检测与传感技术：7 光电式传感器practice 1

1.光电式传感器常用光源有哪几种，哪些光源可用于红外光源？光电传感器中的光源可简单

分为自然光源（对地面辐射很不稳定、无法控制）和人造光源。

1热辐射光源-物体温度越高，辐射能量越大

2气体放电光源-改变气体成分、压力、电流、阴极材料和放电电流的大小，可以得到不同光谱范围的辐射源体

3电致发光器件•一体积小、寿命长、工作电压低、响应速度快

4激光器-单色性好、方向性好、亮度高

2.什么是光电式传感器？光电式传感器的基本原理是什么？光电传感器的工作原理基于光电

效应

3.什么是光电效应，都有哪几种类型？

光电效应：当光照射物体时，物体受到一连串具有能量的光子的轰击，物体中的电子吸收入射光子的能量，而发生相应的效应（如发射电子、电导率变化或产生电动势）

1、外光电效应：在光照作用下，物体内电子逸出物体表面，形成光电流。

2、内光电效应：又称光导电效应，在光照作用下，物体导电性能（如电阻率发生变化）发生改变的现象。典型的光电元件有光敏电阻等。

3、光生伏特效应：在光线作用下，能使物体产生一定方向的电动势的现象。典型光电元件有光电池、光敏（电）二极管、光敏（电）三极管等。

4.计量光栅是如何实现测量的？为何要细分？如何细分？

目的：精密测量中，为测量比一般栅距更小的位移量。

思路1：使光栅具有很高的刻线密度。（困难：技术工艺上难以实现）

思路2：细分技术

在莫尔条纹变化一周期时，不只输出一个脉冲，而是输出若干个脉冲（一般是4 个），以提高分辨率。（措施：机械细分和电子细分）

莫尔条纹

a K ta∏-tan≤WW W

横向莫尔条纹的斜率2莫尔条纹宽度---------- ≡------- M=V⅛ =W）

φ¾2+W^2-2MζV⅛cos6> θ

Eg:某光栅每亳米刻线100条，光学放大倍数为1000,当光栅移动一个栅距时，就移动一个莫尔条纹，问产生的莫尔条纹有多宽？

Eg:有一直线光栅，每亳米刻线数为50,主光栅与指示光栅的夹角=1.8 ,贝I」：分辨力=栅距W =lmm∕S0=0.02mm=20um（由于栅距很小，因此无法观察光强的变化）

莫尔条纹的宽度约是栅距的32倍：

B ^W∕Θ = 0.02mm∕ （1.8 *3.14/180 ）= 0.02mmΛ）.0314 = 0.637mm 由于较大，因此

可以用小面积的光电池“观察”莫尔条纹光强的变化。