第10章光电传感器上
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第十章光电传感器思考题与习题答案1.单项选择题1)晒太阳取暖利用了____C____;人造卫星的光电池板利用了____A____;植物的生长利用了____B____。
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____B____,相同光子数目的蓝光能量比红光____C____。
A.长B.短C.大D.小3)光敏二极管属于____B____,光电池属于____C____。
A.外光电效应B.内光电效应C.光生伏特效应D.光热效应4)光敏二极管在测光电路中应处于____B____偏置状态,而光电池通常处于____C____偏置状态。
A.正向B.反向C.零5)光纤通讯中,与出射光纤耦合的光电元件应选用____C____。
A.光敏电阻B.PIN光敏二极管C.APD光敏二极管D.光敏三极管6)温度上升,光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的暗电流____A____。
A.增加B.减小C.不变7)普通型硅光电池的峰值波长为____C____,落在____E____区域。
A.0.8m B.8mm C.0.8μmD.0.8nmD.可见光E.近红外光F.紫外光G.远红外光8)欲精密测量光的照度,光电池应配接____D____。
A.电压放大器B.A/D转换器C.电荷放大器D.I/U转换器9)欲利用光电池为手机充电,需将数片光电池____B____起来,以提高输出电压,再将几组光电池____A____起来,以提高输出电流。
A.并联B.串联 C.短路 D.开路10)欲利用光电池在灯光(约200lx)下驱动液晶计算器(1.5V)工作,设每片光电池的有载输出电压约为0.4V,则必须将___C___片光电池串联起来才能正常工作。
A.2片 B.3片 C.4片 D.20片11)光导纤维是利用光的____D____原理来远距离传输信号的。
A.光的偏振 B.光的干涉 C.光的散射 D.光的全反射12)光纤通信应采用____D____作为光纤的光源;光纤水位计可以采用____B____作为光纤的光源较为经济。
光电传感器实验报告(文档4篇)以下是网友分享的关于光电传感器实验报告的资料4篇,希望对您有所帮助,就爱阅读感谢您的支持。
光电传感器实验报告第一篇实验报告2――光电传感器测距功能测试1.实验目的:了解光电传感器测距的特性曲线;掌握LEGO基本模型的搭建;熟练掌握ROBOLAB软件;2.实验要求:能够用LEGO积木搭建小车模式,并在车头安置光电传感器。
能在光电传感器紧贴红板,以垂直红板的方向作匀速直线倒车运动过程中进行光强值采集,绘制出时间-光强曲线,然后推导出位移-光强曲线及方程。
3.程序设计:编写程序流程图并写出程序,如下所示:ROBOLAB程序设计:4.实验步骤:1) 搭建小车模型,参考附录步骤或自行设计(创新可加分)。
2) 用ROBOLAB编写上述程序。
3) 将小车与电脑用USB数据线连接,并打开NXT的电源。
点击ROBOLAB 的RUN按钮,传送程序。
4) 取一红颜色的纸板(或其他红板)竖直摆放,并在桌面平面与纸板垂直方向放置直尺,用于记录小车行走的位移。
5) 将小车的光电传感器紧贴红板放置,用电脑或NXT的红色按钮启动小车,进行光强信号的采样。
从直尺上读取小车的位移。
6) 待小车发出音乐后,点击ROBOLAB的数据采集按钮,进行数据采集,将数据放入红色容器。
共进行四次数据采集。
7) 点击ROBOLAB的计算按钮,分别对四次采集的数据进行同时显示、平均线及拟和线处理。
8) 利用数据处理结果及图表,得出时间同光强的对应关系。
再利用小车位移同时间的关系(近似为匀速直线运动),推导出小车位移同光强的关系表达式。
5.调试与分析a) 采样次数设为24,采样间隔为0.05s,共运行1.2s。
采得数据如下所示。
b) 在ROBOLAB的数据计算工具中得到平均后的光电传感器特性曲线,如图所示:c) 对上述平均值曲线进行线性拟合,得到的光强与时间的线性拟合函数:d) 取四次实验小车位移的平均值,根据时间与光强的拟合函数求取距离与光强的拟合函数:由上图可得光强与时间的关系为:y=-25.261858×t+56.524457 ; 量取位移为4.5cm,用时1.2s,得:x=3.75×t ;光强与位移的关系为:y= -6.73649547×x+56.524457 ;e) 通过观测上图及导出的光强位移函数可知,光电传感器在短距离里内对位移信号有着良好的线性关系,可以利用光强值进行位移控制。
光电传感器的工作原理标题:光电传感器的工作原理引言概述:光电传感器是一种能够将光信号转换为电信号的传感器,广泛应用于工业自动化、光学测量、医疗设备等领域。
本文将详细介绍光电传感器的工作原理。
一、光电传感器的基本组成1.1 光源:光电传感器中的光源通常为LED或激光二极管,用于发射光信号。
1.2 接收器:光电传感器中的接收器用于接收光信号并转换为电信号。
1.3 信号处理电路:信号处理电路用于处理接收到的电信号,提取所需的信息。
二、光电传感器的工作原理2.1 发射光源发射光信号:光电传感器中的光源发射光信号,照射到被测物体表面。
2.2 光信号被反射或透过:被测物体表面对光信号的反射或透过会使接收器接收到不同的光信号。
2.3 接收器转换为电信号:接收器接收到的光信号会被转换为电信号,通过信号处理电路进行处理。
三、光电传感器的工作模式3.1 透射式:光源和接收器在被测物体的两侧,当被测物体遮挡光信号时,接收器接收到的光信号减弱。
3.2 反射式:光源和接收器在同一侧,当被测物体反射光信号时,接收器接收到的光信号增强。
3.3 漫反射式:光源和接收器在同一侧,通过被测物体表面的漫反射光信号进行检测。
四、光电传感器的应用领域4.1 工业自动化:光电传感器可用于检测物体的位置、颜色、形状等信息,实现自动化生产。
4.2 光学测量:光电传感器可用于测量光学器件的反射率、透射率等参数。
4.3 医疗设备:光电传感器可用于医疗设备中的血氧检测、心率监测等功能。
五、光电传感器的发展趋势5.1 小型化:随着技术发展,光电传感器越来越小型化,适用于更多复杂环境。
5.2 高精度:光电传感器的精度不断提高,可以满足更高要求的应用场景。
5.3 多功能化:光电传感器的功能越来越多样化,可以实现更多复杂的检测任务。
总结:光电传感器作为一种重要的传感器技术,在各个领域都有着广泛的应用。
通过了解光电传感器的工作原理,可以更好地理解其在实际应用中的作用和优势。
光电传感器的工作原理
首先,光电传感器的核心部件是光敏元件,它通常采用光电二极管、光电三极管、光电二极管阵列等器件。
当光线照射到光敏元件上时,光子的能量会激发光敏元件内部的电子,使得器件产生电流或电压信号。
这些电信号随着光照强度的变化而变化,从而实现了对光信号的检测和测量。
其次,光电传感器的工作原理还涉及到光源和光敏元件之间的光路设计。
光源的选择和位置会直接影响到光敏元件接收到的光信号强度,从而影响到传感器的灵敏度和精度。
合理设计光路可以有效提高光电传感器的性能,使其在不同环境下都能够稳定可靠地工作。
另外,光电传感器还可以通过光电开关、光电编码器、光电测距传感器等形式来实现不同的功能。
例如,光电开关可以通过检测物体遮挡光路来实现物体的检测和计数;光电编码器可以通过测量光信号的脉冲数来实现位置和速度的测量;光电测距传感器则可以通过测量光信号的时间差来实现距离的测量。
总的来说,光电传感器的工作原理是基于光电效应和光敏元件的特性,通过光信号到电信号的转换来实现对光的检测和测量。
合理的光路设计和不同形式的应用使得光电传感器在工业自动化、电子设备、通信等领域都有着广泛的应用前景。
希望本文能够帮助读者更加深入地了解光电传感器的工作原理,为相关领域的工程师和研究人员提供一定的参考价值。
光电传感器的工作原理引言概述:光电传感器是一种常用的传感器类型,它能够将光信号转化为电信号,并通过电信号的变化来感知和测量光的强度、位置和其他相关参数。
本文将详细介绍光电传感器的工作原理及其应用领域。
一、光电传感器的类型1.1 反射型光电传感器反射型光电传感器由发射器和接收器组成,发射器发出光束,光束被目标物体反射后,由接收器接收。
当目标物体接近传感器时,光束被遮挡,接收器接收到的光信号强度减弱,从而触发传感器的输出信号。
这种类型的传感器适用于检测物体的存在、位置和运动等。
1.2 投射型光电传感器投射型光电传感器也由发射器和接收器组成,但是发射器和接收器分别安装在传感器的两侧。
发射器发出光束,光束经过目标物体后,由接收器接收。
当目标物体接近传感器时,光束被遮挡,接收器接收到的光信号强度减弱,从而触发传感器的输出信号。
这种类型的传感器适用于检测物体的存在、位置和运动等。
1.3 散射型光电传感器散射型光电传感器由发射器和接收器组成,发射器发出光束,光束经过目标物体后,部分光被目标物体散射,由接收器接收。
当目标物体接近传感器时,散射的光信号强度增强,接收器接收到的光信号强度增加,从而触发传感器的输出信号。
这种类型的传感器适用于检测物体的存在、位置和运动等。
二、光电传感器的工作原理2.1 发射器光电传感器的发射器通常由发光二极管(LED)组成。
当LED接通电流时,它会发出特定波长的光束,这个波长通常与接收器的光敏元件相匹配。
2.2 接收器光电传感器的接收器通常由光敏元件和信号处理电路组成。
光敏元件可以是光敏二极管(Photodiode)、光敏三极管(Phototransistor)等。
当光束照射到光敏元件上时,光敏元件会产生电流或电压信号。
信号处理电路会对接收到的光信号进行放大、滤波和解码等处理。
2.3 工作原理当光束照射到目标物体上时,光束的强度会发生变化。
这个变化可以由接收器接收到的光信号强度的变化来体现。
光电传感器电路原理
光电传感器是一种利用光电效应将光信号转换为电信号的装置。
它由光敏元件和信号处理电路组成。
光敏元件是光电传感器的核心部件,常用的有光电二极管、光敏三极管和光敏电阻等。
光电二极管是一种专门用于接收光信号的半导体元件,它在受到光照后,会产生电流。
光敏三极管的基极光敏区域可以将光信号转换为电流信号,它具有较高的灵敏度和响应速度。
光敏电阻的电阻值会随光照强度的变化而变化,从而实现光信号到电信号的转换。
信号处理电路是光电传感器中对光敏元件的信号进行放大、滤波和处理的部分。
它通常包括前端放大电路、滤波电路和输出电路等。
前端放大电路负责将光敏元件产生的微弱信号放大到合适的电平,以便进行后续的处理。
滤波电路可以滤除杂散信号和高频噪声,提高信号的质量。
输出电路将信号经过处理后,输出到外部的控制器或显示设备。
在光电传感器电路中,还可以加入比较器、触发器等辅助电路,以实现特定的功能和控制。
比如,可以通过比较器将光电传感器的输出与预设的阈值进行比较,从而判断光照强度是否满足要求;触发器可以通过光敏元件产生的信号触发特定的动作或事件。
综上所述,光电传感器电路通过光敏元件将光信号转换为电信号,并通过信号处理电路对电信号进行处理和控制,从而实现对光照强度和光信号的感知和检测。
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。
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。
绪论1、自动检测系统原理图系统框图:用于表示一个系统各部分和各环节之间的关系,用来描述系统的输入输出、中间处理等基本功能和执行逻辑过程的概念模式。
自动检测系统的组成:传感器、信号调理电路、显示器,数据处理装置、执行机构组成。
(这里会出填空题)2、传感器:只一个能将被测的非电量变换成电量的器件。
3、自动磨削测控系统原理说明:传感器快速检测出工件的直径参数,计算机一方面对直径参数做一系列的运算、比较、判断等操作,然后将有关参数送到显示器显示出来,另一方面发出控制信号,控制研磨盘的径向位移,指导工件加工到规定要求为止。
第一章检测技术的基本概念1、测量:借助专门的技术和仪表设备,采用一定的方法取得某一客观事物定量数据资料的实践过程。
2、测量方法的分类:静态测量、动态测量直接测量、间接测量接触式测量、非接触式测量偏位式测量,零位式测量,微差式测量3、测量误差的表示方法:绝对误差和相对误差(示值相对误差、引用误差)4、测量误差的分类:粗大误差、系统误差、随机误差、静态误差、动态误差。
5、传感器的组成:由敏感元件、传感元件、测量转换电路组成、6、测量转换电路的作用:将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电压、电流或频率量。
7、传感器的静态特征:灵敏度:指传感器在稳态下输出变化值与输入变化值之比。
分辨力:指传感器能检测出被测信号的最小变化量。
非线性度:线性度又称非线性误差,指传感器实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程范围内的输出之百分比。
迟滞误差:传感器的正向特性与反向特性的不一致程度。
稳定性、电磁兼容性、可靠性第二章电阻传感器1、应变效应:导体或半导体材料在外界力的作用下,会产生机械变形、其电阻值也将随着发生变化。
2、压阻效应:单晶硅材料在受到应力作用后,电阻率发生明显变化。
3、投入式液位计的工作原理:压阻式压力传感器安装在不锈钢壳体内,,并用不锈钢支架固定放置在液体底部。
传感器的高压侧的进气孔与液体相通,可读出安装高度处的表压力。
机械工程测试技术课后习题及答案熊诗波第四版引言《机械工程测试技术》是机械工程专业的一门基础课程,对于培养学生的实际操作能力和问题解决能力具有重要意义。
本文档整理了该课程的课后习题及答案,供学生参考和复习使用。
第一章传感器基础习题11.什么是传感器?2.传感器的工作原理有哪些?3.传感器分类及其应用领域。
4.请简要说明接触和非接触式传感器的区别。
习题21.并联电阻电桥是如何工作的?2.串联电阻电桥是如何工作的?3.请简述电桥测量中的三种电感器速敏电桥的特点。
习题31.请简述压力传感器的原理及其应用领域。
2.温度传感器有哪些工作原理?请分别说明。
3.光电传感器在机械工程中的应用有哪些?第二章机械测量习题11.弹簧测力计的测量原理是什么?2.请简述测力计的容量和灵敏度的概念。
3.注意事项:在何种情况下应避免在静荷载工作?习题21.请说明磁电测量的优点和缺点。
2.用什么方法可以准确地测量温度?3.请列举机械测量中常见的温度测量方法。
习题31.请简述力矩传感器的原理及其应用。
2.什么是浮子液位计?它的测量原理是什么?3.请简要说明测量转速的常见方法。
第三章自动控制检测技术习题11.请简要说明PID控制器的工作原理。
2.请列举几种常见的控制阀。
3.什么是传感器偏差?如何进行校准?习题21.对于机械手,什么是位姿?2.请简述闭环控制的基本原理。
3.请说明比例控制的特点。
习题31.请简单介绍气动传感器的工作原理。
2.什么是静态特性曲线?3.数据采集系统的组成有哪些?结语本文档总结了《机械工程测试技术》课后习题及答案,涵盖了传感器基础、机械测量和自动控制检测技术等内容。
对于学习该课程的学生来说,希望本文档可以起到辅助和复习的作用。
但仍然建议学生在解答习题时充分理解知识点,并多做实践操作,以提升自己的实际能力。