传感器与检测技术精品中职凤凰04 课后习题项目07 光电式传感器的应用.docx

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1、一、　选择题1.卫星太阳能电池工作原理基于（B　）。A.　内光电效应　　B.外光电效应　C.热敏效应　　　D.光生伏特效应2.　下列关于光敏电阻灵敏度的说法正确的是（C　）。A.暗电阻越大，灵敏度越高　　B.亮电阻越小，灵敏度越高C.亮电阻与暗电阻差值较大，灵敏度越高　　D.亮电流越大，灵敏度越高3.　已知某光源的波长，根据下列哪一特性来选择光敏电阻（B　）。A.伏安特性　　B.温度特性　　C.光谱特性4.　光电二极管在电路中一般是处于工作状态（B）。A.正向　　B.反向　　C.视具体情况而定5.　当温度升高时，光敏电阻、光电二极管和光电三极管的暗电阻均（B）。Ａ.增大　　B

2、.减小　　C.不变6.　根据某光电池的光谱特性，其最大相对灵敏度所对应波长0.8μｍ，则此硅光电池适用于下列哪种光波（D　）。A.紫外线　　B.可见光C.红外光　　D.中红外光二、　填空题1.　在光线作用下能（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，基于外光电效应的光电元件有（光敏电阻）、光电倍增管等。2.　在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于（外光电效应）。3.　光电管和光电倍增管的特性主要取决于（阴极材料）。4.　红外线的波长范围是（4000～400cm　）。5.红外线所占据的波段分为四部分，即（近红外）、（中红外）、（远红外）和（极远红外）。6.　

3、红外传感器按探测机理可以分为（热探测器）和（光子探测）两大类。7.　热释电红外传感器由（敏感单元）、（阻抗变换器）和（滤光窗）等三大部分组成。8.热释电红外传感器中场效应晶体管的作用是（将探测区域内分为若干个明区和暗区）。三、　问答题1.光电器件的基本特性有哪些？它们各是如何定义的？答（1）光电流光敏元件的两端加一定偏置电压后，在某种光源的特定照度下产生或增加的电流称为光电流。（2）暗电流光敏元件在无光照时，两端加电压后产生的电流称为暗电流。（3）光照特性当光敏元件加一定电压时，光电流I与光敏元件上光照度E之间的关系，称为光照特性。一般可表示为。（4）光谱特性当光敏元件加一定

4、电压时，如果照射在光敏元件上的是一单色光，当入射光功率不变时，光电流随入射光波长变化而变化的关系，称为光谱特性。光谱特性对选择光电器件和光源有重要意义，当光电器件的光谱特性与光源的光谱分布协调一致时，光电传感器的性能较好，效率也高。在检测中，应选择最大灵敏度在需要测量的光谱范围内的光敏元件，才有可能获得最高灵敏度。（5）伏安特性在一定照度下，光电流I与光敏元件两端的电压U的关系称为伏安特性。（6）频率特性在相同的电压和相同幅值的光强度下，当入射光以不同的正弦交变频率调制时，光敏元件输出的光电流I和灵敏度S随调制频率f变化的关系：、称为频率特性。2.当光源波长为0.8～0.9μ

5、m时宜采用哪种材料的光敏元件进行测量？答：有InSb,Hg0.8Cd0.2Te等材料。3.　简述热释电效应。答：热释电效应是指极化强度随温度改变而表现出的电荷释放现象，宏观上是温度的改变是在材料的两端出现电压或产生电流。4.　简述热释电红外传感器各组成部分的作用。热释电红外传感器内部由光学滤镜、场效应管、红外感应源(热释电元件)、偏置电阻、EMI电容等元器件组成。光学滤镜的主要作用是只允许波长在10μm左右的红外线(人体发出的红外线波长)通过，而将灯光、太阳光及其他辐射滤掉，以抑制外界的干扰。红外感应源通常由两个串联或者并联的热释电元件组成，这两个热释电元件的电极相反，环境背

6、景辐射对两个热释电元件几乎具有相同的作用，使其产生的热释电效应相互抵消，输出信号接近为零。一旦有人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收，由于角度不同，两片热释电元件接收到的热量不同，热释电能量也不同，不能完全抵消，经处理电路处理后输出控制信号。5.　简述菲涅尔透镜的作用。答：菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射（反射）在PIR上，第二个作用是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。菲涅尔透镜，简单的说就是在透镜的一侧有等距的齿纹，通过这些齿纹，可以达到对指定光谱

7、范围的光带通(反射或者折射)的作用。传统的打磨光学器材的带通光学滤镜造价昂贵。菲涅尔透镜可以极大的降低成本。