CH9光电式传感器含答案传感器与检测技术第2版习题及解.docx

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CH9光电式传感器含答案传感器与检测技术第2版习题及解

第9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、光电式传感器是利用（）把光信号转换成电信号。

A.被测量B.光电效应

C.光电管D.光电器件

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。

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

23、循环码0110对应的二进制码是（）。

A.0110B.0100C.0101D.1001

24、当两块光栅的夹角很小时，光栅莫尔条纹的间距（）

A．与栅线的宽度成正比B.与栅线间宽成正比

C．与夹角近似成正比D.与栅距近似成正比

25、现有一个采用4位循环码码盘的光电式编码器，码盘的起始位置对应的编码是0011，终止位置对应的编码是0101，则该码盘转动的角度可能会是（）

A．45°°°°

26、现有一个采用4位循环码码盘的光电式编码器，码盘的起始位置对应的编码是0011，终止位置对应的编码是1111，则该码盘转动的角度可能会是（）

A．60°°°°

27、一个6位的二进制光电式编码器，其测量精度约为（）

A．°B.°　　　C．°D.60°

28、（）属于脉冲盘式编码器。

A．接触式编码器

B．光电式编码器

C．增量编码器

D．电磁式编码器

29、采用50线/mm的计量光栅测量线位移,若指示光栅上的莫尔条纹移动了12条,则被测线位移为（）mm

A．B.0.12　　　C．D.

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

6、以下传感器中属非接触式的有：

（）

A.电磁式编码器B.光电式编码器C.脉冲盘式编码器D.计量光栅

7、计量光栅的特点是（）。

A．测量精度高

B．成本低

C．非接触式

D．对环境要求不高

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。

11、循环码1101对应的二进制码是。

12、采用4位二进制码盘能分辨的角度为。

13、计量光栅是利用光栅的现象进行测量的。

14、光栅测量原理是以移过的莫尔条纹的数量来确定位移量，其分辨率为。

15、莫尔条纹有、和这三个重要特点。

16、当两块光栅的夹角很小时，光栅莫尔条纹的间距与近似成反比。

17、目前为止，数字式传感器最主要的两种类型是和。

18、直线式编码器用于测量，用于测量角位移。

19、计量光栅主要由和两部分组成。

20、计量光栅中的光电转换装置包括主光栅、、和光电元件。

21、为了提高光栅的分辨率，测量比栅距更小的位移量，光栅采用细分技术，常有的细分技术有直接细分、和。

22、数字式传感器是能够直接将转换为的传感器。

与模拟式传感器相比，具有测量精度和分辨率高、、抗干扰能力强、便于与微机接口和适宜的优点。

23、数字式传感器主要有和两种类型，可用于和

测量。

24、编码器按结构形式可分为和两大类，分别用于测量

和。

25、计量光栅利用光栅的现象，以线位移和为基本测试内容，应用于高精度加工机床、光学坐标镗床、制造大规模集成电路的设备及检测仪器等。

26、计量光栅按应用范围不同可分为和；按用途不同有测量线位移的和；按光栅结构不同，又可分为

和。

四、简答题

1、什么是光电式传感器？

2、光电式传感器的基本工作原理是什么？

3、光电式传感器的基本形式有哪些？

4、什么是光电器件？

5、典型的光电器件有哪些？

6、CCD的电荷转移原理是什么？

7、什么是全反射？

8、光纤的数值孔径有何意义？

9、何谓CCD势阱？

10、光电器件有哪几种类型？

各有何特点？

11、光在光纤中是怎样传输的？

12、对光纤及入射光的入射角有什么要求？

13、试述光敏电阻的工作原理。

14、试述光敏二极管的工作原理。

15、试述光敏三极管的工作原理。

16、试述光电池的工作原理。

17、简述什么是光电导效应？

18、简述什么是光生伏特效应？

19、简述什么是外光电效应？

20、典型的光电器件有哪些？

21、简述光纤传感器的组成。

22、简述光纤传感器的工作原理。

23、请简述光导纤维传光原理。

24、请简述半导体光吸收型光纤温度传感器的工作原理。

25、什么是光电效应?

26、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。

27、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？

28、光纤损耗是如何产生的？

29、光纤损耗对光纤传感器有哪些影响？

30、什么是光电效应和光电器件？

31、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。

32、利用某循环码盘测得的结果为“0110”，其实际转过的角度是多少？

33、透射式光栅传感器的莫尔条纹是怎样产生的？

条纹间距、栅距和夹角的关系是什么？

34、如何判别光栅传感器的运动方向？

35、如何实现提高光电式编码器的分辨率？

36、二进制码与循环码各有何特点？

并说明它们的互换原理。

37、简述光栅莫尔条纹测量位移的三个主要特点?

38、简述光栅读数头的组成和工作原理？

39、简述计量光栅的结构和基本原理。

40、试区分硅光电池和硒光电池的结构与工作原理。

41、试介绍MOS光敏单元的工作原理。

42、CCD的电荷转移原理是什么？

43、试对面阵型CCD图像传