南京理工大學(xué)光電檢測(cè)-習(xí)題解答

1、南京理工大學(xué)光電檢測(cè)課后習(xí)題答案南京理工大學(xué)光電檢測(cè)課后習(xí)題答案第1章1、舉例說(shuō)明你說(shuō)知道的檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理、舉例說(shuō)明你說(shuō)知道的檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理。（1）光電檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用：在線檢測(cè)：零件尺寸、產(chǎn)品缺陷、裝配定位…（2）光電檢測(cè)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用：家用電器——數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)：自動(dòng)對(duì)焦紅外測(cè)距傳感器自動(dòng)感應(yīng)燈：亮度檢測(cè)光敏電阻空調(diào)、冰箱、電飯煲：溫度檢測(cè)熱敏電阻、熱電偶遙控接收：紅外檢測(cè)光敏二極管、光敏三極管可

2、視對(duì)講、可視電話：圖像獲取面陣CCD醫(yī)療衛(wèi)生——數(shù)字體溫計(jì)：接觸式熱敏電阻，非接觸式紅外傳感器辦公商務(wù)——掃描儀：文檔掃描線陣CCD紅外傳輸數(shù)據(jù)：紅外檢測(cè)光敏二極管、光敏三極管（3）光電檢測(cè)技術(shù)在軍事上的應(yīng)用：夜視瞄準(zhǔn)機(jī)系統(tǒng)：非冷卻紅外傳感器技術(shù)激光測(cè)距儀：可精確的定位目標(biāo)光電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例簡(jiǎn)介光電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例簡(jiǎn)介點(diǎn)鈔機(jī)點(diǎn)鈔機(jī)（1）激光檢測(cè)—激光光源的應(yīng)用用一定波長(zhǎng)的紅外激光照射第五版人民幣上的熒光字，會(huì)使熒光字產(chǎn)生一定波長(zhǎng)的激光

3、，通過(guò)對(duì)此激光的檢測(cè)可辨別鈔票的真假。由于仿制困難，故用于辨?zhèn)魏軠?zhǔn)確。（2）紅外穿透檢測(cè)—紅外信號(hào)的檢測(cè)紅外穿透的工作原理是利用人民幣的紙張比較堅(jiān)固、密度較高以及用凹印技術(shù)印刷的油墨厚度較高，因而對(duì)紅外信號(hào)的吸收能力較強(qiáng)來(lái)辨別鈔票的真假。人民幣的紙質(zhì)特征與假鈔的紙質(zhì)特征有一定的差異，用紅外信號(hào)對(duì)鈔票進(jìn)行穿透檢測(cè)時(shí)，它們對(duì)紅外信號(hào)的吸收能力將會(huì)不同，利用這一原理，可以實(shí)現(xiàn)辨?zhèn)?。?）熒光反應(yīng)的檢測(cè)—熒光信號(hào)的檢測(cè)熒光檢測(cè)的工作原理是針對(duì)人

4、民幣的紙質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。人民幣采用專用紙張制造（含85％以上的優(yōu)質(zhì)棉花），假鈔通常采用經(jīng)漂白處理后的普通紙進(jìn)行制造，經(jīng)漂白處理后的紙張?jiān)谧贤饩€（波長(zhǎng)為365nm的藍(lán)光）的照射下會(huì)出現(xiàn)熒光反應(yīng)（在紫外線的激發(fā)下衍射出波長(zhǎng)為420－460nm的藍(lán)光），人民幣則沒(méi)有熒光反應(yīng)。所以，用紫外光源對(duì)運(yùn)動(dòng)鈔票進(jìn)行照射并同時(shí)用硅光電池檢測(cè)鈔票的熒光反映，可判別鈔票真假。（4）紙寬的檢測(cè)—紅外發(fā)光二極管及接收二極管的應(yīng)用主要是用于根據(jù)鈔票經(jīng)過(guò)此紅外發(fā)光及接收

5、二極管所用的時(shí)間及電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)間接的計(jì)算出鈔票的寬度，并對(duì)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，比如有無(wú)卡紙等；同時(shí)也能根據(jù)鈔票的寬度判斷出其面值。（5）喂鈔臺(tái)、接鈔臺(tái)傳感器—紅外對(duì)管的應(yīng)用在點(diǎn)鈔機(jī)的喂鈔臺(tái)和取鈔臺(tái)部分分別有一個(gè)作為有無(wú)鈔票的發(fā)射接收紅外對(duì)管，用來(lái)檢測(cè)是否有鈔票放入或取出。2、如何實(shí)現(xiàn)非電量的測(cè)量？、如何實(shí)現(xiàn)非電量的測(cè)量？為實(shí)現(xiàn)非電量的電測(cè)量，首先要實(shí)現(xiàn)從非電量到電量的變換，這一變換是靠傳感器來(lái)實(shí)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(hào)轉(zhuǎn)換成低輸出電阻的電壓信號(hào)以方便后續(xù)電路的處理。一般說(shuō)來(lái)，信號(hào)都需要進(jìn)一步放大并濾除噪聲。放大后的信號(hào)經(jīng)模擬數(shù)字變換后得到數(shù)字信號(hào)，以便于微處理器或微控制器。微處理器或微控制器是測(cè)控沖去控制門電路的開(kāi)啟，讓標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間通過(guò)控制門，進(jìn)入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，這樣計(jì)數(shù)器的值就等于一個(gè)被測(cè)電壓的周期內(nèi)有幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間脈沖通過(guò)，相當(dāng)于一個(gè)周期等于幾個(gè)時(shí)間單位。這就是為什么要通過(guò)測(cè)量周期來(lái)測(cè)定低頻型號(hào)的頻率搜索的原因。8、試敘述光電檢測(cè)系統(tǒng)的

7、組成及特點(diǎn)。、試敘述光電檢測(cè)系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)。P6組成：（1）光學(xué)變換時(shí)域變換：調(diào)制振幅、頻率、相位、脈寬空域變換：光學(xué)掃描光學(xué)參量調(diào)制：光強(qiáng)、波長(zhǎng)、相位、偏振形成能被光電探測(cè)器接收，便于后續(xù)電學(xué)處理的光學(xué)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?qū)動(dòng)電路處理系統(tǒng)的電信息（電信號(hào)的放大和處理）。（3）電路處理放大、濾波、調(diào)制、解調(diào)、AD、DA、微機(jī)與接口、控制。第2章1、簡(jiǎn)述光電效應(yīng)的工作原理。什么是暗

8、電流？什么是亮電流？、簡(jiǎn)述光電效應(yīng)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(wú)光照時(shí)，由外電壓作用下PN結(jié)內(nèi)流過(guò)的單向電流。光敏電阻兩端加電壓（直流或交流）。無(wú)光照時(shí)，阻值很大，電流（暗電流）很小；光照時(shí)，光生載流子迅速增加，阻值急劇減少，在外場(chǎng)作用下，光生載流子沿一定方向運(yùn)動(dòng)，形成亮電流。2、簡(jiǎn)述光生伏特效應(yīng)的工作原理。為什么光伏效應(yīng)器件比光電導(dǎo)效應(yīng)器件有更快的響應(yīng)速、簡(jiǎn)述光生伏特效應(yīng)的工作原理。為什么光伏

9、效應(yīng)器件比光電導(dǎo)效應(yīng)器件有更快的響應(yīng)速度？度？答：（1）光生伏特效應(yīng)的工作基礎(chǔ)是內(nèi)光電效應(yīng).當(dāng)用適當(dāng)波長(zhǎng)的光照射PN結(jié)時(shí)，由于內(nèi)建場(chǎng)的作用（不加外電場(chǎng)），光生電子拉向n區(qū)，光生空穴拉向p區(qū)，相當(dāng)于PN結(jié)上加一個(gè)正電壓。（2）光伏效應(yīng)中，與光照相聯(lián)系的是少數(shù)載流子的行為，因?yàn)樯贁?shù)載流子的壽命通常很短，所以以光伏效應(yīng)為基礎(chǔ)的檢測(cè)器件比以光電導(dǎo)效應(yīng)為基礎(chǔ)的檢測(cè)器件有更快的響應(yīng)速度。3、簡(jiǎn)述光熱效應(yīng)工作原理。熱電檢測(cè)器件有哪些特點(diǎn)？、簡(jiǎn)述光熱效

10、應(yīng)工作原理。熱電檢測(cè)器件有哪些特點(diǎn)？P154、比較光電效應(yīng)和熱電效應(yīng)在作用機(jī)理、性能及應(yīng)用特點(diǎn)等方面的差異。、比較光電效應(yīng)和熱電效應(yīng)在作用機(jī)理、性能及應(yīng)用特點(diǎn)等方面的差異。答：所謂光電效應(yīng)是指，光輻射入射到光電材料上時(shí)，光電材料發(fā)射電子，或者其電導(dǎo)率發(fā)生變化，或者產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。光電效應(yīng)實(shí)質(zhì)上是入射光輻射與物質(zhì)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(yīng)就對(duì)光波頻率（或波長(zhǎng)）表現(xiàn)出選擇性。在光子直接與電子相互作用的情況