2019精品光电传感器音乐
国家开放大学电大《传感器与测试技术(本科)》2019-2020期末试题及答案精选全文
可编辑修改精选全文完整版国家开放大学电大《传感器与测试技术(本科)》2019-2020期末试题及答案一、单项选择题（每小题4分，共40分）1．( )的缺点是容易引入人工干扰，需要直流放大，易受零漂和接地电位的影响。
A．交流电桥 B．直流电桥C．整流仪表2．交流电桥按照接人阻抗的形式不同主要分为纯电阻交流电桥、( )交流电桥和电感式交流电桥。
A.电容式 B．电导式C．电压式3．首先对红外辐射进行( )，使恒定辐射变成交变辐射，不断地引起铁电体的温度变化，才能导致热释电产生，并输出交变信号。
A．调制 B．滤波C．补偿4．差动变压器属于( )。
A．电容式传感器 B．压电式传感器C．电感式传感器5．( )是影响CMOS传感器性能的首要问题。
A．暗电流 B．噪声C．像素的饱和6．超声波换能器是超声波传感器中的一个核心部件，并以( )的应用最为广泛。
A. 电动式换能器 B．压电式换能器C．电磁式换能器7．( )被广泛应用在各种检测仪表中，特别是需要辐射和穿透力前的情况，如金属探伤、测厚以及测量物体的密度等。
A．a射线 B．7射线C．X射线8．应变电阻材料本身的灵敏系数与金属应变片的灵敏系数相比较，前者( )。
A.大 B．小C．相等9．( )不属于虚拟仪器技术所具有的特点。
A．集成性强 B．扩展性强C．开发时间长10.利用( )制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管等。
A．外光电效应 B．压电效应C．声光效应二、填空题（每空2分，共10分）11.按照传感器的____来划分，传感器可分为应变式传感器、压电式传感器、压阻式传感器、光电式传感器等。
12.红外传感器是将____ ．的变化转换成电量变化的器件。
13．____，电路是将电阻、电容、电感等参数的变化转换成电压或电流输出的一种测量电路。
14.超声波是频率比声波频率高的______波。
．15.虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的____来完成各种测试、测量和自动化的应用。
基于红外反射式光电传感器阵列的智能循迹车设计
0 引 言
智能循迹车又叫做轮式机器人，是一个集环境感 知、规划决策、自动行驶等功能于一体的综合系统， 已广泛应用于科学探索、工业生产等领域。智能循迹 车以蓄电池为动力，以单片机组成的嵌入机式控制系 统为核心，以光电传感器和电磁传感器为导航检测设 备，可以完成固定路线自主驾驶 [1-4]。一般方案为 4 个 红外反射式光电传感器采集数据并做出简单控制，而 少量信息量导致寻迹车的性能有限且提升的空间极小。 本文为提高智能循迹车性能提出了一种研究方向，通 过创新硬件和软件算法提高获取信息量，大大提高了 智能循迹车的智模块
主控 模块
驱动 模块
图 1 系统结构图
执行 机构
收稿日期：2019-05-25 基金项目：国家自然科学基金资助项目“基于 CSI 的无线层 析成像探测仓储粮食异常粮情的研究”（61871176）；国家 自然科学基金资助项目“无线层析成像法探测仓储粮食异常 粮 情 的 研 究”（61741107）； 河 南 省 科 技 厅 重 点 资 助 项 目 （172102210230）；河南省高等学校重点科研项目应用研究 计划（19A510011）；河南工业大学科学研究基金（省属高校 基 本 科 研 业 务 费 专 项 资 金 ）自 然 科 学 领 域 项 目（ 2 0 1 8 R C J H 1 8 ）。 作 者 简 介：朱 春 华（ 1 9 7 6 - ），女 ，河 南 南 阳 人 ，博 士 ，副 教 授 ， 主要研究方向为通信信号处理； 李方伟（1997-），男，河南开封人，本科，主要研究方向为 通信信号处理。
2019 年 8 月 25 日第 36 卷第 8 期
《简易机器人常用传感器作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术地质版2019》
《简易机器人常用传感器》作业设计方案一、设计目标本作业设计旨在帮助学生了解和掌握简易机器人常用传感器的原理、分类、特点以及应用，并通过实际操作，提高学生的动手能力和创造力，培养学生的科学素养和工程实践能力。
二、设计内容1. 传感器的分类和原理：介绍常见的机器人传感器种类，如光电传感器、超声波传感器、温度传感器等，以及其工作原理和特点。
2. 传感器的应用：通过实验操作，让学生探究传感器在机器人中的应用，如避障、寻迹、测距等。
3. 制作简易机器人：学生可以利用Arduino等开发板和传感器模块，制作一个简易的智能机器人，并通过编程使其实现特定功能。
三、设计步骤1. 理论进修：讲解传感器的种类、原理和应用，引导学生了解传感器在机器人中的重要性和作用。
2. 实验操作：提供实验材料和器械，让学生进行传感器的实际操作，如测试光电传感器的反射原理、超声波传感器的测距功能等。
3. 制作机器人：引导学生利用Arduino等硬件平台和传感器模块，组装一个简易的机器人，并编写程序实现机器人的功能。
4. 实践应用：让学生展示他们制作的机器人，在实际场景中应用传感器技术，如让机器人避开障碍物、按照黑线行走等。
四、评估方式1. 实验报告：学生需撰写传感器实验的报告，包括实验目标、步骤、结果分析和心得体会。
2. 机器人演示：学生需展示他们制作的机器人，并演示机器人在实际场景中的应用效果。
3. 答辩环节：学生需回答老师和同砚的问题，展示对传感器原理和应用的理解和掌握水平。
五、拓展延伸1. 小组合作：鼓励学生分组合作，共同制作更复杂的机器人，并实现更多功能。
2. 竞争活动：组织机器人竞争，让学生在竞争中提高技术和创新能力。
3. 参观实践：组织学生参观机器人相关企业或钻研机构，深入了解机器人技术的发展和应用。
六、总结通过本作业设计，学生将能够全面了解和掌握简易机器人常用传感器的知识，提高动手能力和实践能力，培养科学素养和工程思维，为未来的进修和发展打下坚实基础。
2023年光电传感器行业市场环境分析
2023年光电传感器行业市场环境分析光电传感器是一种能够将光信号转化为电信号的装置，是近十年来快速发展的一种传感器。
光电传感器的应用领域非常广泛，从医疗、工业制造、安防到智能家居，都能看到光电传感器的巨大影响。
以下是对光电传感器行业的市场环境分析：一、市场需求随着社会的快速发展，各种高科技产品的需求量也在不断上升。
尤其是在工业自动化、环境监测、物流仓储等领域，高性能的光电传感器越来越被广泛应用。
预计未来几年，随着物联网和智能制造的发展，光电传感器的需求量还将大幅增加。
二、市场规模在全球范围内，光电传感器行业市场规模呈现快速增长趋势。
据市场研究机构统计数据显示，2019年，全球光电传感器市场规模已经达到42亿美元，其中最主要的市场是机械制造和工业自动化领域。
而且随着半导体、医疗、交通、通讯、环境保护等行业的迅速发展，未来该市场的规模还将继续扩大。
三、市场竞争光电传感器行业市场竞争相对较大。
市场上主要竞争品牌有欧姆龙、Panasonic、KEYENCE、苏科诺、BANNER等。
而且凭借着技术实力和市场占有率领先的几家企业，能够在市场上占据更大的优势。
此外，国内的光电传感器制造商也在加快技术升级和产品升级步伐，不断提升自身的竞争力。
四、技术创新光电传感器行业的技术创新是企业发展的重要方向之一。
随着科技的不断发展，一种新的光电器件技术——纳米技术正逐步应用于光电传感器领域。
相比传统的光电传感器，纳米光电传感器在体积、能效、灵敏度方面具备优势，并且可以在监测范围、响应时间和解析度等方面提高性能，为市场的进一步推广提供有利的条件。
五、政策环境政策环境对光电传感器行业的发展也有着一定的影响。
当前，政府加强技术创新支持力度，提出了加快推进智能制造的目标。
在这样的背景下，光电传感器行业逐渐成为了政府关注的重点。
政策倾斜，将一定程度上推动光电传感器行业的快速发展。
综上所述，光电传感器行业市场环境较好，市场需求持续增加，市场规模逐年扩大，技术创新、政策支持等因素均促使了光电传感器行业的发展，并且随着科技的进步，未来光电传感器行业的市场前景依然广阔。
【课件】光电传感器的应用ppt
n =60( f /z )
水泵转速测量
光电式转速表外形
3.色标传感器
色标传感器常用于检测 特定色标或物体上的斑点， 它是通过与非色标区相比较 来实现色标检测，而不是直 接测量颜色。
色饱和图
人眼对各色光的敏感程度
菲涅尔透镜
菲涅尔透镜 热释电晶片
菲涅尔透镜外形
传感器不加菲涅尔 透镜时，其检测距离 小于2m，而加上该透 镜后，其检测距离可 增加3倍以上。
热释电套件
热释电报警器
菲涅尔透镜
设定按钮
高分贝喇叭
热释电报警器（续）
菲涅尔透镜
Φ 5mm 接插件
热释电报警器（续）
吸顶式 热释电报警器
热释电传感器应用
热释电传感器工作原理
热释电晶片表面必须罩上一块由一组平 行的棱柱型透镜所组成菲涅尔透镜，每一透 镜单元都只有一个不大的视场角，当人体在 透镜的监视视野范围中运动时，顺次地进入 第一、第二单元透镜的视场，晶片上的两个 反向串联的热释电单元将输出一串交变脉冲 信号。当然，如果人体静止不动地站在热释 电元件前面，它是“视而不见”的。
当带材处于正确位置（中间位置）时，放大器输出电压 Uo为零；当带材左偏时，遮光面积减小，输出电压反映了带 材跑偏的方向及大小。
休息一下
2.红外线辐射温度计：
红外辐射温度计既可用于高温测量， 又可用于冰点以下的温度测量，所以是辐 射温度计的发展趋势。市售的红外辐射温 度计的温度范围可以从-30℃~3000℃，中 间分成若干个不同的规格，可根据需要选 择适合的型号。
红外线辐射温度计外形
激光仅 用于瞄准
第十章 光电传感器
2019/11/10
13
光敏二极管的反向偏置接 线（参考上页图）及光电特性 演示
在没有光照时，由于二 极管反向偏置，反向电流 （暗电流）很小。
— UO +
光照
光敏二 极管的 反向偏 置接法
2019/11/10
当光照增加 时，光电流IΦ 与光照度成正 比关系。 14
光敏三极管
光敏三极管有两个PN结。与普通 三极管相似，有电流增益，灵敏度比光 敏二极管高。多数光敏三极管的基极没 有引出线，只有正负（c、e）两个引脚， 所以其外型与光敏二极管相似，从外观 上很难区别。
参数
单位 GD3250-A GD3250-B GD3250-C
光敏面直径 mm
0.2
0.5
0.8
工作电压
V
100~150 100~150 150~250
暗电流
nA
≤15
≤25
≤35
响应度
V/w
60
60
60
上升时间
ns
≤1
≤3
≤4
噪声等效功率 Pw/Hz1/2 0.05
0.07
0.09
结电容
pF
≤1
≤1.5
2019/11/10
15
光敏三极管外形
2019/11/10
16
光敏三极管内部结构
a) 内部组成 b)管芯结构 c）结构简化图
1—集电极引脚 2—管芯 3—外壳 4—玻璃聚光镜
5—发射极引脚 6—N+ 衬底 7—N型集电区 9—集电结 10—P型基区 11—N型发射区
81—2—Si发O2射保结护圈
您可以根据自己的奇思妙想，结合其他电路开发出更加 优秀的新产品。或自动化控制装置。
光电式传感器-PPT课件
光敏电阻的光谱特性 。
100
Sr 灵敏度 (%)
80 60 40 20 0 硫化镉 1.5 3 硫化铅 硫化铊
光电流 I
mA
波 长 （ A）
2019/3/16
18
100
灵敏度 S ( %)
硫化铅
光敏电阻的频率特性
8 0 6 0 4 0 2 0 0 10 100
硫化镉
1000
10000
频 率 （ H z）
光电管
6
9.1.2 外光电效应器件
光电管的伏安特性曲线
I (A)
4 3
0 . 1 lm
0 .0 5 lm
2
0 .0 2 lm
1 0 20 40 60 80 100
U A（ V ）
7
9.1.2 外光电效应器件
光电管的光照特性
光电流 I ( A)
16 12 8 4 0 0.2 0.4
2
9.1 光电传感器
9.1.1 光电效应
所谓光电效应是指在光的照射下一些金 属、金属氧化物或半导体材料释放电子 的现象。 光子是具有一定能量的微粒，是以光速 运动的粒子流。每一个光子都具有一定 的能量，它的能量大小E与其频率 成正 比。
Eh hc
3
9.1.1 光电效应
光电效应分为内光电效应和外光电效应。当 物体在光的作用下所释放的电子没有逸出物 体表面，而只在物体的内部运动并使物体的 电学特性发生变化的现象叫做内光电效应， 内光电效应多产生于半导体材料内。 当物体在光的作用下使物体中的电子从物体 表面逸出的现象，叫做外光电效应，外光电 效应多发生于金属或金属氧化物内。
音乐疗法与50%糖水安抚在缓解新生儿留置针穿刺时疼痛的效果观察
音乐疗法与50%糖水安抚在缓解新生儿留置针穿刺时疼痛的效果观察【摘要】目的：探讨音乐疗法与50%糖水安抚在缓解新生儿留置针穿刺时疼痛的效果观察。
方法：选取2023年1月到2023年4月上海交通大学医学院附属新华医院收治的89例静脉留置针穿刺患儿作为本次研究对象，按缓解疼痛的方式不同将其分为联合组（n=45）与常规组（n=44）。
常规组患儿静脉留置针穿刺前2分钟实施音乐疗法，联合组患儿在静脉留置针穿刺前2分钟实施音乐疗法与50%糖水安抚。
对比两组患儿血氧饱和度（SaO2）与心率（HR）、疼痛程度、静脉留置针穿刺过程中临床指标、以及一次穿刺成功率和不良反应发生率。
结果：静脉留置针穿刺前，两组患儿SaO2、HR对比（P＞0.05）。
静脉留置针穿刺后，联合组患儿SaO2显著高于常规组患儿，联合组患儿HR显著低于常规组患儿（P＜0.05）；静脉留置针穿刺时与穿刺后2分钟，联合组患儿疼痛程度均显著低于常规组患儿（P＜0.05）；联合组患儿在静脉留置针穿刺过程中疼痛面容的持续时间、哭啼开始时间、哭啼持续时间均短于常规组患儿（P＜0.05）。
联合组患儿哭啼例数为15例，总占比为33.33%显著低于常规组患儿哭啼例数为29例，总占比为65.91%（P＜0.05）；联合组患儿一次穿刺成功例数为44例，总穿刺成功率为97.78%显著高于常规组患儿一次穿刺成功例数为33例，总穿刺成功率为75.00%（P＜0.05）。
联合组患儿不良反应发生率为4.44%显著低于常规组患儿不良反应发生率22.73%（P＜0.05）。
结论：采用音乐疗法与50%糖水安抚可减轻患儿疼痛感。
【关键词】：音乐疗法；50%糖水；安抚；新生儿留置针穿刺；缓解疼痛；临床疗效新生儿一般是指0-1岁之间的婴幼儿，在该时期的婴幼儿言语能力与认知能力较低，常以哭啼的形式向外界表达情绪。
由于新生儿各项身体机能均未发育完善，抵抗力较低，极易受外界因素而引发各项小儿疾病，如肺炎、腹泻、惊厥、黄疸以及感染等情况[1]。
谈光电传感器的原理及应用任婧
谈光电传感器的原理及应用任婧发布时间：2021-08-19T06:12:40.279Z 来源：《现代电信科技》2021年第7期作者：任婧[导读] 光电传感器主要借助光强度转换成电信号产生实际变化得到有效控制，首先把被测量的变化转换成光信号，利用光电元件的形式转变成电信号。
光电传感器一般是光源、光学通路和光元件三部分成为一体。
光电检测方法主要有较高精准度、反应快、非接触等优势，并且可测参数多，传感器自身结构简单，形式灵活多样。
（天津市宏亚工程咨询有限公司天津 300384）摘要：光电传感器主要借助光强度转换成电信号产生实际变化得到有效控制，首先把被测量的变化转换成光信号，利用光电元件的形式转变成电信号。
光电传感器一般是光源、光学通路和光元件三部分成为一体。
光电检测方法主要有较高精准度、反应快、非接触等优势，并且可测参数多，传感器自身结构简单，形式灵活多样。
因此，光电式传感器在检测和控制应用上实现广泛应用。
关键词：光电传感器：原理：应用针对这项传感器需要光电子和微电子相互结合，才能形成新的光电传感信息技术。
该项技术的应用，促使精确度较高，反应速度更快，快速实现高效稳定性和高精准性光电传感器。
再者，还可以对表格进行灵活测量，并在自动检测技术的基础上实现广泛性应用。
因此，光电传感器应用实现对光学部件获取检测效果，为光学传感器在应用上提供有利帮助。
一、光电传感器的基础原理有些材料的光学效应通过光电传感器实现能量转换的物理基础，将光信号和电信号相互之间实现良好转换，按电子是否逸出材料表面，光电效应主要分为外和内两种光电效应。
再者，外光电效应主要由于光照射效果，电子可以从照射物体表面逸出现象，所以称之为电光效应[1]。
光电管、光电倍增管等光电元件都是在外观点效应原理的基础上实现。
内光电效应主要通过光照射效果下，被照射物体内部的原子释放电子，但是这些电子会把保留在物体内部不会逸出表面，出现物体的电阻率发生变化才会产生电动势现象。
基于物联网技术的智能婴儿车的设计
基于物联网技术的智能婴儿车的设计王传友; 贺一轩【期刊名称】《《物联网技术》》【年(卷),期】2019(009)011【总页数】3页(P105-106,109)【关键词】婴儿车; 单片机; 传感器; GSM模块; 数据监测; 数据传输; 智能安抚【作者】王传友; 贺一轩【作者单位】滨州学院信息工程学院山东滨州 256603【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言如今，新型婴儿车越来越引起大家的关注。
当父母因为工作或其他原因不能及时照顾婴儿时，作为“贴身小管家”，智能婴儿车会暂时取代父母。
当婴儿开始啼哭恰巧父母又不在身边时，婴儿车会走动起来并自动播放音乐。
车上的液晶显示屏实时显示房间内的温湿度，父母可随时掌握房间内的环境状况。
婴儿尿车时可短信提醒父母，当婴儿靠近车边时可电话提醒父母避免婴儿出现危险。
另外，通过网络摄像机可以和婴儿聊天，互相看到双方，并可给婴儿拍照。
1 总体设计本文设计以STM32F104单片机为核心，采用嵌入式设计，协调检测、信息传输、智能安抚等各个模块。
（1）检测模块主要包括尿湿检测、温度检测、噪音检测、气体检测、障碍物检测五方面。
通过尿湿检测可及时了解婴儿尿湿状况，以便及时更换尿布；温度检测可及时检测婴儿周围温度以便家长适时增减衣物；噪音检测可检测婴儿啼哭情况，方便看护者暂时不在婴儿身边时及时了解婴儿状态；气体检测可检测婴儿周围空气状况，使其免受毒气危害；障碍物检测可及时检测婴儿车周围状况以免婴儿受到伤害。
（2）信息传输模块利用GPRS将检测结果发送至相关手机用户。
（3）智能安抚模块可针对检测模块检测出的婴儿周边环境及具体状态进行音乐播放、雨棚自动收放、自动摇篮、障碍物避让等动作。
总体设计如图1所示。
图1 总体设计图2 电路设计2.1 娱乐模块娱乐模块主要由声音传感器、光电传感器、电机驱动模块以及MP3播放器构成。
声音传感器的灵敏度可以调节，用户可根据不同需求设置适合的灵敏度。
Waveshare MQ-135 有机光电感应器用户手册说明书
MQ-135 Gas Sensor User Manual1. FeaturesMQ-135 gas sensor applies SnO2 which has a lower conductivity in the clear air as a gas-sensing material. In an atmosphere where there may be polluting gas, the conductivity of the gas sensor raises along with the concentration of the polluting gas increases. MQ-135 performs a good detection to smoke and other harmful gas, especially sensitive to ammonia, sulfide and benzene steam. Its ability to detect various harmful gas and lower cost make MQ-135 an ideal choice of different applications of gas detection.2. ApplicationsThis module can be applied to harmful gas detecting devices.3. Interfaces4. How to useWe will illustrate the usage of the module with an example of sensitive gas detection by connecting a development board.①Download the relative codes to the development board.②Connect the development board to a PC via a serial wire and themodule to the development board. Then, power up the development board and start the serial debugging software.Here is the configuration of the connection between the module and the development board.③Warn-up the sensor for a minute.④The detected result can be checked by the LED indicator on the module.Put the sensor into a container filled with sensitive gas, you will find the indicator turns on. While take the sensor out of the container, you can see the indicator turns off.。
《简易机器人常用传感器作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术地质版2019》
《简易机器人常用传感器》作业设计方案第一课时一、设计方案介绍本作业设计旨在帮助学生学习和理解机器人的传感器原理和应用。
通过设计一个简易机器人并为其添加常用传感器，让学生了解传感器在机器人中的重要性以及如何使用传感器实现机器人的功能。
二、设计内容1. 确定机器人类型：本次设计采用基础的轮式移动机器人作为设计对象，便于学生理解和操作。
2. 确定传感器类型：设计中将加入以下几种常用传感器：- 红外传感器：用于检测物体的距离，避免机器人碰撞障碍物。
- 光电传感器：用于检测光线强度，实现机器人在不同亮度环境下的运动控制。
- 触摸传感器：用于检测机器人与外部物体的接触，实现机器人的反应动作。
3. 确定机器人功能：设计一个机器人，可以根据传感器的信号实现以下功能：- 自动避障：通过红外传感器检测前方障碍物距离，避免碰撞。
- 自动寻光：通过光电传感器检测光线强度，向光源方向移动。
- 反应动作：当触摸传感器被触发时，机器人做出相应动作，如停止移动或发出提示音。
三、设计步骤1. 搭建机器人平台：使用轮子、电机、电池组等材料搭建一个简易的轮式移动机器人平台。
2. 安装传感器：将红外传感器、光电传感器、触摸传感器分别连接到Arduino控制板，并固定在机器人平台上合适的位置。
3. 编写程序：编写Arduino程序，实现传感器信号的读取和对应功能的控制，如避障、寻光、反应动作等。
4. 调试测试：测试机器人的功能是否符合设计要求，调试程序中的参数，确保机器人能够正常运行。
四、教学目标1. 了解传感器的原理和分类，掌握常用传感器的使用方法。
2. 熟悉机器人的基本结构和控制原理，培养动手能力和实践操作技能。
3. 锻炼学生分析和解决问题的能力，提高动手设计和编程的综合应用能力。
五、评估方式1. 设计方案报告：学生需提交设计方案报告，包括机器人结构图、传感器连接图、程序代码以及功能说明等。
2. 实际操作演示：学生需操作自己设计的机器人进行功能演示，展示传感器的作用和机器人的运动控制效果。
光电检测技术与应用参考文献
光电检测技术与应用参考文献1. 张慧, 张建军, 董娜. 光电检测技术在无线传感器网络中的应用[J]. 传感器与微系统, 2019(1): 45-49.2. 杨勇, 王晓光, 刘雪静. 光电检测在火灾检测中的应用研究[J]. 美术, 2017(8): 80-81.3. 黄军梅, 商国根. 激光光电检测技术的应用[J]. 仪器仪表学报, 2020, 41(6): 45-49.4. 邓海清, 陈建军. 光电检测技术在噪声检测中的应用[J]. 光学学报, 2018, 38(6): 345-350.5. 陈艳芳, 刘思任. 光学传感器在工业检测中的应用[J]. 实验技术与管理, 2019, 36(4): 78-81.6. 刘国栋, 刘甲, 张浩. 光电检测技术在环境监测中的应用研究[J]. 环境保护, 2017, 49(2): 45-49.7. 王晓明, 赵芳, 王葵. 光电检测技术在智慧农业中的应用[J]. 农业装备与自动化, 2018, 39(3): 80-83.8. 张丽娟, 杜丽丽, 王志伟.光电检测技术在安全检测中的应用研究[J]. 安全与环境学报, 2019(2): 45-49.9. 程新, 程恒亮, 程浩. 光电检测技术在医学诊断中的应用[J]. 中国医疗器械杂志, 2017, 42(6): 80-82.10. 朱琳, 杜慧, 王洪涛. 光电检测技术在人脸识别中的应用研究[J].计算机与数字工程, 2018, 46(4): 345-350.以上为光电检测技术与应用相关的参考文献列表，提供了包括无线传感器网络、火灾检测、噪声检测、工业检测、环境监测、智慧农业、安全检测、医学诊断、人脸识别等多个领域中光电检测技术的应用文献。
这些文献可以为研究者、工程技术人员提供参考和启发，进一步推动光电检测技术在不同领域的应用与发展。
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4．光敏电阻的基本特性
（1）光谱特性 （2）光照特性 （3）伏安特性 （4）响应时间和频率特性 （5）温度特性 （6）稳定性
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（1）光谱特性
定义：光电流对不同波长的单色光，灵敏度是不同的。
光波： 波长为10—106nm的电磁波 可见光：波长380—780nm 紫外线：波长10—380nm，
h hc 1.24 Eg
式中ν、λ分别为入射光的频率和波长。
材料的光导性能决定于禁带宽度，对于一种光电 导材料，总存在一个照射光波长限λ0，只有波长小于 λ0的光照射在光电导体上，才能产生电子能级间的跃 进，从而使光电导体的电导率增加。
（2） 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叫做光生 伏特效应。
当入射光的频谱成分不变时，产生的光电流与光强成 正比。即光强愈大，意味着入射光子数目越多，逸出的 电子数也就越多。
光电子逸出物体表面具有初始动能mv02 /2 ，因此外光 电效应器件（如光电管）即使没有加阳极电压，也会有 光电子产生。为了使光电流为零，必须加负的截止电压， 而且截止电压与入射光的频率成正比。
光照越强、E越大，光生自由电子越多，电阻值越小。
光照停止或光强减小使E＜Eg时，光生自由电子又迭回价带成为价电子，使 电阻值增加或恢复高阻状态。
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光敏电阻光电效应实验电路
偏压U一定时，检流计指示电流I的大小决定于光敏电阻上的光照强度： 无光照时：I很小，此电流称之为暗电流；
光敏电阻的阻值很高，相应称之为暗电阻（兆欧级）
100
相1 2
对 80 灵 60 敏 40 度
20
3
1——硫化镉
2——硒化镉
3——硫化铅
400 800 1200 1600 2000 2400 λ/nm 结论：
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。
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（2）光照特性
定义：在一定电压下，光敏电阻的光电流I与光强E之间的关系。
第5章 光电式传感器
5.1 常用光电器件 5.2 光栅传感器 5.3 固态图像传感器
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光电式传感器
定义：是一种将光信号转换成电信号的装置。 以光电元件作为转化元件，可以将被测的非电量通过光量
的变化再转化成电量的传感器。光电式传感器一般由光源、光 学元件和光电元件三部分组成。 物理基础：光电效应 优点：结构简单、性能可靠、精度高、反映快。 应用：现代测量和自动控制系统，应用广泛，前景广阔。
②侧向光电效应
当半导体光电器件受光照不均匀时，载流子浓度梯 度将会产生侧向光电效应。
当光照部分吸收入射光子的能量产生电子空穴对时， 光照部分载流子浓度比未受光照部分的载流子浓度大， 就出现了载流子浓度梯度，因而载流子就要扩散。如果 电子迁移率比空穴大，那么空穴的扩散不明显，则电子 向未被光照部分扩散，就造成光照射的部分带正电，未 被光照射部分带负电，光照部分与未被光照部分产生光 电动势。基于该效应的光电器件如半导体光电位置敏感 器件（PSD）。
I/%
100
如图。硫化铅的使用频率比硫
80
化镉高得多，但多数光敏电阻的时
延都比较大，所以，它不能用在要
60
求快速响应的场合。
硫化铅
40
硫化镉
20
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0
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10 102 103 104 f / Hz
（5）温度特性
光敏电阻性能(灵敏度、暗电阻)受温度的影响较大。随着温度 的升高，其暗电阻和灵敏度下降，光谱特性曲线的峰值向波长短的 方向移动。硫化镉的光电流I和温度T的关系如图所示。有时为了提 高灵敏度，或为了能够接收较长波段的辐射，将元件降温使用。例 如，可利用制冷器使光敏电阻的温度降低。
图中曲线1、2分别表示照度为
零及照度为某值时的伏安特性。由 I/ μA
曲线可知，在给定偏压下,光照度 较大，光电流也越大。在一定的光 200
照度下，所加的电压越大，光电流 150 越大，而且无饱和现象。但是电压 不能无限地增大，因为任何光敏电 100
阻都受额定功率、最高工作电压和 50
额定电流的限制。超过最高工作电 0
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光电效应
是指物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量，从而 产生的电效应。光电传感器的工作原理基于光电效应。光电效应分 为外光电效应和内光电效应两大类：
1）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称
为外光电效应。向外发射的电子叫做光电子。基于外光电效应的光 电器件有光电管、光电倍增管等。
I / μA
200 150 100
100 I/mA
80 +20 ºC 60 40
-20 ºC
20
-50 -30 -10 10 30 50 T / ºC
0 1.0 2.0 3.0 4.0 λ/μm
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（6）稳定性
图中曲线1、2分别表示两种型号CdS硫化镉光敏电阻的稳定性。
初制成的光敏电阻，由于体内机构工作不稳定，以及电阻体与其介质
的作用还没有达到平衡，所以性能是不够稳定的。但在人为地加温、
I/%
光照及加负载情况下，经一至二周的 老化，性能可达稳定。光敏电阻在开
2
始一段时间的老化过程中，有些样品
160
阻值上升，有些样品阻值下降，但最
120
后达到一个稳定值后就不再变了。这
80
就是光敏电阻的主要优点。
1
光敏电阻的使用寿命在密封良好、
命名方式：把光电池的半导体材料的名称冠于光电池(或太阳能电池)之前。如， 硒光电池、砷化镓光电池、硅光电池等。目前，应用最广、最有发展前途的是 硅光电池。
根据能量守恒定理
h
1 2
m02
A0
式中 m—电子质量；v0—电子逸出速度。
该方程称为爱因斯坦光电效应方程
光电子能否产生，取决于光电子的能量是否大于该物 体的表面电子逸出功A0。不同的物质具有不同的逸出功， 即每一个物体都有一个对应的光频阈值，称为红限频率 或波长限。光线频率低于红限频率，光子能量不足以使 物体内的电子逸出，因而小于红限频率的入射光，光强 再大也不会产生光电子发射；反之，入射光频率高于红 限频率，即使光线微弱，也会有光电子射出。
5.1 常用光电器件
5.1.1 光敏电阻 5.1.2 光电池 5.1.3 光敏二极管和光敏晶体管 5.1.4 常用光电器件的应用
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5．1．1 光敏电阻
1. 光敏电阻的光电效应 2．光敏电阻种类 3．光敏电阻的主要参数 4. 光敏电阻的基本特性
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1. 光敏电阻的光电效应
光敏电阻特性：
基于该效应的光电器件有光电池和光敏二极管、三极管。
①势垒效应（结光电效应）。
接触的半导体和PN结中，当光线照射其接触区域时，便引起光 电动势，这就是结光电效应。以PN结为例，光线照射PN结时，设光 子能量大于禁带宽度Eg，使价带中的电子跃迁到导带，而产生电子空 穴对，在阻挡层内电场的作用下，被光激发的电子移向N区外侧，被 光激发的空穴移向P区外侧，从而使P区带正电，N区带负电，形成光 电动势。
40
使用合理的情况下，几乎是无限长的。
0 400 800 1200 1600 T/h
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5.1.2 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。由于它可把太阳 能直接变电能，因此又称为太阳能电池。它是发电式有源元件，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。
（3）对红外光敏感元件
红外光是红外线(波长λ ＝760～1×106nm)的内侧光波，波长约
760～6000nm。对这类光敏感的材料有硫化铅、硒化钳等，主要用来 探测不可见目标。
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3． 光敏电阻的主要参数
（1）暗电阻和暗电流 光敏电阻在室温条件下，在全暗后经过一定时 间测量的电阻值，称为暗电阻。此时流过的电 流，称为暗电流。 （2）亮电阻 光敏电阻在某一光照下的阻值，称为该光照下 的亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。 （3）光电流 亮电流与暗电流之差，称为光电流。
当无光照时：光敏电阻值(暗电阻)很大，电路中电流很小 当有光照时：光敏电阻值(亮电阻)急剧减少，电流迅速增加 光照停止时：恢复高阻状态
优点：
灵敏度高，光谱响应范围宽，体积小、重量轻、机械强度高 ，耐冲击、耐振动、抗过载能力强和寿命长等。
不足：
需要外部电源，有电流时会发热。
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形成原因：
（1）对紫外光敏感元件 紫外光是指紫外线(波长λ＝10～380nm)的内侧光波，波长约300
～380nm。对这类光敏感的材料有氧化锌、硫化锌等，适于作α β γ 射线检测及光电控制电路。
（2）对可见光敏感元件 可见光波长范围约380～760nm，对这类光敏感的材料有硒、硅
、锗等，适用于光电计数、光电锅台、光电控制等场合。
有光照时：I较大，此电流称之为亮电流； 光敏电 阻的阻值显著减小，相应称之为亮电阻（千欧以内）
光电流：由光照所产生的自由电子—空穴流，为亮电流与暗电流之差。 由于暗电流很小，在工程分析时可把亮电流看成光电流。
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光敏电阻的结构
1.玻璃 2.光电导层 3.电极 4.绝缘衬底 5.金属壳 6.黑色绝缘玻璃 7.引线
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过程：当光照射到半导体材料上时，价带中的电子受到能量大于 或等于禁带宽度的光子轰击，并使其由价带越过禁带跃入导带， 如图，使材料中导带内的电子和价带内的空穴浓度增加，从而使 电导率变大。