半导体器件。其显著的特点为反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降仅0.4V左右。肖特基（Schottky）二极