题目
1什么是内光电效应?什么是外光电效应?说明其工作原理并指出相应的典型 光电器件。.2普通光电器件有哪几种类型?各有何特点?利用光电导效应制成的光电器件 r哪些?用光生伏特效应制成的光电器件有哪些?8.3普通光电器件都有哪些主要特性和参数?8.4什么是光敏电阻的亮电阻和暗电阻?暗电阻电阻值通常在什么范围?5试述光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管和光电池的工作原理。如何正确选 I这些器件?举例说明。.6光敏二极管由哪几部分组成,它与普通二极管在使用时有什么不同?请说明 艮理。8.7光敏三极管与普通三极管的输出特性是否相同?主要区别在哪里?.8何为光电池的开路电压及短路电流?为什么作为检测元件时要采用短路电流 血出形式,作为电压源使用时采用开路电压输出形式?&9光电池的结构特征是什么?它如何工作的?8.10采用波长为0.8〜0.9 [m的红外光源时,宜采用哪种材料的光电器件做检测 元件?为什么?L11反射式光电传感器常见的有哪些类型?有什么特点?应用时要注意哪些影 向?&12举出日常生活中的两个光电式传感器的应用例子,并说明原理8.13试拟定一光电开关用于自动装配流水线上工件计数检测系统(用示意图表 示出装置结构),并画出计数电路原理示意图, 并说明其工作原理。8.14试叙述智能小车设计中,如何利用反射式光电传感器实现 寻迹”功能,并设计出光电传感器检测电路原理图。R1 100Ω R2 4.7kΩ 中 LED-|||-R3-|||-VT-|||-1- 1 10kΩ E-|||-D vg-|||-R4 1kΩ-|||-L __-|||-算-|||--ISO&15光电传感器控制电路如图8-53所 示,试分析电路工作原理:①GP—IS01是什么器件,内部由哪两种 器件组成?② 当用物体遮挡光路时, 发光二极管LED有什么变化?③R1 是什么电阻,在电路中起到什么作 用?如果VD二极管的最大额定电流 为60mA, R1应该如何选择?④ 如 果GP—IS01中的VD二极管反向连 接,电路状态如何?晶体管 VT > LED 如何变化?16光栅传感器的基本原理是什么?莫尔条纹是如何形成的?有何特点?分析 :栅传感器具有较高测量精度的原因。.17某光栅的栅线密度为100线/mm,要使形成莫尔条纹宽度为10mm,求栅 总夹角是多少?
1什么是内光电效应?什么是外光电效应?说明其工作原理并指出相应的典型 光电器件。
.2普通光电器件有哪几种类型?各有何特点?利用光电导效应制成的光电器件 r哪些?用光生伏特效应制成的光电器件有哪些?
8.3普通光电器件都有哪些主要特性和参数?
8.4什么是光敏电阻的亮电阻和暗电阻?暗电阻电阻值通常在什么范围?
5试述光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管和光电池的工作原理。如何正确选 I这些器件?举例说明。
.6光敏二极管由哪几部分组成,它与普通二极管在使用时有什么不同?请说明 艮理。
8.7光敏三极管与普通三极管的输出特性是否相同?主要区别在哪里?
.8何为光电池的开路电压及短路电流?为什么作为检测元件时要采用短路电流 血出形式,作为电压源使用时采用开路电压输出形式?
&9光电池的结构特征是什么?它如何工作的?
8.10采用波长为0.8〜0.9 [m的红外光源时,宜采用哪种材料的光电器件做检测 元件?为什么?
L11反射式光电传感器常见的有哪些类型?有什么特点?应用时要注意哪些影 向?
&12举出日常生活中的两个光电式传感器的应用例子,并说明原理
8.13试拟定一光电开关用于自动装配流水线上工件计数检测系统(用示意图表 示出装置结构),并画出计数电路原理示意图, 并说明其工作原理。
8.14试叙述智能小车设计中,如何利用反射式光电传感器实现 寻迹”功能,并
设计出光电传感器检测电路原理图。
&15光电传感器控制电路如图8-53所 示,试分析电路工作原理:①GP—IS01是什么器件,内部由哪两种 器件组成?② 当用物体遮挡光路时, 发光二极管LED有什么变化?③R1 是什么电阻,在电路中起到什么作 用?如果VD二极管的最大额定电流 为60mA, R1应该如何选择?④ 如 果GP—IS01中的VD二极管反向连 接,电路状态如何?晶体管 VT > LED 如何变化?
16光栅传感器的基本原理是什么?莫尔条纹是如何形成的?有何特点?分析 :栅传感器具有较高测量精度的原因。
.17某光栅的栅线密度为100线/mm,要使形成莫尔条纹宽度为10mm,求栅 总夹角是多少?
题目解答
答案
答案:
8.1答:当用光照射物体时,物体受到一连串具有能量的光子的轰击,于是物体材料中的电 子吸收光子能量而发生相应的电效应(如电阻率变化、发射电子或产生电动势等) 。这种现
象称为光电效应。
1) 当光线照在物体上,使物体的电导率发生变化, 或产生光生电动势的现象叫做内光电效应, 内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。入射光强改变物质导电率的物理现象称光
电导效应,典型的光电器件有光敏电阻;光照时物体中能产生一定方向电动势的现象叫光 生伏特效应,光电池、光敏晶体管。
2) 在光线作用下,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,典型的光 电器件有光电管、光电倍增管。
8.2答:(略)
8.3答:
光照特性;光谱特性;伏安特性;温度特性;频率特性等
8.4答:
暗电阻,无光照时的电阻为暗电阻,暗电阻电阻值范围一般为 0.5〜200MD ;
亮电阻、受光照时的电阻称亮电阻,亮电阻的阻值一般为 0.5〜20KQ。
8.5答:(略)
8.6答:(略)
8.7答:(略)
8.8 答:
1) 光生电动势与照度之间关系为开路电压曲线,短路电流是指外接负载电阻相对于光电池 内阻很小时的光电流值。
2) 短路电流曲线在很大范围内与光照度成线性关系,因此光电池作为检测元件使用时,一
般不作电压源使用,而作为电流源的形式应用。而开路电压与光照度关系在照度为 2000lx
以上趋于饱和呈非线性关系,因此适于作电压源使用。
8.9答:(略)
8.10 答:
1) 采用波长为 0.8〜0.9 "m的红外光源时,宜采硅光电池或硅光敏管,其光谱响应峰值在
0.8、B附近,波长范围在 0.4〜1.2 " m。
2) 其中硅光电池适于接受红外光,可以在较宽的波长范围内应用。
8.11答:(略)
8.12答:(略)
8.13答:(略)
8.14答:(略)
8.15电路分析:
1) GP — IS01是光电开关器件,内部由发光二极管和光敏晶体管组成;
2) 当用物体遮挡光路时, Vg无光电流VT截止,发光二极管 LED不发光;
3) R1是限流电阻,在电路中可起到保护发光二极管 VD的作用;如果VD二极管的最大额 定电流为 60mA,选择电阻大于 R1 = (12V-0.7) /0.6 = 18.8 Q。
4) 如果GP — IS01中的VD二极管反向连接, Vg无光电流VT截止,发光二极管 LED不
发光;电路无状态变化。
8.16答:(略)
8.17解:
已知:光栅的栅线密度为 100线/mm 即W=0.02mm , B=10mm
.B =W / 二
二W / B =0.02/10 =0.002rad
(即 0 °6 ' 53 ”