第八章 光电式传感器练习答案
传感器原理及工程应用答案
传感器原理及工程应用答案1—1:测量的定义,答:测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。
所以, 测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数。
1—2:什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差,答:绝对误差是测量结果与真值之差,即: 绝对误差=测量值—真值相对误差是绝对误差与被测量真值之比,常用绝对误差与测量值之比,以百分数表示 , 即: 相对误差=绝对误差/测量值×100%引用误差是绝对误差与量程之比,以百分数表示,即: 引用误差=绝对误差/量程×100%1—3什么是测量误差,测量误差有几种表示方法,它们通常应用在什么场合, 答: 测量误差是测得值减去被测量的真值。
测量误差的表示方法:绝对误差、实际相对误差、引用误差、基本误差、附加误差。
当被测量大小相同时，常用绝对误差来评定测量准确度;相对误差常用来表示和比较测量结果的准确度;引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法，基本误差、附加误差适用于传感器或仪表中。
2,1:什么是传感器,它由哪几部分组成,它的作用及相互关系如何,答:传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
通常，传感器由敏感元件和转换元件组成。
其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分; 转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。
2—2:什么是传感器的静态特性,它有哪些性能指标,分别说明这些性能指标的含义, 答:传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性;其主要指标有线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。
灵敏度定义是输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的相应输入量增量Δx之比。
传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。
输出与输入关系可分为线性特性和非线性特性。
《传感器与检测技术》课后习题：第八章(含答案)
第八章习题答案1．什么是光电效应，依其表现形式如何分类，并予以解释。
解：光电效应首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后通过光电转换元件变换成电信号,光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类：a)在光线作用下，能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应;b)受光照的物体导电率1R发生变化，或产生光生电动势的效应叫内光电效应。
2．分别列举属于内光电效应和外光电效应的光电器件。
解：外光电效应，如光电管、光电倍增管等。
内光电效应，如光敏电阻、光电池和光敏晶体管等。
3．简述CCD 的工作原理。
解：CCD 的工作原理如下：首先构成CCD 的基本单元是MOS 电容器，如果MOS 电容器中的半导体是P 型硅，当在金属电极上施加一个正电压时，在其电极下形成所谓耗尽层，由于电子在那里势能较低，形成了电子的势阱，成为蓄积电荷的场所。
CCD 的最基本结构是一系列彼此非常靠近的MOS 电容器，这些电容器用同一半导体衬底制成，衬底上面覆盖一层氧化层，并在其上制作许多金属电极，各电极按三相（也有二相和四相）配线方式连接。
CCD 的基本功能是存储与转移信息电荷，为了实现信号电荷的转换：必须使MOS 电容阵列的排列足够紧密，以致相邻MOS 电容的势阱相互沟通，即相互耦合；控制相邻MOC 电容栅极电压高低来调节势阱深浅，使信号电荷由势阱浅的地方流向势阱深处；在CCD 中电荷的转移必须按照确定的方向。
4．说明光纤传输的原理。
解：光在空间是直线传播的。
在光纤中，光的传输限制在光纤中，并随光纤能传送到很远的距离，光纤的传输是基于光的全内反射。
当光纤的直径比光的波长大很多时，可以用几何光学的方法来说明光在光纤内的传播。
设有一段圆柱形光纤，它的两个端面均为光滑的平面。
当光线射入一个端面并与圆柱的轴线成θi 角时，根据斯涅耳（Snell ）光的折射定律，在光纤内折射成θj ，然后以θk 角入射至纤芯与包层的界面。
若要在界面上发生全反射，则纤芯与界面的光线入射角θk 应大于临界角φc （处于临界状态时，θr =90º），即:21arcsin k c n n θϕ≥=且在光纤内部以同样的角度反复逐次反射，直至传播到另一端面。
光电式传感器练习题
光电式传感器练习题一、选择题1. 光电式传感器的工作原理是基于哪种效应？A. 帕尔贴效应B. 声光效应C. 光电效应D. 热电效应2. 下列哪种传感器不属于光电式传感器？A. 光电二极管B. 光电三极管C. 热敏电阻D. 光电耦合器3. 光电式传感器中的光电二极管，其主要作用是？A. 发光B. 检光C. 转换光信号为电信号D. 放大电信号二、填空题1. 光电式传感器主要由光源、__________、光电器件和__________组成。
2. 光电式传感器按原理可分为__________、__________和__________三种。
3. 在光电式传感器中，__________是将光信号转换为电信号的元件。
三、判断题1. 光电式传感器只能检测可见光。
（）2. 光电式传感器的输出信号与光照强度成正比。
（）3. 光电式传感器在工业自动化领域应用广泛。
（）四、简答题1. 简述光电式传感器的工作原理。
2. 光电式传感器在日常生活中有哪些应用？3. 如何提高光电式传感器的检测精度？五、应用题1. 某一光电式传感器用于检测生产线上的产品数量，已知光源发出的光强度为1000Lux，光电二极管的灵敏度为0.5A/W。
当产品通过时，光电二极管产生的光电流为50mA。
求产品的透光率。
2. 设计一个基于光电式传感器的自动开关灯系统，简述其工作原理及电路组成。
3. 某一光电式传感器用于检测纸张厚度，已知光源与光电器件之间的距离为10cm，当纸张厚度为0.1mm时，光电器件接收到的光强度为原来的50%。
求纸张的折射率。
六、计算题1. 一个光电二极管在无光照时的反向饱和电流为10nA，当光照强度为100mW/cm²时，光生电流为1μA。
假设光电二极管的响应度为0.6A/W，计算该光电二极管在光照下的光子流量。
2. 一个光电传感器系统使用一个透镜将光聚焦到光电探测器上。
如果透镜的焦距为50mm，光源与透镜的距离为100mm，计算探测器上光斑的大小，假设光源的直径为10mm。
(完整版)传感器试题(答案)
(完整版)传感器试题(答案)1、现代信息技术的三大支柱包括传感器技术、通信技术和计算机技术。
2、国家标准(GB7665-87)对传感器的定义为：一种能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
3、传感器由敏感元件、传感元件、测量转换电路和辅助电源三部分组成。
4、现代科学技术使人类社会进入了信息时代，为了获取来自自然界的物质信息，需要通过传感器进行采集。
5、误差是测量结果与被测量的约定真值之间的差别。
6、对测量结果评价的三个概念包括精密度、准确度和精确度。
7、传感器的特性是对传感器的输出量与输入量之间对应关系的描述。
8、电阻应变式传感器的工作原理是将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上，使物理量的变化转换成应变片的应力、应变变化，从而变成电阻值变化。
9、热电阻温度计是利用金属导体或半导体材料的电阻率随温度而变化的特性进行温度测量的传感器。
10、电感式传感器是利用电磁感应原理，将被测非电量的变化转换成线圈的电感变化的一种传感器。
11、压电传感器是一种典型的自发电式传感器，它以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质的表面产生电荷，从而实现非电量的电测转换。
12、热电偶产生的热电势一般由接触电势和温差电势组成。
13、光电式传感器是利用光敏元件将光信号转换为电流信号的装置。
14、霍尔传感器是利用霍尔效应原理制成的传感器，主要用来测量磁场的大小。
15、电容式传感器有变面积式、变间隙式和变介质式三种类型。
二、选择题：1、传感器的精确度是指传感器的输出指示值与被测量约定真值的一致程度。
（A）2、热电阻温度计基于金属或半导体材料的电阻率随温度而变化的特性来反映被测温度高低。
（D）3、炼油厂的气化炉耐压压力为6.5MPa，炉表面温度在400-450℃之间，应选用温度传感器进行测量。
（B）1. 目前常用的温度传感器包括双金属片、铂电阻、铜电阻和热电偶。
2. 工业用的热电偶常用的类型有K、J、T、E、N等，每种类型的热电偶都有其适用的温度范围和精度等特点。
光电传感技术第七八章答案
1，设光敏二极管的光敏面积为1 mm×1 mm，若用它扫描500 mm×400 mm的图像，问所获得的图像水平分辨率最高能达到多少？答：水平分辨率最高可以达到500 mm/1 mm=500。
2，上题中光敏二极管在水平方向（沿图像500 mm方向）正程运动的速度为5 m/s，逆程运动的速度达50 m/s，垂直方向正程运动的速度应为多少？扫描一场图像的时间需要多少？答：水平扫描周期应为垂直方向行进到下一行的时间，因此垂直方向正程速度为：。
扫描一场图像需时间为：。
3，上述扫描出来的图像怎样显示出来？能直接用什么制式的电视监视器显示？为什么？若想看到用线阵CCD扫描出来的图像，应采用怎样的措施？4，比较逐行扫描与隔行扫描的优缺点，说明为什么20世纪的电视制式要采用隔行扫描方式？我国的PAL电视制式是怎样规定的？答：逐行扫描闪烁感低，扫描方式和控制扫描的驱动设计也要简单，隔行扫描对行扫描频率的要求只是逐行扫描的一半，对信号传输带宽要求也小。
20世纪的显示器行扫描频率达不到逐行扫描的行频要求，因此用隔行扫描技术。
PAL制式规定场周期为20 ms，其中场正程时间为18.4 ms，场逆程时间为1.6 ms，行频为15625 Hz，行周期为64μs，行正程时间为52 μs，行逆程时间为12 μs。
5，现有一台线阵CCD图像传感器（如ILX521）为256像元，如果配用PAL电视制式的显示器显示他所扫描出来的图像需要采用怎样的技术与之配合？6，如何理解“环保的绿色电视”？100 Hz场频技术是基于怎样的基础？答：100 Hz扫描技术就是利用数字式场频转换技术，它把PAL制的50 Hz场频的信号，通过数字式存储器DARM，采用“慢存快取”的方法，即读出的时钟频率是存入时钟频率的2倍，实现信号场频率的倍频转换，使场扫描数倍增，从而成为场频为100 Hz的视频信号。
7，图像传感器的基本技术参数有哪些？他们对成像质量分别有怎样的影响？答：1，成像物镜的焦距f’，决定了被摄劲舞在光电成像器件上成像的大小；2，相对孔径D/f’，决定了物镜的分辨率、像面照度和成像物镜的成像质量；3，视场角2ω，决定了能在光电图像传感器上成像良好的空间范围。
传感器原理与工程应用完整版习题参考答案
《传感器原理及工程应用》完整版习题答案第1章 传感与检测技术的理论基础（P26）1—1：测量的定义？答：测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。
所以, 测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较， 确定被测量对标准量的倍数。
1—2：什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？1－3 用测量范围为－50～150kPa 的压力传感器测量140kPa 的压力时，传感器测得示值为142kPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。
解：已知： 真值L ＝140kPa 测量值x ＝142kPa 测量上限＝150kPa 测量下限＝－50kPa∴ 绝对误差 Δ＝x-L=142-140=2(kPa)实际相对误差 ％＝＝43.11402≈∆L δ标称相对误差％＝＝41.11422≈∆x δ引用误差％－－＝测量上限－测量下限＝1)50(1502≈∆γ1－10 对某节流元件（孔板）开孔直径d 20的尺寸进行了15次测量，测量数据如下（单位：mm ）：120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。
答：绝对误差是测量结果与真值之差, 即: 绝对误差=测量值—真值 相对误差是绝对误差与被测量真值之比,常用绝对误差与测量值之比,以百分数表示 , 即: 相对误差=绝对误差/测量值 ×100% 引用误差是绝对误差与量程之比,以百分数表示, 即: 引用误差=绝对误差/量程 ×100%解：当n ＝15时，若取置信概率P ＝0.95，查表可得格拉布斯系数G ＝2.41。
则 2072.410.03270.0788()0.104d G mm v σ=⨯=<=-，所以7d 为粗大误差数据，应当剔除。
传感器考试试题及答案
传感器原理及其应用习题第1章传感器的一般特性一、选择、填空题1、衡量传感器静态特性的重要指标是_灵敏度______、__线性度_____、____迟滞___、___重复性_____等。
2、通常传感器由＿＿敏感元件＿＿、＿＿转换元件＿＿＿＿、＿转换电路＿＿＿＿三部分组成，是能把外界＿非电量＿转换成＿＿＿电量＿＿＿的器件和装置。
3、传感器的＿＿标定＿＿＿是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系，并确定不同使用条件下的误差关系。
4、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为粗大、系统和随机误差三类，其中随机误差可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。
5、一阶传感器的时间常数τ越__________,其响应速度越慢;二阶传感器的固有频率ω0越_________,其工作频带越宽。
6、按所依据的基准直线的不同，传感器的线性度可分为、、、。
7、非线性电位器包括和两种。
8、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（C）两个组成部分。
A.放大电路B.数据采集电路C.转换元件D.滤波元件9、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为(B)。
A．眼睛B.感觉器官C.手D.皮肤10、属于传感器静态特性指标的是（D）?A.固有频率?B.临界频率?C.阻尼比?D.重复性11、衡量传感器静态特性的指标不包括（C）。
A.线性度B.灵敏度C.频域响应D.重复性12、下列对传感器动态特性的描述正确的是（）A一阶传感器的时间常数τ越大,其响应速度越快B二阶传感器的固有频率ω0越小,其工作频带越宽C一阶传感器的时间常数τ越小,其响应速度越快。
D二阶传感器的固有频率ω0越小,其响应速度越快。
二、计算分析题1、什么是传感器？由几部分组成？试画出传感器组成方块图。
2、传感器的静态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义。
作业3、传感器的动态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义第2章电阻应变式传感器一、填空题1、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称__应变_____效应；半导体或固体受到作用力后_电阻率______要发生变化，这种现象称__压阻_____效应。
清华大学出版社传感器课后习题参考答案
传感器与检测技术思考题参考答案第一章1. 传感器由那几部分组成？并说明各组成部分的功能。
答:传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路等几部分组成。
敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参数。
转换电路：将转换元转换成的电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。
2. 什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在什么条件下一般要研究传感器的动态特性？在时域条件下研究静态，在频域条件下研究动态 3. 请使用性能指标描述检测系统的静态特性。
（P9-P11）4. 某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm 变到5.0mm 时，位移测量仪的输出电压由3.5V 减至2.5V ，求该仪器的灵敏度。
解：该仪器的灵敏度为25.40.55.35.2−=−−=S mV/mm5. 某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：铂电阻温度传感器： 0.45Ω/℃ 电桥： 0.02V/Ω放大器： 100(放大倍数) 笔式记录仪： 0.2cm/V 求：(1)测温系统的总灵敏度；(2)记录仪笔尖位移4cm 时，所对应的温度变化值。
解：（1）测温系统的总灵敏度为18.02.010002.045.0=×××=S cm/℃（2）记录仪笔尖位移4cm 时，所对应的温度变化值为22.2218.04==t ℃ 第二章 检测系统的误差合成1.什么是系统误差？产生系统误差的原因是什么？如何发现系统误差？减少系统误差有哪几种方法？答：系统误差是指在相同的条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变，或按照一定的规律变化的误差。
…2.服从正态分布规律的随机误差有哪些特性?答：服从正态分布规律的随机误差的特性有：对称性 随机误差可正可负，但绝对值相等的正、负误差出现的机会相等。
传感器与检测技术-第8章 光电式传感器
传感器与检测技术-第8章 光电式传感器
光电式传感器是一种基于光电效应的传感器技术，利用光的特性来实现对物 体的检测和测量。本章将介绍光电式传感器的原理、分类以及各种应用。
光电开关传感器
工作原理
光电开关传感器通过发送光线，并接收反射光线来检测物体的存在。
应用场景
广泛应用于自动化生产线上的物体检测、检测门的状态是否打开或关闭等。
光电测距传感器
1 原理
2 应用
光电测距传感器通过发送光脉冲并测量返 回时间来计算物体的距离。
广泛应用于测距仪、机器人导航等需要测 量距离的领域。
光电旋转编码器
原理
光电旋转编码器利用光栅原理来测量物体的旋 转运动。
应用
常见于机器人关节的位置控制、旋钮的位置检 测等。
光电非接触式测量传感器
原理
光电非接触式测量传感器利用光的干涉或散射来 测量物体的尺寸。
光电反射式传感器
原理
光电反射式传感器利用物体对光的反射来进行检 测和测量。
应用
适用于停车场的车辆检测、印刷机上的纸张检测 等。
光电遮断式传感器
1
工作原理
光电遮断式传感见于自动门、自动售货机等需要检测物体是否接近的场合。
3
创意应用
可以应用于制作光电乐器或触摸交互装置。
应用
常用于物体距离检测、非接触式测量等。
光电式压力传感器
1
原理
光电式压力传感器通过测量物体对光的压力变化来进行压力测量。
2
应用
适用于工业领域的压力监测、医疗设备中的生理参数测量等。
光电式温度传感器
原理
光电式温度传感器利用光的特性来测量物体的温度。
应用
常用于工业过程控制、医疗设备等需要精确测量温度的场景。
电子信息工程技术《光电传感器》
模块六光电传感器及其应用练习题一、填空题：1、光电传感器是利用效应工作，把信号转换为电信号。
2、红外图像传感器通常由红外敏感元件和电子________电路组成。
3、光电传感器的工作原理是基于物质的光电效应，目前所利用的光电效应大致有三大类：第一类是利用在光线作用下材料中电子溢出外表的现象，即，光电管、光电倍增管传感器属于这一类；第二类是利用在光线作用下材料电阻率发生改变的现象。
传感器属于这一类。
第三类是利用在光线作用下物体产生一定方向的电动势现象，即效应，光生电池属于这一类。
4、光电效应可分为光电效应、光电效应和光生伏特效应三种类型。
5、基于内光电效应的光电元件有、和。
6、基于光生伏特效应的光电元件是。
7、光敏电阻的工作原理：光敏电阻上可以加电压，也可以加电压。
加上电压后，无光照射光敏电阻时，由于光敏电阻的，电路中只有的电流，称电流。
8、光敏二极管的结构与普通类似，它是在电压下工作的。
9、光电池是基于效应。
10、在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中，利用孔的透光面积表示扭矩大小，透光面积减小，那么说明扭矩。
11、在光线作用下电子逸出物体外表向外发射称效应；入射光强改变物质导电率的现象称效应；半导体材料吸收光能后在OS型晶体管开关集成电路D．NPN型晶体管集成电路10、视觉传感器的扫描部的主作用是。
A聚成光学图像信号 B将光学图像信号转换成电信号C将二维图像信号转换为时间序列一维信号 D抽出有效信号11、莫尔条纹光栅传感器的输出是。
A数字脉冲式 B调幅式C调频式 D正弦波12、下面的哪些传感器不属于内光电传感器〔〕A．光电管; B。
光电池C。
光敏电阻D。
光电二/三极管13、对光纤传感器的特点表达错误的选项是：〔〕A．与其他传感器相比,它具有很高的灵敏度。
B．可以用很相近的技术根底构成传感不同物理量的传感器。
C频带宽动态范围小。
D可用于高温、高压、强电磁干扰、腐蚀等各种恶劣环境。
14、光敏二极管接入反向偏压的电路中，能把光信号转换成电信号，在其敏感的光谱范围内，光的照度越大，光电流〔〕A、不变B、越小C、越大D、变化方向不确定15、对于钢板存在缺陷，可采用哪些传感器探伤检测？〔〕A、电感传感器、热释电传感器B、超声波传感器、红外线传感器C、热敏电阻、热电偶D、电涡流传感器、电容传感器10、利用物体16、反射进行非电量测量的传感器有〔〕A、超声波传感器、红外线传感器B、压阻传感器、电容传感器C、热敏电阻、热电偶D、电阻传感器、热释电传感器17、光敏电阻有亮电阻和暗电阻、亮电流和暗电流等特性，使用时希望〔〕A、亮电阻小、亮电流小B、暗电阻小、暗电流小C、亮电阻小、亮电流大D、暗电阻大、亮电流小18、光敏二极管接入反向偏压的电路中，能把光信号转换成电信号，在其敏感的光谱范围内，光的照度越大，光电流〔〕A、不变B、越小C、越大D、变化方向不确定19、能进行非接触测量温度的传感器有〔〕A、铂电阻B、PN结C、热电偶 D、红外线2021敏电阻的物理根底是〔〕A 外光电效应B 光电导效应C 光生伏特效应D 压阻效应21、光电倍增管的物理根底是〔〕A 外光电效应B 光电导效应C 光生伏特效D 压阻效应22、按用途分，光纤可分为〔〕A 普通光纤与通信光纤B 单模光纤与多模光纤C 阶跃光纤与渐变光纤D 玻璃光纤与塑料光纤23、CCD 数码相机的像素越高，那么。
光电式传感器习题及解答.doc
一、单项选择题1、下列光电式传感器中属于有源光敏传感器的是（）。
A. 光电效应传感器B.红外热释电探测器C. 固体图像传感器D.光纤传感器2、下列光电器件是根据外光电效应做出的是（）。
A. 光电管B. 光电池C. 光敏电阻D. 光敏二极管3、当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系称为光电管的（）。
A. 伏安特性B. 光照特性C. 光谱特性D. 频率特性4、下列光电器件是基于光导效应的是（）。
A. 光电管B. 光电池C. 光敏电阻D. 光敏二极管5、光敏电阻的相对灵敏度与入射波长的关系称为（）。
A. 伏安特性B. 光照特性C. 光谱特性D. 频率特性6、下列关于光敏二极管和光敏三极管的对比不正确的是（）。
A.光敏二极管的光电流很小，光敏三极管的光电流则较大B.光敏二极管与光敏三极管的暗点流相差不大C.工作频率较高时，应选用光敏二极管；工作频率较低时，应选用光敏三极管D.光敏二极管的线性特性较差，而光敏三极管有很好的线性特性7、下列光电式传感器中属于有源光敏传感器的是（）。
A. 光电效应传感器C. 固体图像传感器B.红外热释电探测器D.光纤传感器8、光敏电阻的特性是（）A．有光照时亮电阻很大 BC．无光照时暗电流很大 D 9、基于光生伏特效应工作的光电器件是（A．光电管 B.C D. ．无光照时暗电阻很小．受一定波长范围的光照时亮电流很大）光敏电阻10、 CCD以（）为信号A. 电压C．电荷B.D.电流电压或者电流11、构成CCD的基本单元是（）A. P 型硅结C. 光电二极管电容器12、基于全反射被破坏而导致光纤特性改变的原理，可以做成（）传感器，用于探测位移、压力、温度等变化。
A. 位移B. 压力C.温度D. 光电13、光纤传感器一般由三部分组成，除光纤之外，还必须有光源和( ) 两个重要部件。
A. 反射镜B.透镜C.光栅D. 光探测器14、按照调制方式分类，光调制可以分为强度调制、相位调制、频率调制、波长调制以及() 等，所有这些调制过程都可以归结为将一个携带信息的信号叠加到载波光波上。
光电式传感器习题及解答
一、单项选择题1、下列光电式传感器中属于有源光敏传感器的是（）。
A. 光电效应传感器B. 红外热释电探测器C. 固体图像传感器D. 光纤传感器2、下列光电器件是根据外光电效应做出的是（）。
A. 光电管B. 光电池C. 光敏电阻D. 光敏二极管3、当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系称为光电管的（）。
A. 伏安特性B. 光照特性C. 光谱特性D. 频率特性4、下列光电器件是基于光导效应的是（）。
A. 光电管B. 光电池C. 光敏电阻D. 光敏二极管5、光敏电阻的相对灵敏度与入射波长的关系称为（）。
A. 伏安特性B. 光照特性C. 光谱特性D. 频率特性6、下列关于光敏二极管和光敏三极管的对比不正确的是（）。
A. 光敏二极管的光电流很小，光敏三极管的光电流则较大B. 光敏二极管与光敏三极管的暗点流相差不大C. 工作频率较高时，应选用光敏二极管；工作频率较低时，应选用光敏三极管D. 光敏二极管的线性特性较差，而光敏三极管有很好的线性特性7、下列光电式传感器中属于有源光敏传感器的是（）。
A. 光电效应传感器B. 红外热释电探测器C. 固体图像传感器D. 光纤传感器8、光敏电阻的特性是（）A．有光照时亮电阻很大 B．无光照时暗电阻很小C．无光照时暗电流很大 D．受一定波长范围的光照时亮电流很大9、基于光生伏特效应工作的光电器件是（）A．光电管 B.光敏电阻C．光电池 D.光电倍增管10、CCD以（）为信号A. 电压B.电流C．电荷 D.电压或者电流11、构成CCD的基本单元是（）A. P型硅结C. 光电二极管电容器12、基于全反射被破坏而导致光纤特性改变的原理，可以做成（）传感器，用于探测位移、压力、温度等变化。
A.位移B.压力C.温度D.光电13、光纤传感器一般由三部分组成，除光纤之外，还必须有光源和( )两个重要部件。
A.反射镜B.透镜C.光栅D.光探测器14、按照调制方式分类，光调制可以分为强度调制、相位调制、频率调制、波长调制以及( )等，所有这些调制过程都可以归结为将一个携带信息的信号叠加到载波光波上。
光电式 习题
光电式传感器练习题选择题1、下列器件不是基于同一物理效应的是（）A 光敏电阻B 光敏三极电管C 光电池D 光敏二极电管2、下列基于外光电效应的光电元件是（）A、光电管B、光敏电阻C、光敏晶体管D、光电池3、下列基于内光电效应的光电元件是（）A、光电管B、光敏电阻C、光电倍增管D、光电池4、下列基于光生伏特效应的光电元件是（）A、光电管B、光敏电阻C、光敏晶体管D、光电池5、适合于远距离检测工位上是否有工件的传感器是（）。
A、对射式光电式传感器B、反射式光电式传感器C、霍尔开关D、电容式接近开关6、透射式传感器不可以检测的物质是：（）A、不透明物体B、透明物体C、黑色物体D、深色物体7、人造卫星的光电池板利用了（）A．光电效应 B．光化学效应 C．光热效应 D．感光效应8、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（）A．压力 B．力矩 C．温度 D．厚度9、光敏二极管工作时，其上（）。
A．加正向电压 B. 加反向电压C. 不需要加电压D.加正向、反向电压都可以10、在光线作用下，半导体电导率增加的现象属于（）。
A. 外光电效应B. 内光电效应C. 光生伏特效应 D、以上都不对判断题1、（）采用一个光电元件，可以判别莫尔条纹移动方向。
2、（）光电管的工作原理是基于内光电效应。
3、（）光电式传感器的测量属于接触式测量。
4、（）光电元件的理论基础是光的全反射。
5、（）光敏电阻不可以用在快速响应的场合。
6、（）光敏电阻的暗电阻越大，亮电阻越小，则性能越好,灵敏度就高。
7、（）光敏电阻的光照特性曲线是非线性，因此不适宜做线性敏感元件。
8、（）光敏电阻的光照特性曲线是非线性，因此在自动控制中它常用作开关量的光电传感器。
9、（）光敏电阻可以用作精密测量元件。
10、（）反射式光电传感器可以用来检测工件表面的粗糙度。
11、（）红外辐射的物理本质是热辐射。
填空题1、光电探测器是将光能转换为的光电元件。
2、光电效应分为、、。
《传感器与检测技术》第八章光电式传感器
光 检 测 放 大
烟 筒
刻 度 校 对
显 示 报 警 器
吸收式烟尘浊度监测系统组成框图
3．包装充填物高度检测
光电开光
光电信号
h 放大 整形 放大
执行机构
利用光电检测技术控制充填高度
五、光电耦合器件
1．光电耦合器 （1）耦合器的组合形式
（2）耦合器的结构形式
（3）耦合器常见的特性
对于光电耦合器的特性，应注意以下各项参数。 1）电流传输比 2）输入输出间的绝缘电阻 3）输入输出间的耐压 4）输入输出间的寄生电容 5）最高工作频率 6）脉冲上升时间和下降时间
的发射极一边做得很大，以扩大光的照射面积。
光敏晶体管的结构与原理电路
原理：光照射在集电结上时 ，形成光电流，相当于 三极管的基极电流。因而集电极电流是光生电流的 β倍，所以光敏晶体管有放大作用。
（3）基本特性 1）光谱特性
应用：光或探测赤热状态物体时，一般都用硅管。但 对红外光进行探测时，锗管较为适宜。
运动的“粒子流”，这种粒子称为光子。每个光子具
有的能量为： E=h·υ
υ—光波频率； h—普朗克常数，h＝6.63*10-34J/Hz
对不同频率的光，其光子能量是不相同的，光波频率 越高，光子能量越大。用光照射某一物体，可以看 做是一连串能量为hγ的光子轰击在这个物体上，此 时光子能量就传递给电子，并且是一个光子的全部 能量一次性地被一个电子所吸收，电子得到光子传 递的能量后其状态就会发生变化，从而使受光照射
2．光电开关 （1）典型的光电开关结构
（2）光电开关的应用
第二节 光纤传感器
光纤传感器FOS（Fiber Optical Sensor)用光作为敏 感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质。 因此，它同时具有光纤及光学测量的特点。
传感器与检测技术---第8章 光电式传感器_OK
（1）伏安特性——在一定照度下, 流过光敏电阻的电流与光敏电 阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。图8 - 2 为硫化镉光敏 电阻的伏安特性曲线。
由图可见, 光敏电阻在一定的电压范围内, 其I-U曲线为直线，说 明其阻值与入射光量有关, 而与电压、电流无关。
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2. 工作原理
它的工作原理是基于半导体的光电导效应。即当无光照 时, 光敏电阻值很大, 电路中电流很小。当光敏电阻受到一 定波长范围的光照时, 它的电阻率急剧减少, 从而导致电阻 急剧减少，因此电路中电流迅速增大。
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第8章 光电式传感器
3．光敏电阻的主要参数
（１）暗电阻和暗电流——光敏电阻在不受光时的阻值称为暗电阻, 此时流过的电流称为暗电流。
由于它关系到应用光电池的仪器或设备的温度漂移, 影响到测量精度或控制精度等重要指标, 因此温度特性是 光电池的重要特性之一。光电池的温度特性如图8 - 14所示。 从图中看出, 开路电压随温度升高而下降的速度较快, 而短 路电流随温度升高而缓慢增加。由于温度对光电池的工作 有很大影响, 因此把它作为测量器件应用时, 最好能保证温 度恒定或采取温度补偿措施。
五、 光电耦合器件
光电耦合器件是由发光元件（如发光二极管）和光电 接收元件合并使用, 以光作为媒介传递信号的光电器件。光 电耦合器中的发光元件通常是半导体的发光二极管, 光电接 收元件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管或光可控硅 等。 根据其结构和用途，可分为光电耦合器和光电开关。
1．
光电耦合器的发光和接收元件都封装在一个外壳内, 一
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第8章 光电式传感器
２．
《自动检测技术（第3版）》习题与思考题解答（8）
习题与思考题解答（第8章）１．光电效应有哪几种？与之对应的光电元件各有哪些？解：常见的有真空光电元件和半导体光电元件两大类。
它们的工作原理都基于不同形式的光电效应。
利用外光电效应制成的光电元件有光电管和光电倍增管。
利用内光电效应工作的光电元件有光敏电阻、光敏二极管及光敏三极管。
基于光生伏特效应工作的光电元件有光电池。
２．常用的半导体光电元件有哪些？它们的图形符号如何？解：常用的半导体光电元件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管以及光电池。
它们的电路图形符号见下图。
３．对每种半导体光电元件，画出一种测量电路。
解：半导体光电元件的测量电路见下图。
４．什么是光电元件的光谱特性？解：对于不同波长的入射光，光敏电阻的相对灵敏度是不相同的，这就是光敏电阻的光谱特性。
在入射光照度一定时，光敏晶体管的相对灵敏度随光波波长的变化而变化，一种光敏晶体管只对一定波长范围的入射光敏感，不同材料的光敏晶体管，光谱峰值波长不同。
这就是光敏晶体管的光谱特性。
５．光电式传感器由哪些部分组成？被测量可以影响光电传感器的哪些部分？解：光电传感器通常由光源、光学通路和光电元件三部分组成，如图所示。
图中Φ1是光源发出的光信号，Φ2是光电器件接受的光信号，被测量可以是x1 或者x2 ，它们能够分别造成光源本身或光学通路的变化，从而影响传感器输出的电信号I。
6．光电式传感器常用的光源有几种，哪些光源可以用作红外光源？解：光电式传感器常用光源有以下几种。
1）发光二极管：是一种把电能转变成光能的半导体器件，应用广泛。
2）钨丝灯泡：这是一种最常用的光源，它具有丰富的红外线。
如果选用的光电元件对红外光敏感，构成传感器时可加滤色片将钨丝灯泡的可见光滤除，而仅用它的红外线做光源，这样，可有效防止其他光线的干扰。
3）激光：激光与普通光线相比具有能量高度集中，方向性好，单色性好、相干性好等优点，是很理想的光源。
7．当采用波长为8～9μm的红外光源时，宜采用哪种光电元件做检测元件，为什么？解：宜采用锗管作为光电元件。
传感器原理及其应用第8章光电式传感器2_图文(精)
当向电极加正偏压时,在电场的作用下,电极下的MOS光敏元及数据面的显微照片CCD光敏元显微照片CCD读出移位寄存器的数据面显微照片2.读出移位寄存器3.电荷的输出8.4.2 8.4.2 线感光单元和存储单元交替排列。
在感光区光敏元件积分(a 被测物是光源(b 被测物吸收光通量(c 被测物是有反射能力的表面(d 被测物遮蔽光通量光电式浊度计工作原理——被测物吸收光通量可发出高分贝笛鸣可发出高分贝笛鸣声的蜂鸣器光电式带材跑偏检测器光电式带材跑偏检测控制器原理1—被测带材;2—卷取电机 ;3—卷取辊;4—液压缸;5—活塞;6—滑台; 7—光电检测装置;8—光源;9、10—透镜;11-光敏;12—遮光罩电阻R1当烟雾进入烟雾室后,烟雾的固体粒子对红外光产生漫反线阵线阵CCD CCD CCD器件精密检测工件直径器件精密检测工件直径器件精密检测工件直径n =60( f /z8.68.6 光栅传感器光栅式传感器有如下的特点:8.6.18.6.1 计量光栅的种类通常在600线/mm以上。
2.圆光栅8.6.2 莫尔条纹8.6.22.莫尔条纹的特性3 误差平均效应(a 刻线对齐 (b 错开W/4 (c 错开W/2 (d 错开3W/42 圆光栅的莫尔条纹(1 径向光栅的莫尔条纹。
在几何量的测量中,径向光栅主要使用两种莫尔条纹:圆弧形莫尔条纹和光闸莫尔条纹。
①圆弧形莫尔条纹。
两块栅距角γ相同的径向光栅以不大的偏心叠合,在光栅的各个部分,栅线的夹角均不同,便形成了不同曲率半径的圆弧形莫尔条纹。
光栅式传感器8.6.38.6.3 光栅式传感器光栅式传感器有多种不同的光学系统,其中,比较常见的有透射式光栅传感器和反射式光栅传感器。
1.透射式光栅传感器光电元器件输出电信号的幅值可用光栅位移量若指示光栅采用路,即可实现对位移的测量。
2.反射式光栅传感器接近,能减小温度误差。
3.光栅测量辨向原理4.细分技术8.7.1 绝对编码器8.7.1绝对式接触式编码器演示绝对式接触式编码器2.绝对编码器的工作原理以4位绝对码盘的光电读出装置为例,如图,由最外向内依3.提高分辨力的措施。
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第八章光电式传感器
§8-1 真空光电器件
作业题
1.光电管由一个和一个封装在一个内组成。
它
的技术特性主要取决于。
（阴极；阳极；光电阴极材料）
2.光电管的光谱特性主要取决于的特性，光电管对入射光的
具有选择性，这是因为对入射光的有选择性。
（光
电阴极材料；频谱；光电阴极；频谱）
3.光电管的伏安特性是指，与的关系。
当阳极
电压较小时，光电流随而增加。
到电压以后，光电流，这是因为单位时间内发射的光电子全部被阳极收集了。
（一定光适量照
射下；阴极电压；光电流；阳极电压增加；饱和；饱和；发射的光电子）
4.光倍增管的结构与基本一样，也是在壳内，安装
和，只是在之间再安装几个。
（光电管；玻璃；
阳极；阴极；阳极与阴极；倍增级）
5.光电倍增管倍增系数大约为数量级，故光电倍增管的
极高。
随着的升高，倍增系数也增加。
（106；灵敏度；工作电
压）
6.当入射光不变时，被照物体在单位时间内与
成正比。
（频谱；发射的光电子数；入射光强度）
§8-2 光敏元件
作业题
1.物体受到光照以后，物体内部的原子释放出电子，这些电子仍留在物体
内部，使物体的或产生的现象称为。
（电阻率
发生变化；光电动势；内光电效应）
2.在光线的作用下，半导体的的现象称光电导效应。
（电导率增加）
3.光照射使半导体原子中的吸收光子能量激发出的现象，称本
征光导效应；光照射使半导体杂质吸收光子能量激发出的现象，称非本征光导效应，它的激发比本征光导效应。
（价电子；
自由电子同时产生空穴；自由电子；容易）
4.某种半导体能否产生光电效应，决定于照射光的，而光的强
度只取决于产生的。
（频率；光子数目的多少）
5.光敏电阻是用制成的，极性，是个电阻。
使用时可
以加电压，亦可加电压。
不同下电阻值不同，对不同的入射光有的灵敏度。
（光导体；没有；纯；直流；
交流；材料；波长；不同）
6.将光敏电阻置于室温、条件下，经过一定稳定时间后，测得的
阻值称暗电阻；在条件下，测得的阻值称为。
（无光照全暗；光照；亮电阻）
7.一定电压作用下，与的关系称为光敏电阻的光电特
性。
因为它具有性，光敏电阻不宜做测量元件。
（光适量；光通量；非线）
8.光敏电阻的频率特性中的频率是指。
（光强度变化的频率）
§8—3 光电池
作业题
1.光电池是基于直接将转换成的一种有源器
件。
（光生伏特效应；光能；电能）
2.硅光电池是在N型硅片上渗入形成一个 PN结附近激发出
光生电子、空穴对时，由PN结将光生电子、空穴对进行漂移，使
PN结两边半导体产生。
（P型杂质；大面积；光照射PN结区；阻挡层；电动势）
3.硅光电池的光谱比硒大。
它的光照度与短路电流的关系呈，光
照度与开路电压的关系有。
使用硅光电池做测量变换元件时，最
好使其工作在。
它在温度特性是指与随的特
性。
（光波长；线性；饱和期；接近短路工作状态；短路电流；开路电压；温度变化）。