青少年看書寫字時，如果不注意環境光線的強弱，長期在光線太暗的環境下學習，就會加重用眼負擔，日久容易患上近視眼病。

這里介紹一種實用有趣的測光文具盒，它融普通文具盒與學生閱讀書寫環境照度監視器(實為測光顯示器)為一體，可有效指導學生在合適的光線下學習，以保護視力。

一、工作原理

測光文具盒的電路如右圖所示，它實際上是一個光線強弱檢測顯示器。

光敏電阻器R1與微調電位器RP組成光一電轉換器，并與作為晶體三極管VT2偏置電阻器的R1、R2構成了測光電橋。晶體三極管VT1、VT2構成簡易差分放大器，R3既是發光二極管VD1、VD2的限流電阻器，同時也是差分放大電路的負反饋共模抑制電阻器。

當環境照度發生變化時，晶體三極管VTI的偏置電位會隨著光敏電阻器R1阻值的改變而升降，而由電阻器R1、R2提供給VT2的偏置電位則是固定不變的。當環境照度較強時，R1呈低阻值，此時VT1獲得較高的偏置電位，使得VTI導通、VT2截止或趨向截止，于是發光二極管VP1發出綠光、VD2不發光或發出紅光(僅在接近不允許閱讀的最低照度時才發光)，表示環境光線明亮，適合看書寫字。當環境照度較弱時，R1呈較高阻值，VT1的偏置電位低于VT2的固定比較電位，使得VT1截止而VT2導通，于是VD1熄滅、VD2發出紅光，表示環境光線太暗，應及時開燈或停止閱讀書寫。

電路中，由光敏電阻器R1、微調電位器RP、電阻器R1和R2構成的測光電橋，具有測光靈敏、準確等特點。

而由晶體三極管VT1、VT2所構成的簡易差分放大器，具有工作狀態不受電源電壓變化、環境溫度變化等的影響，所以盡管電路簡單，但工作穩定可靠，完全能夠滿足測光顯示的要求。

二、元器件選擇

晶體管VT1、VT2均用9014型(集電極最大允許電流ICM=0.1A，集電極最大允許功耗PCM=310mW)硅NPN小功率三極管。要求兩管盡量配對、電流放大系數β>200。VD1、VD2分別采用φ3mm的高亮度綠色和紅色發光二極管。

R1選用MG44-03型塑料樹脂封裝光敏電阻器，也可用其他亮阻(在1001x(勒克斯)的光照度下測試)為5kΩ左右的普通光敏電阻器來代替。

RP用普通WH7-B或WH124-2型微調電位器。R1～R3均用RTX-1／8W型碳膜電阻器。

SB用新穎KJ-123型轉換式輕觸開關，它既可當作一般的普通輕觸開關來使用，也可作為常閉型輕觸開關或轉換型輕觸開關靈活運用，用途十分廣泛。KJ-123的外形尺寸為12mm×12mm×4mm，其外形和引腳分布如左圖所示，它的腳距等均按標準設計生產，手感與普通輕觸開關一樣，觸點最大負荷為直流0.25A×28V，完全能夠滿足一般使用要求。本制作中KJ-123被接成常閉型輕觸開關來使用。

G用兩粒計算器常用的SR44型(φ11.6mm×5.4mm)或AG13、G13-A型扣式微型氧化銀電池串聯而成，電壓3V。

三、制作與使用

圖3所示為該測光文具盒的印制電路板接線圖，印制電路板實際尺寸約為50mm×30mm。印制電路板上事先應開一1LMm×1LMm見方的小孔，用于固放電池G。電池G的電極夾按照圖4所示，正極直接用輕觸開關SB的引腳(圖2中的第3腳)，負極用一尺寸為7mm×7mm的薄磷銅片彎折成“1”形狀，并直接焊在電路板上所開方形孔沿的敷銅板上即成。

整個測光顯示器安裝在尺寸約為53mm×33mm×15mm的絕緣材料小盒內(可用薄塑料板、有機玻璃板粘制)。盒面板為電源開關SB開出按鍵帽伸出孔，為光敏電阻器R1開出感光窗口，為發光二極管VD1、VD2開出伸出孔，為微調電位器RP開出調節孔。為了方便使用，在面板上綠色發光二極管VD1的旁邊標注上“正?！蔽淖?，表示該發光二極管點亮時，環境照度符合閱讀書寫的要求。在紅色發光二極管VD2的旁邊標注上“開燈”文字，表示該發光二極管點亮時環境照度太暗，打開電燈后才可以閱讀書寫。

檢查電路焊接無誤、安裝正確后，便可進行調試。

根據國家教委和衛生部的有關規定，學生閱讀書寫時桌面光線照度應不低于1001x。電路調試時，可借助標準照度計對照調整，把標準照度計和測光顯示器小盒同時置于桌面上，調節燈具的電源電壓(指調光臺燈)或改變燈具距桌面的距離，當標準照度計上指示值為1001x時，用小螺絲刀伸進電路盒上的調節孔，緩慢調節微調電位器RP阻值，使綠色發光二極管VD1處于臨界不發光狀態即可。調好的RP應用快干漆封固，以防日后阻值發生變動。

如果調試時手頭沒有標準照度計，可用220V、15W白熾燈泡作光源，在燈泡正下方0.3m處(照度約為1001x)放置測光顯示器小盒，按上述方法調試即行。注意，調試時220V市電電壓應準確，周圍環境不許有其他光源干擾，否則1001x照度誤差會很大。

調試好的測光顯示器小盒，參照圖5所示用雙面強力膠帶紙直接粘固在普通文具盒內。要求輕觸開關SB能夠隨著文具盒蓋的開關而自動通斷，即文具盒關閉時，盒蓋頂壓住SB的按鍵帽，使得SB內部兩常閉觸點自動斷開電路電源。打開文具盒時，SB又能失去盒蓋的頂壓而自動接通電路電源。

由于輕觸開關SB的按鍵低矮，多數情況下文具盒蓋根本無法直接頂壓住按鍵，所以必須根據具體安裝情況用強力膠在按鍵上面粘固一定高度的塑料圓桿。

這種帶測光顯示器的文具盒，對使用者無任何附加條件。每次打開文具盒取放東西時，電路自動通電測光，關閉盒蓋后又自動切斷電源。測光顯示器工作時實測總電流值僅5mA，每換一次新電池，一般可使用一個學期。