[Shishuo Design]您是否尝试过使用仪表放大器测量两个光源的相对强度？

问：是否可以使用仪表放大器来测量两个光源之间的差异？答：是的，用两个光敏电阻代替仪表放大器的主设置电阻就足够了。

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为重要。

这确保了两个光源以相同的强度发光。

例如，比较同一建筑物中控制室（房间1）和另一个房间（房间2）的亮度是有帮助的，以便可以在白天和晚上的任何时间进行调整。

或者，对于生产系统，您可能要确保明亮的照明条件不会改变。

确定相对强度的一种方法是测量两个附加光电探测器的不同输出。

差异将被转换为基于地的单端电压信号。

图1中的电路是解决此问题的简单但有效的方法。

它使用具有电阻增益控制的仪表放大器，例如AD623。

图1.测量相对光强度的简单电路。

请注意，该电路中有两个特殊电阻器R1和R2。

R1（LDR1）测量两个光源的亮度。

什么是LDR？该术语是指光敏电阻。

它是一种带电阻的无源电子元件，其电阻会根据光的强度而变化。

光电电阻具有不同的形状和颜色，适用于许多电子电路，尤其是警报器，开关设备，时钟和路灯。

一般来说，LDR的电阻在黑暗中非常高，几乎高达1MΩ，但是当光照射到LDR时，其电阻会下降到几kΩ（10 lux时为10kΩ至20kΩ，100 lux时为2kΩ至4kΩ ），具体情况取决于型号。

此原理图中使用的LDR来自RadioShack（产品型号276-1657）。

图2. RadioShack产品型号276-1657。

图1中的原理图使用AD623和两个LDR。

作为主要传感器的光敏电阻R1是基准点光源。

它用作光强度的参考，位于控制室中。

如果要比较两个或更多个光源，则应将此光源用作每次比较的基准。

可以在晚上或白天进行此比较。

请记住，电阻变化需要8到12毫秒。

电阻恢复到初始值还需要花费几秒钟的时间。

设计非常简单。

系统电源为±5 V，两个输入端子的输入电压为VIN。

因此，每个光敏电阻的一端具有相同的电压，另一端接地。

如果相同数量的光照射在两个光敏电阻上，则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。

当两个房间的照明不均匀时，两个光源的强度之间会存在差异，这会在系统的输出端产生电压。

该电压的极性指示哪个房间更明亮。

如果输出电压为正，则表示LDR2上有更多的光，反之亦然。

图3所示为示波器的输出波形图。

输入电压是1 V p-p方波，频率是1 kHz，输出（大约2 V）表示房间2中的光源更亮。

图3.输出电压指示相对光强度。

在本文的电路中，AD623的输出端有两个LED。

当输出为正时（光源2变亮），其正极端子连接到输出的红色LED将点亮，而当光源1变亮时，其正极端子接地的黄色LED将点亮。

请注意，LED的亮度代表房间的相对强度水平。

当两个房间看起来同样明亮时，照度相等，输出为0 V，并且两个LED均熄灭。

电路输出端的电压为：输出的均方根值表示两个光源的强度级别。

校准LDR1的值以找到特定亮度下的精确电阻值后，可以用纯电阻器代替LDR1，以便系统将始终比较具有特定亮度的LDR2的值。

这样，固定电阻可以用作已知光强度的参考。

该电路可以充当太阳能搜寻器，这是一种用于跟踪光源的简单设备。

这种设备可以将太阳能电池板对准太阳，或用于搜索和救援机器人中，以将被困人员带到光线充足的地方。

为了实现太阳能搜索器，可以使用伺服电动机来旋转光敏电阻。

使用AD623并将两个灯泡以及LDR1和LDR2放在不同的房间中，您可以了解效率