第10章光电式传感器
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
B.PN结
C. 光电二极管
D.MOS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。
A.偏振调制
B.共振调制
C.角度调制
D.振幅调制
15、利用外界因素对于光纤中光波相位的变化来探测各种物理量的传感器，称为( )。
A.相位调制型传感器
B.相位结合型传感器
C.相位振动型传感器
D.相位干涉型传感器
16、半导体激光发光是由( )之间的电子-空穴对复合产生的，激励过程是使半导体中的载流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。
A.原子
B.分子
C.离子
D.能带
17、固体激光器是以固体为工作物质的激光器，也就是以掺杂的离子型( )和玻璃作为工作物质的激光器。
A.石英晶体
B.高纯硅
C.绝缘晶体
D.压电晶体
18、利用光纤本身的某种敏感特性或功能制作的传感器称为( )。
A.敏感型传感器
B.功能型传感器
C.传光型传感器
D.功敏型传感器
19、光纤仅起传输光波的作用，必须在光纤中间或端面加装其他敏感元件才能构成传感器，称为( )。
A.光容型传感器
B.光感型传感器
C.传光型传感器
D.光敏型传感器
20、光纤振动传感器与其他光纤传感器一样，从原理上讲也可以分为两种类型，实际上，直接以( )作为振动信息的敏感元件,难以分离其他物理量变化产生的影响。
A.光纤
B.电压
C.电流
D.电阻
21、光纤是用( )作为主要原料的一种透明度很高的介质材料，广泛用于通信和传感器。
A.光刻玻璃
B.石英玻璃
C.光刻硅
D.钛铝合金
22、数值孔径NA是光纤的一个重要参数，以下说法不正确的是（）
A．数值孔径反映了光纤的集光能力
B．光纤的数值孔径与其几何尺寸有关
C．数值孔径越大，光纤与光源的耦合越容易
D．数值孔径越大，光信号的畸变也越大
二、多项选择题
1、光纤传感器用的光纤主要有两种：（）
A.单模光纤
B.多模光纤
C.单晶光纤
D.多晶光纤
2、光纤传感器与传统传感器相比有许多特点，包括以下哪几种？（）
A.灵敏度高
B.结构简单
C.耗电量小
D.绝缘性好
3、光探测器是光纤传感器构成的一个重要部分，它的性能指标将直接影响传感器的性能。光纤传感器对光探测器的要求包括以下那几个？（）
A.线性好，按比例地将光信号转换为电信号
B.灵敏度高，能敏度微小的输入光信号，并输出较大的电信号
C.产品结构简单，易维护
D.性能稳定，噪声小
4、光纤传感器中常用的光探测器有以下哪几种？（）
A.光电二极管
B.光电倍增管
C.光敏电阻
D.固体激光器
5、光纤医用传感器是用来测量人体和生物体内部有关医疗诊断等医学参量的光纤传感器，目前使用的有以下哪几种？（）
A.光纤氧饱和度传感器
B.光纤pH值传感器
C.光纤体温计
D.光纤体压计
三、填空题
1、光电式传感器由及两大部分组成。
2、光敏电阻与之差称为光电流。
3、光电池与光敏二极管、光敏三极管都是PN界，主要区别在于后者的PN结
。
4、CCD的突出特点是以作为信号。
5、光纤工作的基础是。
6、光纤传感器技术是本世纪70年代末发展起来的一门崭新的技术，是传感器技术的新成就，光纤传感器技术是随着和的发展而形成的。
7、一般来说，固体激光器可以分为四个主要部分：工作物质、、谐振，冷却系统以及。
8、按照工作原理的不同，可将光电式传感器分为、红外热释传感器、固体图像传感器和。
9、按照测量光路组成来看，光电式传感器可以分为、、辐射式和开关式光电传感器。
10、光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的效应,这类元件有；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的效应，这类元件有；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表。
四、简答题
1、什么是光电式传感器？光电式传感器的基本工作原理是什么？
2、光电式传感器的基本形式有哪些？
3、什么是光电器件？典型的光电器件有哪些？
4、CCD的电荷转移原理是什么？
5、什么是全反射？光纤的数值孔径有何意义？
6、何谓CCD势阱？
7、光电器件有哪几种类型？各有何特点？
8、光在光纤中是怎样传输的？对光纤及入射光的入射角有什么要求
9、试述光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管和光电池的工作原理。
10、简述什么是光电导效应？光生伏特效应？外光电效应？这些光电效应的典型光电器件各自有哪些？
11、简述光纤传感器的组成和工作原理。
12、请简述光导纤维传光原理。
13、请简述半导体光吸收型光纤温度传感器的工作原理。
14、什么是光电效应?
15、光纤传感器技术是一门多学科性科学，涉及到的知识面很广泛，请列举至少四门这样的学科。
16、光导纤维有哪些优点？光纤式传感器中光纤的主要优点有哪些？
17、光纤损耗是如何产生的？它对光纤传感器有哪些影响？
18、什么是光电效应和光电器件？常用的光电器件有哪几大类？试解释这几类光电器件各自的工作基础并举例。
五、计算题
1、试计算n1=1.46,n2=1.45的阶跃折射率光纤的数值孔径值。如光纤外部介质的n0=1，求最大入射角θc的值。
第10章光电式传感器 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 B.PN结 C. 光电二极管 D.MOS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。 A.偏振调制 B.共振调制 C.角度调制 D.振幅调制 15、利用外界因素对于光纤中光波相位的变化来探测各种物理量的传感器，称为( )。 A.相位调制型传感器 B.相位结合型传感器 C.相位振动型传感器 D.相位干涉型传感器 16、半导体激光发光是由( )之间的电子-空穴对复合产生的，激励过程是使半导体中的载流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。 A.原子 B.分子 C.离子 D.能带 17、固体激光器是以固体为工作物质的激光器，也就是以掺杂的离子型( )和玻璃作为工作物质的激光器。 A.石英晶体 B.高纯硅 C.绝缘晶体 D.压电晶体 18、利用光纤本身的某种敏感特性或功能制作的传感器称为( )。 A.敏感型传感器 B.功能型传感器 C.传光型传感器 D.功敏型传感器 19、光纤仅起传输光波的作用，必须在光纤中间或端面加装其他敏感元件才能构成传感器，称为( )。 A.光容型传感器 B.光感型传感器 C.传光型传感器 D.光敏型传感器 20、光纤振动传感器与其他光纤传感器一样，从原理上讲也可以分为两种类型，实际上，直接以( )作为振动信息的敏感元件,难以分离其他物理量变化产生的影响。 A.光纤 B.电压 C.电流 D.电阻 21、光纤是用( )作为主要原料的一种透明度很高的介质材料，广泛用于通信和传感器。 A.光刻玻璃 B.石英玻璃 C.光刻硅 D.钛铝合金 22、数值孔径NA是光纤的一个重要参数，以下说法不正确的是（） A．数值孔径反映了光纤的集光能力 B．光纤的数值孔径与其几何尺寸有关
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。
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
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 简述CCD 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。
《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 简述CCD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。
教师授课方案（首页） 授课班级09D电气1、电气2 授课日期 课节 2 课堂类型讲授 课题第十章光电传感器第一节光电效应及光电传感器 第二节光电元件的基本应用电路 教学目的与要求【知识目标】 1、理解光电效应、了解光电元件及特性、参数 2、掌握光电元件的基本应用电路 【能力目标】培养学生理论分析及理论联系实际的能力，在实际测量中会分析光电元件的基本应用电路。 【职业目标】培养学生爱岗敬业的情感目标。 重点难点重点：光电元件的基本应用电路 难点：无 教具教学辅助活动教具：多媒体课件、光电元件及光电传感器实物、习题册教学辅助活动：提问、学生讨论 一节教学过程安排复习 1、简述热电偶的冷端补偿方法 2、简述热电偶的冷端补偿导线配型以及补偿 时的注意事项 3、温控仪表的接线方法 5分钟讲课 1、光电效应、光电元件及特性、参数 2、光电管、光敏二极管、光敏三极管、光敏 晶闸管的应用电路 73分钟小结 小结见内页，之后利用10分钟时间与学生互 动答疑 10分钟作业习题册第十章光电传感器习题2分钟 任课教师：叶睿2011年2月6日审查教师签字：年月日
教案附页【复习提问】 上节课知识点： 1、简述热电偶的冷端补偿方法 2、简述热电偶的冷端补偿导线配型以及补偿时的注意事项 3、温控仪表的接线方法 第十章光电传感器 【章节导入】： 光电传感器是将光信号（例如转速、浊度）转换为电信号的传感器。此传感器具有反应快、非接触测量的优点。 【本章要点】： 1、学习光电效应、光电元件的结构、工作原理、特性 2、掌握光电元件的基本应用电路 3、光电传感器的各种应用 4、掌握光电开关及光电断续器的使用方法。 第一节光电效应及光电传感器 【本节内容设计】 通过实物展示、课件与教师讲授光电效应、光电元件、光电元件的特性与参数，为光电传感器的学习奠定基础 【授课内容】 光电效应：用光照射某一物体，可以看作物体受到一连串能量为hf的光子的轰击，组成这物体的材料吸收光子能量而发生相应电效应的物理现象称为光电效应。通常把光电效应分为三类： （1）外光电效应：在光线的作用下能使电子逸出物体表面的光电效应。 基于外光电效应的光电元件：光电管、光电倍增管、光电摄像管等（玻璃真空管元件）。 （2）内光电效应：在光线的作用下能使物体的电阻率改变的光电效应 基于内光电效应光电元件：光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管及光敏晶闸管等。 （3）光生伏特效应：在光线的作用下，物体产生一定方向电动势的光电效应。
第 10 章 光电式传感器 、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 C.电荷 D. 电压或者电流 11、 构成CCD 勺基本单元是( ) 8、光敏电阻的特性是（ ） A.有光照时亮电阻很大 B C.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.光电池 D. 10、CCD U( ）为信号 A. 电压 B. .无光照时暗电阻很小 .受一定波长围的光照时亮电流很大 ） 光敏电阻 光电倍增管 电流
第 10 章光电式传感器 、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 C.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.光电池 D. 10、CCD U(）为信号 A. 电压 B..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 光电倍增管 电流 C.电荷 D. 电压或者电流 11、构成CCD勺基本单元是( ) 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勺原理，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勺信号叠加到载波光波上。 A. 偏振调制 B. 共振调制 C. 角度调制 D. 振幅调制 15、利用外界因素对于光纤中光波相位勺变化来探测各种物理量勺传感器，称为( ) 。 A. 相位调制型传感器 B. 相位结合型传感器 C. 相位振动型传感器 D. 相位干涉型传感器 16、半导体激光发光是由( ) 之间勺电子- 空穴对复合产生勺，激励过程是使半导体中勺 载流子从平衡状态激发到非平衡状态勺激发态。 A. 原子 B. 分子 C. 离子 D. 能带 17、固体激光器是以固体为工作物质勺激光器，也就是以掺杂勺离子型( ) 和玻璃作为工作物质勺激光器。 A. 石英晶体 B. 高纯硅 C. 绝缘晶体 D. 压电晶体 18、利用光纤本身勺某种敏感特性或功能制作勺传感器称为( ) 。 A. 敏感型传感器 B. 功能型传感器 C. 传光型传感器 D. 功敏型传感器 19、光纤仅起传输光波勺作用，必须在光纤中间或端面加装其他敏感元件才能构成传感器，称为( ) 。 A. 光容型传感器 B. 光感型传感器 C. 传光型传感器 D. 光敏型传感器 20、光纤振动传感器与其他光纤传感器一样，从原理上讲也可以分为两种类型，实际上，直接以( ) 作为振动信息勺敏感元件,难以分离其他物理量变化产生勺影响。
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 B C．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。 A. 偏振调制 B.共振调制 C.角度调制 D.振幅调制 15、利用外界因素对于光纤中光波相位的变化来探测各种物理量的传感器，称为( ) 。 A. 相位调制型传感器 B.相位结合型传感器 C. 相位振动型传感器 D.相位干涉型传感器 16、半导体激光发光是由( ) 之间的电子- 空穴对复合产生的，激励过程是使半导体中的载流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。 A. 原子 B. 分子 C.离子 D.能带 17、固体激光器是以固体为工作物质的激光器，也就是以掺杂的离子型( ) 和玻璃作为工作物质的激光器。 A. 石英晶体 B.高纯 硅C.绝缘晶 体 D.压电晶体 18、利用光纤本身的某种敏感特性或功能制作的传感器称为()。 A. 敏感型传感器 B. 功能型传感器 C. 传光型传感器 D. 功敏型传感器 19、光纤仅起传输光波的作用，必须在光纤中间或端面加装其他敏感元件才能构成传感器， 称为()。 A. 光容型传感器 B. 光感型传感器 C. 传光型传感器 D. 光敏型传感器 20、光纤振动传感器与其他光纤传感器一样，从原理上讲也可以分为两种类型，实际上，直 接以 ()作为振动信息的敏感元件, 难以分离其他物理量变化产生的影响。 A. 光纤 B. 电压 C.电流 D.电阻 21、光纤是用( ) 作为主要原料的一种透明度很高的介质材料，广泛用于通信和传感器。 A. 光刻玻璃 B.石英玻璃 C.光刻硅 D.钛铝合金 22 NA A．数值孔径反映了光纤的集光能力 B．光纤的数值孔径与其几何尺寸有关 C．数值孔径越大，光纤与光源的耦合越容易
第7章光电式传感器习题 1. 什么是光电效应? 什么是内、外光电效应? 当用光照射物体时，物体受到一连串具有能量的光子的轰击，于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生相应的电效应（如电阻率变化、发射电子或产生电动势等）。这种现象称为光电效应。 2 试比较光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏三极管的性能差异．给出什么情况下应选用哪种器件最为合适的评述。 3假如打算设计—种光电传感器，用于控制路灯的自动亮灭(天黑自动点亮，天明白动熄灭)。试问可以选择哪种光电器件?试设计电路。 4光电转速传感器的测量原理是将被测轴的转速变换成相应频率的脉冲信号，然后，测出脉冲频率即可测得转速的数值。试根据这一思路画出光电转速传感器的检测变换部分的工作原理示意图，图中的光电转换元件选用哪种光电器件比较合适?为什么？ 5 利用光敏器件制成的产品计数器，具有非接触、安全可靠的特点，可广泛应用于自动化生产线的产品计数，如机械零件加工、输送线产品、汽水、瓶装酒类等。还可以用来统计出入口入员的流动情况。试利用光电传感器设计一产品自动计数系统，简述系统工作原理。 产品计数器的工作原理，如图所示。产品在传送带上运行时，不断地遮挡光源到光敏器件间的光路，使光电脉冲电路随着产品的有无产生一个个电脉冲信号。产品每遮光一次，光电脉冲电路便产生一个脉冲信号，因此，输出的脉冲数即代表产品的数目。该脉冲经计数电路计数并由显示电路显示出来 一、单项选择题 1、晒太阳取暖利用（）；人造卫星的光电池利用（）；植物生长利用了（）； A光电效应 B 光化学效应 C 光热效应 D 感光效应 2、蓝光的波长比红光（），相同光通量的蓝光能量比红光（）。 A大 B 小 C长 D短 3、光敏二极管属于（ B ），光电池属于（）。 A外光电效应 B 内光电效应 C光生伏特效应 4、光敏二极管在测光电路中应处于（）偏置状态，光电池处于偏置状态( ) A正向 B反向 C零 5、光纤通信中，与出射光纤耦合的光电元件选用（）。 A光敏电阻 B 光敏三极管 C apd 光敏二极管D光电池