南京理工大學光電檢測-習題解答

1、南京理工大學光電檢測課后習題答案南京理工大學光電檢測課后習題答案第1章1、舉例說明你說知道的檢測系統(tǒng)的工作原理、舉例說明你說知道的檢測系統(tǒng)的工作原理。（1）光電檢測技術在工業(yè)生產領域中的應用：在線檢測：零件尺寸、產品缺陷、裝配定位…（2）光電檢測技術在日常生活中的應用：家用電器——數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機：自動對焦紅外測距傳感器自動感應燈：亮度檢測光敏電阻空調、冰箱、電飯煲：溫度檢測熱敏電阻、熱電偶遙控接收：紅外檢測光敏二極管、光敏三極管可

2、視對講、可視電話：圖像獲取面陣CCD醫(yī)療衛(wèi)生——數(shù)字體溫計：接觸式熱敏電阻，非接觸式紅外傳感器辦公商務——掃描儀：文檔掃描線陣CCD紅外傳輸數(shù)據(jù)：紅外檢測光敏二極管、光敏三極管（3）光電檢測技術在軍事上的應用：夜視瞄準機系統(tǒng)：非冷卻紅外傳感器技術激光測距儀：可精確的定位目標光電檢測技術應用實例簡介光電檢測技術應用實例簡介點鈔機點鈔機（1）激光檢測—激光光源的應用用一定波長的紅外激光照射第五版人民幣上的熒光字，會使熒光字產生一定波長的激光

3、，通過對此激光的檢測可辨別鈔票的真假。由于仿制困難，故用于辨?zhèn)魏軠蚀_。（2）紅外穿透檢測—紅外信號的檢測紅外穿透的工作原理是利用人民幣的紙張比較堅固、密度較高以及用凹印技術印刷的油墨厚度較高，因而對紅外信號的吸收能力較強來辨別鈔票的真假。人民幣的紙質特征與假鈔的紙質特征有一定的差異，用紅外信號對鈔票進行穿透檢測時，它們對紅外信號的吸收能力將會不同，利用這一原理，可以實現(xiàn)辨?zhèn)?。?）熒光反應的檢測—熒光信號的檢測熒光檢測的工作原理是針對人

4、民幣的紙質進行檢測。人民幣采用專用紙張制造（含85％以上的優(yōu)質棉花），假鈔通常采用經漂白處理后的普通紙進行制造，經漂白處理后的紙張在紫外線（波長為365nm的藍光）的照射下會出現(xiàn)熒光反應（在紫外線的激發(fā)下衍射出波長為420－460nm的藍光），人民幣則沒有熒光反應。所以，用紫外光源對運動鈔票進行照射并同時用硅光電池檢測鈔票的熒光反映，可判別鈔票真假。（4）紙寬的檢測—紅外發(fā)光二極管及接收二極管的應用主要是用于根據(jù)鈔票經過此紅外發(fā)光及接收

5、二極管所用的時間及電機的轉速來間接的計算出鈔票的寬度，并對機器的運行狀態(tài)進行判斷，比如有無卡紙等；同時也能根據(jù)鈔票的寬度判斷出其面值。（5）喂鈔臺、接鈔臺傳感器—紅外對管的應用在點鈔機的喂鈔臺和取鈔臺部分分別有一個作為有無鈔票的發(fā)射接收紅外對管，用來檢測是否有鈔票放入或取出。2、如何實現(xiàn)非電量的測量？、如何實現(xiàn)非電量的測量？為實現(xiàn)非電量的電測量，首先要實現(xiàn)從非電量到電量的變換，這一變換是靠傳感器來實現(xiàn)的。傳感器接口電路是為了與傳感器配合

6、將傳感器輸出信號轉換成低輸出電阻的電壓信號以方便后續(xù)電路的處理。一般說來，信號都需要進一步放大并濾除噪聲。放大后的信號經模擬數(shù)字變換后得到數(shù)字信號，以便于微處理器或微控制器。微處理器或微控制器是測控沖去控制門電路的開啟，讓標準時間通過控制門，進入計數(shù)器進行計數(shù)，這樣計數(shù)器的值就等于一個被測電壓的周期內有幾個標準時間脈沖通過，相當于一個周期等于幾個時間單位。這就是為什么要通過測量周期來測定低頻型號的頻率搜索的原因。8、試敘述光電檢測系統(tǒng)的

7、組成及特點。、試敘述光電檢測系統(tǒng)的組成及特點。P6組成：（1）光學變換時域變換：調制振幅、頻率、相位、脈寬空域變換：光學掃描光學參量調制：光強、波長、相位、偏振形成能被光電探測器接收，便于后續(xù)電學處理的光學信息。（2）光電變換光電熱電器件（傳感器）、變換電路、前置放大將信息變?yōu)槟軌蝌寗与娐诽幚硐到y(tǒng)的電信息（電信號的放大和處理）。（3）電路處理放大、濾波、調制、解調、AD、DA、微機與接口、控制。第2章1、簡述光電效應的工作原理。什么是暗

8、電流？什么是亮電流？、簡述光電效應的工作原理。什么是暗電流？什么是亮電流？P112.2.1暗電流指的是在無光照時，由外電壓作用下PN結內流過的單向電流。光敏電阻兩端加電壓（直流或交流）。無光照時，阻值很大，電流（暗電流）很小；光照時，光生載流子迅速增加，阻值急劇減少，在外場作用下，光生載流子沿一定方向運動，形成亮電流。2、簡述光生伏特效應的工作原理。為什么光伏效應器件比光電導效應器件有更快的響應速、簡述光生伏特效應的工作原理。為什么光伏

9、效應器件比光電導效應器件有更快的響應速度？度？答：（1）光生伏特效應的工作基礎是內光電效應.當用適當波長的光照射PN結時，由于內建場的作用（不加外電場），光生電子拉向n區(qū)，光生空穴拉向p區(qū)，相當于PN結上加一個正電壓。（2）光伏效應中，與光照相聯(lián)系的是少數(shù)載流子的行為，因為少數(shù)載流子的壽命通常很短，所以以光伏效應為基礎的檢測器件比以光電導效應為基礎的檢測器件有更快的響應速度。3、簡述光熱效應工作原理。熱電檢測器件有哪些特點？、簡述光熱效

10、應工作原理。熱電檢測器件有哪些特點？P154、比較光電效應和熱電效應在作用機理、性能及應用特點等方面的差異。、比較光電效應和熱電效應在作用機理、性能及應用特點等方面的差異。答：所謂光電效應是指，光輻射入射到光電材料上時，光電材料發(fā)射電子，或者其電導率發(fā)生變化，或者產生感生電動勢的現(xiàn)象。光電效應實質上是入射光輻射與物質中束縛于晶格的電子或自由電子的相互作用所引起的。光電效應就對光波頻率（或波長）表現(xiàn)出選擇性。在光子直接與電子相互作用的情況