學院:計算機與電子資訊學院
專業:電子資訊與通訊工程類
班級:111班
學號:1107200144
姓名:譚晨曦
一、實驗目的：
1、掌握紅外感測器的基本應用電路。
2、掌握收、發紅外光的元件的基本特性。
3、掌握紅外感測器在黑線檢測應用上的效能特點。
二、實驗裝置：
2、萬用表，雙路直流電壓源。
實驗基本元件：
帶有收發功能的一體化的紅外感測器rpr220，
100k電位器二個，100定值電阻r1，2k電阻定值電阻r2。
三、實驗原理：
測試紅外線感測的電路如圖所示：
左邊為發射管，通過的電流為；右邊為接收管，通過的電流為。
感測器的基本特性是：發射管，通過的電流越大，發射的光的強度也越大；接收管，接收到的光越強，通過的電流就越大。
發射管把紅外線發射出去，紅外線經過反射平面反射回到接收管。通過檢測接收管的電流大小，就可以感知到反射平面的反射強度。在白底平面上檢測黑線的應用中，就是根據反射回來的光線在接收管中產生的電流大小，來判斷是否存在黑線。
測量迴路電流大小的方法，就是在迴路中，串聯阻值已知的電阻，通過測量電阻上的電壓，換算出實際電流的大小。實際應用中，將發射管迴路中的電流源換成電壓源，通過改變迴路串聯電阻的大小，來調節迴路電流的大小。本實驗中，該串聯電阻應由一固定數值的電阻和一電位器組成，其中固定電阻的作用，一是通過它來測量出電流大小，二是防止當電位器調節到0時，有可能會導致電流過大而燒毀發射管。
對於接收管迴路，可採用這種方法來達到既能測量迴路電流大小，又可以調節接收管上電壓大小的目的。
四、實驗主要任務：
1、根據實驗原理所述知識及後面任務的需要，設計並製作乙個測試紅外線感測器效能的電路。
2、若為感測器前端到反射平面（白紙）之間的距離大小，分別測量出當和時的以下特性曲線。
ab)測量(a)圖特性時，必須確保流過發射管的電流不超過其極限值。
測量(b)圖特性時，只測量當和的兩條特性曲線。最高取。
自行設計資料記錄**，將各測試點資料如實記錄。
3、在白紙中間貼一條寬的黑膠帶，如圖所示：
將感測器按如圖所示方向擺放，從原點開始，向右每隔測量一次接收管迴路電流大小，最後繪製出接收管迴路電流與距離的關係曲線。
分和兩種情況測量兩遍。
測量的最大值為。
測量中，設定，。
五、實驗方案及步驟：
1、將發射管與100kω電位器及100ω電阻r1串聯接成輸入迴路，將接收管與100k電位器及2k電阻r2串聯接成輸出迴路(電路圖略)。
2、因紅外感測器rpr220發射管允許的最大if為50ma，r1=100ω，經計算可知實驗1中最大可取5v電壓源；實驗中測量並記錄發射管兩端電壓vf及定值電阻r1兩端電壓vr1；電流if可通過測量r1兩端電壓再除以其電阻阻值得到。
3、因紅外感測器rpr220接收管允許的最大ic為30ma，r1=2kω，經計算可知實驗2、3中最大可取60v電壓源；實驗中測量並記錄接收管兩端電壓vce及定值電阻r2兩端電壓vr2；電流iｃ可通過測量r２兩端電壓再除以其電阻阻值得到。
4、實驗2、3過程中應對外界光線採取遮擋措施，同時也應盡可能固定好感測器與反射平面之間的距離，以免因外界光線干擾過大和感測器與反射平面之間的距離變化過大而造成誤差太大，影響分析。
六、實驗資料及分析:
一、實驗資料記錄**：
1．發射管資料：（其中if=）
2．接收管資料：（其中ic=）
d=10mm，if=10ma
d=10mm，if=20ma
d=20mm，if=10ma
d=20mm，if=20ma
3．d=20mm，其中
d=10mm，其中
二、將實驗資料繪製成影象如下：
1.發射管if -vf影象：
2.接收管 ic-ｖce影象：
3.過黑帶實驗ic-x影象：
三、將各組資料通過matlab進行曲線擬合得到下列公式:
1.發射管if -vf: if = 69.8973vf -70.2327
2.接收管 ic-ｖce: ic= -0.0007ｖce2+ 0.0171ｖce+ 0.1055 ，(d=10mm，if=10ma)
ic= -0.0015ｖce2+ 0.0373ｖce+ 0.1998 ，(d=10mm，if=20ma)
ic= -0.0002ｖce2+ 0.0043ｖce+ 0.0386 ，(d=20mm，if=10ma)
ic= -0.0004ｖce2+ 0.0111ｖce+ 0.0628 ，(d=20mm，if=20ma)
3.過黑帶實驗ic-x: ic= 0.0032-0.0385+ 0.2612 ，(d=10mm)
ic= 0.0013-0.0152+ 0.1077 ，(d=20mm)
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