点点&木木 发表于 2019-1-31 20:56:35

使用简单电路测量两个光源的相对强度

问题:我可以使用仪表放大器测量两个光源之间的差异吗?
回答:是的,你可以用两个光敏电阻替换仪表放大器的主设定电阻。在许多照明应用中,测量两个光源的相对强度比测量它们各自的强度更重要。这确保了两个光源以相同的强度发光。例如,比较同一建筑物内控制室(1号房间)和第2间房间(2号房间)的亮度是有帮助的,因此可以在一天中的任何时间和夜晚进行调整,或者,如果你有在生产系统中,您可能希望确保明亮的光线条件不会发生变化。确定相对强度的一种方法是测量两个附加光检测器的不同输出。它们的差异将转换为带有地参考的单端电压信号。图1中的电路通过使用具有电阻增益控制的仪表放大器(如AD623),显示了一种简单但有效的方法来解决此问题。
图1 一种测量相对光密度的简单电路。

请注意,在该电路中,有两个特殊电阻R1和R2。R1(LDR1)测量两个光源的亮度。什么是LDR?该术语代表光敏电阻或光敏电阻。它是一种无源电子元件,带有一个电阻,根据光强度具有可变电阻。光敏电阻具有不同的形状和颜色,它们在许多电子电路中都很有用,特别是在报警器,开关设备,时钟和路灯中。一般来说,LDR的电阻在黑暗中非常高 - 几乎高达1MΩ - 但当光线落在LDR上时,电阻降至几kΩ(10 lux时为10kΩ至20kΩ,100时为2kΩ至4kΩ) lux),取决于型号。用于该示意图的LDR来自RadioShack(部分#276-1657)。

图2 RadioShack部分#276-1657。
图1中的原理图采用AD623和两个LDR。作为主传感器,光敏电阻R1是参考点光源。它用作光强度的基线,位于控制室。如果要比较两个以上的光源,则应在每次比较时使用此光源作为参考。这种比较可以在晚上或白天进行。请记住,发生电阻变化需要8毫秒到12毫秒。电阻也需要几秒钟才能恢复到初始值。设计非常简单。系统电源为+/- 5 V,两个输入端的输入电压均为V IN。因此,在每个光敏电阻的一端上施加相同的电压并在另一端接地。如果相同数量的光落在两个光敏电阻上,它们之间的电流差将为零,因为它们的电阻相等。结果是输出电压为零伏特。当两个房间不均匀照明时,两个光源的强度之间存在差异,这会在系统的输出端产生电压。该电压的极性表示哪个房间更亮。如果输出电压为正,则意味着LDR2上的光线越多,反之亦然。图3显示了输出波形的示波器图。输入电压为1 V pp方波,频率为1 kHz时,输出(约2 V)表示室2中的光源更亮。

图3 输出电压表示相对光强度。
在本文的电路中,AD623的输出端有两个LED。当输出为正(光源2更亮)时,正侧连接到输出的红色LED将打开,而当光源1更亮时,具有正侧对地的黄色LED将打开。请注意,LED的亮度显示房间相对强度的幅度水平。当两个房间看起来同样明亮时,它们的照度相等,输出为0 V,而两个LED都关闭。电路输出端的电压为:输出的均方根值是两个光源的强度等级。在校准LDR1的值以找到特定亮度下的精确电阻值后,可以用纯电阻代替LDR1,然后系统将LDR2的值始终与某个亮度进行比较。固定电阻然后用作已知光参考的参考。这种电路可以是太阳能导引头 - 即跟踪光源的简单装置。这样的装置可以使太阳能电池板与太阳电池板对齐,或者用于搜救机器人,这些机器人试图引导被困人员走向光线。为了实现太阳能导引头,可以使用旋转光敏电阻的伺服电动机。使用AD623,可以分别将两个灯泡与LDR1和LDR2一起放入不同的房间,从而找出两个灯泡的效率。该电路功耗低,只需两节AA电池供电,这在功率敏感应用中非常有用。



天师猫神 发表于 2019-2-2 10:29:00

学习了

shakencity 发表于 2019-2-2 11:09:56

使用简单电路测量两个光源的相对强度

天师猫神 发表于 2020-5-2 14:17:41

学习学习新技术

天师猫神 发表于 2020-5-2 14:17:57

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天师猫神 发表于 2020-5-2 14:18:16

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