第9章 光电式传感器9.4 什么是光电效应、内光电效应、外光电效应? P153、1571)光电效应:根据光电效应方程,当光照射在某些物体上时,光能量作用于被测物体而释放电子,即物体吸收具有一定能量的光子后所产生的电效应,这就是光电效应。2)内光电效应:内光电效应是指物体受到光照后所产生的光电子只在物体内部运动,而不会逸出物体的现象。3)外光电效应:当光照射到金属或金属氧化物的光材料上时,光子的能量传给光电材料表面的电子,如果入射到表面的光能使电子获得足够的能量,电子会克服正离子对它的吸引力,脱离材料表面而进入外界空间,这种现象称为外光电效应。9.22 一个8位光电码盘的最小分辨率是多少?如果要求每个最小分辨率对应的码盘圆弧长度至少为0.01mm,则码盘半径应有多大?
第9章 光电式传感器
9.4 什么是光电效应、内光电效应、外光电效应? P153、157
1)光电效应:根据光电效应方程,当光照射在某些物体上时,光能量作用于被测物体而释放电子,即物体吸收具有一定能量的光子后所产生的电效应,这就是光电效应。
2)内光电效应:内光电效应是指物体受到光照后所产生的光电子只在物体内部运动,而不会逸出物体的现象。
3)外光电效应:当光照射到金属或金属氧化物的光材料上时,光子的能量传给光电材料表面的电子,如果入射到表面的光能使电子获得足够的能量,电子会克服正离子对它的吸引力,脱离材料表面而进入外界空间,这种现象称为外光电效应。
9.22 一个8位光电码盘的最小分辨率是多少?如果要求每个最小分辨率对应的码盘圆弧长度至少为0.01mm,则码盘半径应有多大?
题目解答
答案
解:∵一个n位二进制码盘的最小分辨率是360°/2n
∴8位光电码盘的最小分辨率是360°/28≈1.4°
码盘周长为0.01mm×28=0.01mm×256=2.56mm
码盘半径为2.56mm/2π≈0.4074mm
9.25 计量光栅是如何实现测量位移的? P190-191
主光栅与运动部件连在一起,当被测物体运动时,在主光栅、指示光栅后面形成黑白相间的莫尔条纹,条纹宽度和运动部件的位移成正比。
9.27 已知某计量光栅的栅线密度为100线/mm,栅线夹角θ=0.1º。试求:
(1) 该光栅形成的莫尔条纹间距是多少?
(2) 若采用该光栅测量线位移,已知指示光栅上的莫尔条纹移动了15条,则被测位移为多少?
(3) 若采用四只光敏二极管接收莫尔条纹信号,并且光敏二极管响应时间为10 s ,问此时光栅允许最快的运动速度v是多少?
解:(1) 由光栅密度为100线/mm,可知其光栅栅距
根据公式可求莫尔条纹间距
式中θ为主光栅与指示光栅夹角。
θ=0.1º=0.001745rad
(2) 计量光栅对位移起放大作用,光栅每移动一个栅距,莫尔条纹移动一个间距B。
指示光栅上莫尔条纹移动了15条,对应的光栅也就移动了15个栅距,
即被测线位移为△x=15×0.01mm=0.15mm
(3) 光栅运动速度与光敏二极管的响应时间成反比,即
所以最大允许速度为10m/s
本章公式 P190-193
解析
一个n位二进制码盘的最小分辨率是360°/2^n。对于8位光电码盘，最小分辨率是360°/2^8。
步骤 2：计算码盘周长
根据题目要求，每个最小分辨率对应的码盘圆弧长度至少为0.01mm。因此，码盘周长为0.01mm×2^8。
步骤 3：计算码盘半径
根据周长公式C=2πr，可以求出码盘半径r=C/(2π)。