传感器原理与应用习题_第8章光电式传感器.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————传感器原理与应用习题_第8 章光电式传感器《传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案教材:传感器技术(第 3 版)贾伯年主编,及其他参考书第8章光电式传感器 8-1 简述光电式传感器的特点和应用场合, 用方框图表示光电式传感器的组成。 8-2 何谓外光电效应、光电导效应和光生伏特效应? 答: 外光电效应: 在光线的作用下, 物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。光电导效应: 在光线作用下, 电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态,而引起材料电导率的变化的现象。光生伏特效应: 在光线作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象。 8-3 试比较光电池、光敏晶体管、光敏电阻及光电倍增管在使用性能上的差别。答: 光电池: 光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的器件。它有较大面积的 PN 结,当光照射在 PN 结上时,在结的两端出现电动势。当光照到 PN 结区时,如果光子能量足够大,将在结区附近激发出电子- 空穴对,在 N 区聚积负电荷, P 区聚积正电荷,这样N 区和 P 区之间出现电位差。 8-4 通常用哪些主要特性来表征光电器件的性能?它们对正确选用器件有什么作用? ------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— 8-5 怎样根据光照特性和光谱特性来选择光敏元件?试举例说明。答: 不同类型光敏电阻光照特性不同, 但光照特性曲线均呈非线性。因此它不宜作定量检测元件, 一般在自动控制系统中用作光电开关。光谱特性与光敏电阻的材料有关, 在选用光敏电阻时, 应把光敏电阻的材料和光源的种类结合起来考虑,才能获得满意的效果。 8-6 D 图像传感器的工作原理及应用。 8-7 何谓 PSD ?简述其工作原理及应用。 8-8 说明半导体色敏传感器的工作原理及其待深入研究的问题。 8-9 试指出光电转换电路中减小温度、光源亮度及背景光等因素变动引起输出信号漂移应采取的措施。 8-10 简述光电传感器的主要形式及其应用。答:模拟式(透射式、反射式、遮光式、辐射式) 、开关式。应用:光电式数字转速表、光电式物位传感器、视觉传感器、细丝类物件的在线检测。 8-11 举出你熟悉的光电传感器应用实例,画出原理结构图并简单说明原理。 8-12 试说明图 8-33(b) 所示光电式数字测速仪的工作原理。(1) 若采用红外发光器件为光源,虽看不见灯亮,电路却能正常工作,为什么?( 2 )当改用小白炽灯作光源后,却不能正常工作,试分析原因。------------------------------------------------------------------------------------------------ ———————————————————————