传感器技术(贾伯年)习题.pdf

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仅供参照
习题
权衡传感器静态特征的主要指标有哪些?谈谈它们的含义。
答:
、线性度:表征传感器输出输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的符合(或
偏离)程度的指标。
、敏捷度:传感器输出量增量与被测输入量增量之比。
、分辨力:传感器在规定丈量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。
、回差:反应传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程过程中对应于
同一输入量,输出量曲线的不重合程度指标。
、重复性:权衡传感器在同一工作条件下,输入量按同一方向作全程连续多次
改动时,所得特征曲线间一致程度的指标。
、阈值:是能使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值,即零位附
近的分辨力。
、稳固性:传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。
、漂移:指在一准时间间隔内,传感器输出量存在着与被测输人量没关的、不
需要的变化。
、静态偏差精度):指传感器在满量程内任一点输出值相对其理论值的可能偏
离迫近程度。它表示采纳该传感器进行静态丈量时所得数值的不确立度。
计算传感器线性度的方法有哪几种?差异安在?
答:
、理论直线法:以传感器的理论特征线作为拟合直线,与实质测试值没关。
、端点直线法:以传感器校准曲线两头点间的连线作为拟合直线。两头偏差
为零,中间大。
、“最正确直线”法:以“最正确直线”作为拟合直线,该直线能保证传感器正
反行程校准曲线对它的正负偏差相等并且最小。这类方法的拟合精度最高,
但只可用图解法或计算法得。
、最小二乘法:按最小二乘原理求取拟合直线,该直线能保证传感器校准数:.
据的残差平方和最小但拟合出的直线与标定曲线的最大偏差绝对值不必定最小,
最大正负偏差的绝对值也不必定相等。
如何评论传感器的综合静态特征和动向特征
答:传感器的综合静态特征和动向特征的评论主要从它的线性度、回差、重复
性、敏捷度、分辨力,频次响应特征和阶跃响应特征指标进行。
为何要对传感器进行标定和校准?举例说明传感器静态标定
和动向标定的方法(能说出一般标定的基本方法例更好!)。
答:因为新研制或生产的传感器需对其技术性能进行全面的检定经过一段时间储
藏或使用的传感器也需对其性能进行复测。
静态标定:静态标定主要用于检测、测试传感器或传感器系统的静态特征指
标,如静态敏捷度、非线性、回差、重复性等。进行静态标定第一要成立静态标定
系统。
基本方法:利用标准仪器产生已知非电量如标准力、压力、位移作为输入量,
输入到待标定的传感器中,而后将传感器输出量与输入标准量比较,获取一系列标
准数据或曲线。有时输入的标准量是利用标准传感器检测获取,这时标定实质上是
待标定传感器与标准传感器之间的比较。
标定步骤
将传感器全量程丈量范围分红若干等间距点;
依据传感度量程分点状况,由小到大渐渐一点一点的输入标准量值,并记录各
输入值相对应的输出值;
将输入值由大到小逐渐减少,同时记录与各输入值相对
应的输出值;
按,所述过程,对传感器进行正、反行程来去多次测试,将获取的输
出—输入测试数据用表格列出或画成曲线;
对测试数据进行必需的办理,依据办理结果便可确立传感器的线性度、敏捷
度、滞后和重复性等静态特征指标。
比如应变式测力传感器静态标定系统。测力机产生标准力,高精度稳压电
源经精细电阻箱衰减后向传感器供给稳固的供桥电压,其值由数字电压表读取,
:.
传感器的输出电压由另一数字电压表指示。
动向标定:主要用于查验、测试传感器或传感器系统)的动向特征,如动向
敏捷度、频次响应和固有频次等。对传感器进行动向标定,需要对它输入一标准激
励信号。
比如测振传感器的动向标定常采纳振动台(往常为电磁振动台)产生简谐振动
作传感器的输人量。振动的振幅由读数显微镜读得,振动频次由频次计指示。
若测得传感器的输出电量,即可经过计算获取位移传感器、速度传感器、加快度传
感器的动向敏捷度。若改变振动频次,想法保持振幅、速度或加快度幅值不变,可
相应获取上述各样传感器的频次响应。
用公式计算
:.
习题
金属应变计与半导体应变计在工作原理上有何异同?试比较应
变计各样敏捷系数(指资料的和应变片的)观点的不一样物理意义。
答:相同点,二者都由外力作用产生形变而使得电阻变化。
不一样点,金属资料的应变效应以机械形变成主;而半导体资料的应变效应以
机械形变致使的电阻率的相对变化为主。
关于金属资料,敏捷系数μμ。前部分为受力后金属几
何尺寸变化,一般μ≈,所以(μ);后部分为电阻率随应变而变的部
分。
关于半导体资料,敏捷系数μπ。前部分相同为尺寸变化,
后部分为半导体资料的压阻效应所致,而π》μ,所以π。
应变片的敏捷系数表示安装在被测试件上的应变片在其轴
向受单向应力时,惹起的电阻相对变化与其单向应力惹起的试件表面轴向
应变之比。应变片值的正确性直接关系应变丈量精度,其偏差大小是权衡
质量好坏的重要标记。
简述电阻应变计产生热输出(温度偏差)的原由及其赔偿方法。
答:电阻应变计的温度效应及其热输出由两部分构成:前部分为热阻效应所造
成;后部分为敏感栅与试件热膨胀失配所惹起。在工作温度变化较大时,会产生
温度偏差。
赔偿方法:
、温度自赔偿法
单丝自赔偿应变计
双丝自赔偿应变计
、桥路赔偿法
()双丝半桥式
:.
()赔偿块法
试述应变电桥产生非线性的原由及消减非线性偏差的举措。
答:因为电桥的输出不论是输出电压仍是电流,实质上都与呈非线性关
系。
举措:
差动电桥赔偿法
利用差动电桥表现相对臂“和”,相邻臂“差”的特色,经过应变计合理布
片达到赔偿目的。常用的有半桥差动电路和全桥差动电路。
恒流源赔偿法
偏差主要因为应变电阻的变化惹起工作臂电流的变化所致。采纳恒流
源,可减小偏差。
如何用电阻应变计构成应变式传感器?对其各构成部分有何要
求?
答:()是作为传感器的敏感元件
()作为变换元件,经过弹性敏感元件构成传感器。
要求:作为传感器的敏感元件时,丈量范围要广,分辨力和敏捷度要高,非
线性偏差要小,构造轻小,对试件影响小。
作为变换元件,经过弹性敏感元件构成传感器时要注意弹性体型式的选择与
计算、应变计的合理布片与桥接。
试推导图所示四等臂均衡差动电桥的输出特征:△
。从导出的结果说明用电阻应变计进行非电量丈量时为何要采
用差动电桥?
答:全桥差动电路,受拉,受压,代入,得
由全等桥臂,得
:.
可见输出电压与成严格的线性关系,没有非线性偏差。即
。因为四臂差动工作,不单除去了飞线性偏差,并且输出比单臂工作提升
了倍,故常采纳此方法。
何谓压阻效应?扩散硅压阻式传感器与贴片型应变式传感器相
比有何优弊端?如何战胜?
答:压阻效应,半导体单晶硅、锗等资料在外力的作用下电阻率发生变化的现
象。
长处:尺寸、横向效应、机械滞后都很小,敏捷系数比金属电阻应变片大
几十倍,因此输出也大,能够不需放大器直接与记录仪连结,使得丈量系统简化。
扩散硅式适合做小量程传感器,精度更高,电阻应变片适合做大批程传感器
弊端:
温度稳固性差电阻值随温度变化;
敏捷度的非线性较大,可造成±~的丈量偏差
举措:在使用时需采纳温度赔偿和非线性赔偿等举措。
习题
比较差动式自感传感器和差动变压器在构造上及工作原理上的
异同。
答:相同点:都应用电磁感觉原理,都有差动过程。
不一样点:差动变气隙式自感传感器由两个电气参数和磁路完整相同的线圈
构成衔铁上下挪动时,一个线圈自感增添,另一个自感减少,形成差动。
差动变压器初级线圈作为差动变压器的激励,相当于变压器原边,次级线圈
由构造尺寸和参数相同的两个线圈反相串接而成,相当于变压器的副边。
用变磁阻式传感器进行丈量时,在什么状况下应采纳与校订时相
同的电缆?为何
:.
答:当传感器工作在较高的激励频次下时应采纳校订时相同的电缆。因为传感
器存在并联电容它会使得敏捷度提升,假如改换电缆,在较高的激励频次下
总电容会发生变化,从而对丈量结果产生影响。
变空隙式、变截面式和螺管式三种电感式传感器各合用什么场
合?优弊端?
答:变气隙式敏捷度较高,但输出非线性,丈量范围小,一般用于丈量几微米
到几百微米的位移。
变面积式敏捷度较低,但线性范围较大,除型与四极型外,还常做成八极、
十六极型,一般可分辨零点几角秒以下的细小角位移,线性范围达±°
螺管式可丈量几纳米到一米的位移,线性范围大,但敏捷度较前两种低。
差动式电感传感器为何常采纳相敏检波电路?剖析原理。
答:因为丈量电路不拥有鉴识信号相位和频次的能力,抗扰乱能力衰。而相敏
检波电路能够起到鉴识作用。
原理:使高频调幅信号与高频载波信号相乘,经滤波后输出低频解调信号。
电感传感器产生零位电压的原由和减小零位电压的举措。
答:差动自感式传感器当衔铁位于中间地点时,电桥输出理论上应为零,但实
际上总存在零位不均衡电压输出零位电压,造成零位偏差。
原由:零位电压包含基波和高次谐波。
产生基波重量的原由:传感器两线圈的电气参数和几何尺寸的不对称,以及构
成电桥此外两臂的电气参数不一致;
产生高次谐波重量的原由:磁性资料磁化曲线的非线性。
举措:、合理选择磁性资料与激励电流;、一般常用方法是采纳赔偿电路,
其原理为:串连电阻除去基波零位电压;并联电阻除去高次谐波零位电压;
加并联电容除去基波正交重量或高次谐波重量。、另一种有效的方法是采纳外接丈
量电路来减小零位电压。如前述的相敏检波电路,它能有效地除去基波正交重量与
偶次谐波重量,减小奇次谐波重量,使传感器零位电压减至极小。
、别的还可采纳磁路调理机构如可调端盖保证磁路的对称性,来减小零位电
:.
压。!
造成自感式传感器和差动变压器温度偏差的原由及其减小举措。
答:原由:资料的线膨胀系数惹起部件尺寸的变化资料的电阻率温度系
数惹起线圈铜阻的变化磁性资料磁导率温度系数、绕组绝缘资料的介质温度
系数和线圈几何尺寸变化惹起线圈电感量及寄生电容的改变等造成。
举措:其资料除知足磁性能要求外,还应注意线膨胀系数的大小与般配。传
感器采纳陶瓷、聚砜、夹布胶木、弱磁不锈钢等资料作线圈骨架,或采纳脱胎线
圈。还可采纳稳固激励电流的方法。!
差动变压器式传感器采纳恒流激磁有什么利处?
答:差动变压器初级线圈在低频激励时质量因数低,温度偏差大,采纳恒流激
磁能够提升线圈的质量因数,减小温度偏差。
电源频次颠簸对电感式传感器的敏捷度有何影响?如何确立传
感器的电源频次?
答:电源频次的颠簸会使线圈感抗发生变化,从而使得敏捷度发生变化,造成
偏差。应当依照传感器的精度要求去确立电源的频次。(应当依据尽可能使敏捷
度与频次没关的原则)
试从电涡流式传感器的原理简要说明它的各样应用。
答:测位移电涡流式传感器的主要用途之一是可用来丈量金属件的静态或动
态位移,最大批程达数百毫米,分辨率为。
测厚度金属板材厚度的变化相当于线圈与金属表面间距离的改变,依据输出电
压的变化即可知线圈与金属表面间距离的变化,即板厚的变化。
测温度若保持电涡流式传感器的机、电、磁各参数不变,使传感器的输出只
随被测导体电阻率而变,便可测得温度的变化。
用反射式电涡流传感器丈量位移或振幅时对被测体要考虑哪些
要素?为何?
答:、被测体的电导率、磁导率对传感器的敏捷度的影响。当被测体为磁性时,
:.
敏捷度较非磁性低。
、被测物体表面有镀层,镀层的性质和厚度不平均也会影响精度,当丈量
转动或挪动的被测体时,这类不平均将形成扰乱信号。
、大小和形状,为了能够充分利用电涡流效应。
、当被测体为圆柱体时,只有其直径为线圈的倍以上才不影响丈量结
果。
、厚度。
习题
电容式传感器可分为哪几类?各自的主要用途是什么?
答:、变极距型电容传感器:差动式比单极式敏捷度提升一倍,且非线性偏差
大为减小。因为构造上的对称性,它还可以有效地赔偿温度变化所造成的偏差。因为
变极距型的分辨力极高,可测小至μ的线位移,故在微位移检测中应用最
广。
、变面积型电容传感器:变面积型电容传感器与变极距型对比,其敏捷度较
低。这类传感器的输出特征呈线性。因此其量程不受线性范围的限制,适合于丈量
较大的直线位移和角位移。在实质应用中,也采纳差动式构造,以提升敏捷度。
、变介质型电容传感器:可用于非导电散材物料的物位丈量。能够用来测
量纸张、绝缘薄膜等的厚度,也可用来丈量粮食、纺织品、木材或煤等非导电固
体物质的湿度。!
变极距型电容传感器产生非线性偏差的原由及如何减小?
答:原由:敏捷度与初始极距的平方成反比,用减少初始极距的方法来提升灵
敏度,但初始极距的减小会致使非线性偏差增大。
采纳差动式,可比单极式敏捷度提升一倍,且非线性偏差大为减小。因为结
构上的对称性,它还可以有效地赔偿温度变化所造成的偏差。!
为何电容式传感器的绝缘、障蔽和电缆问题特别重要?如何解
决?
:.
答:原由:电容式传感器因为受构造与尺寸的限制,其电容量都很小,属于小
功率、高阻抗器,所以极易受外界扰乱,特别是受大于它几倍、几十倍的、且具
有随机性的电缆寄生电容的扰乱,它与传感器电容相并联,严重影响传感器的输
出特征,甚至会吞没没实用信号而不可以使用。
解决:驱动电缆法、整体障蔽法、采纳组合式与集成技术。!
为何高频工作的电容式传感器连结电缆的长度不可以任意变
动?
答:电缆在低频状态下的电阻极小,而在高频状态下,它自己的寄生参数比方
寄生电容,寄生电感就不得不考虑,长度变化后,这些参数也会跟着变化,从而
影响高频信号的质量。!
习题
何谓霍尔效应?利用霍尔效应能够进行哪些参数的丈量?
答:()霍尔效应指由导电资料(金属导体或半导体)中电流与外磁场互相作
用而产生电势的物理现象。
()利用霍尔效应能够丈量大电流、微气隙磁场、微位移、转速、加快
度、震动、压力、流量、和液位等能够与敏感元件变换成位移关系的参数。
霍尔元件的不等位电势和温度影响是如何产生的?可采纳哪些
方式来减小之?
答:()不等位电势产生原由:
①霍尔电极安装地点不对称或不在同一等电位面上;
②半导体资料不平均造成了电阻率不平均或是几何尺寸不平均;
③激励电极接触不良造成激励电流不平均散布等。
举措:控制电流为直流时,将霍尔元件当作电阻电桥,利用调理电桥均衡的
外接电路来赔偿不等位电势。
控制电流为沟通时,要同时进行幅值和相位的赔偿。
()温度偏差原由:霍尔元件的霍尔系数、电阻率、和载流子迁徙率、、输
:.
入电阻、输出电阻都是温度的函数,所以温度变化会惹起偏差。
减小举措:使用温度系数小的元件,并依据精度要求进行赔偿。赔偿时采
用桥路赔偿器法。还有电流控制方法
磁敏传感器有哪几种?它们各有什么特色?可用来测哪些参
数?
答:()霍尔传感器
特色:构造简单、工艺成熟、体积小、工作靠谱、寿命长、线性好、频带宽。
可用来丈量:大电流、微气隙磁场、微位移、转速、加快度、震动、压力、流量、和
液位等参数。
()磁敏电阻器
特色:磁检测敏捷度高;输
出信号幅值大;抗电
磁扰乱能力强;分辨
力高。
磁敏电阻器主要用来检测磁场强度及其散布,测位移。
()磁敏二极管
特色:体积小敏捷度高。
磁敏二极管主要用于丈量磁场的变化,比较适合应用在精度要求不高,能获取较大
电压输出的场合;可用于电键、转速计、无刷电机、无触点开关和简略高斯计、磁
探伤等。
习题
何谓压电效应?何谓纵向压电效应和横向压电效应?
答:某些电介质,当沿必定方向对其施力而使它变形时,其内部产生极化现象,
同时在两个相应表面上产生极性相反的电荷,当外力拆掉后,又从头恢复到不带
电状态的现象。且作使劲方向改变时,电荷极性也跟着改变。这类现象称为正压
电效应,或简称压电效应。
当在电介质的极化方向施加电场时,这些电介质就在相应方向上产活力械
:.
变形或机械压力,当外加电场撤去时,这些变形或应力也随之消逝的现象。这类
现象称为逆压电效应,或称电致伸缩。
石英晶体沿电轴方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效
应”;把沿机械轴方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效
应”。
压电资料的主要特征参数有哪些?比较三类压电资料的应用特
点。
答:主要特征参数:压电常数、弹性常数、介电常数、机电耦合系数、电阻、
居里点。
压电单晶:时间稳固性好,居里点高,在高温、强幅射条件下,仍拥有优秀
的压电性,且机械性能,如机电耦合系数、介电常数、频次常数等均保持不变。
别的,还在光电、微声和激光等器件方面都有重要应用。不足之处是质地脆、抗
机械和热冲击性差。
压电陶瓷:压电常数大,敏捷度高,制造工艺成熟,成形工艺性好,成本便
宜,利于宽泛应用,还拥有热释电性。
新式压电资料:既拥有压电特征又拥有半导体特征。所以既可用其压电性研制
传感器,又可用其半导体特征制作电子器件;也能够二者合一,集元件与线路于一
体,研制成新式集成压电传感器测试系统。
为了提升压电式传感器的敏捷度,设计中常采纳双晶片和多晶片
组合,试说明其组合的方式和合用的场合。
答:()并联:特色是输出电容大,输出电荷大,所以时间常数,适合于丈量
缓变信号,且以电荷作为输出的场合。
()串连特色是输出电压大,自己电容小,适合于以电压作为输出信号,
且丈量电路输出阻抗很高的场合。!
原理上,压电式传感器不可以用于静态丈量,但适用中,压电式传
感器可能用来丈量准静态量,为何?
答:因为外力作用在压电元件上产生的电荷只有在无泄漏的状况下才能保留,
:.
即需要丈量回路拥有无穷大的输入阻抗,这其实是不行能的,并且压电元件易
受电缆和接地回路噪声影响,故不适合静态丈量。在实质应用中可采纳举措(如
极高阻抗负载等)防备电荷经丈量电路的漏失或使之减小到最低程度这样能够用
来丈量准静态量。
简述压电式传感器前置放大器的作用,两种形式各自的优弊端及
其如何合理选择回路参数。
答:电压放大器
作用:把压电时期的高输出阻抗变换为传感器的低输出阻抗,并保持输出电压与
输入电压成正比;
长处:电路简单、成本低、工作稳固靠谱;
弊端:低频特征差
电荷放大器
作用:把压电器件高内阻的电荷源变换为传感器低内阻的电压源,以实现阻
抗般配,并使其输出电压与输入电荷成正比;
长处:电路线性较好,无接长和改动电缆的后顾之忧;
弊端:有零漂现象。
习题
热电式传感器有哪几类?它们各有什么特色?
答:热电式传感器可分为两大类:热电阻传感器和热电偶传感器。
热电阻传感器的特色:(高温度系数、高电阻率。化学、物理性能稳固。优
秀的输出特征。优秀的工艺性,以便于批量生产、降低成本。
热电偶传感器的特色:()构造简单()制造方便()测温范围宽()热惯性
小()正确度高()输出信号便于远传。
弊端丈量正确度难以超出℃,一定有参照端,并且温度要保持恒定。·在高温或
长久使用时,因受被测介质影响或氛围腐化作用(如氧化、复原)等而发生劣化
常用的热电阻有哪几种,合用范围如何?
:.
答:常用的热电阻有铂热电阻和铜电阻。
铂热电阻合用范围:°和°。
铜热电阻合用范围:°。
热敏电阻与热电阻对比较有什么优弊端?用热敏电阻进行线性温
度丈量时一定注意什么问题?
答:长处:()电阻温度系数大,敏捷度高,约为热电阻的
倍;()构造简
单,体积小,能够丈量点温度;()电阻率高,热惯性小,适合动向丈量;()
易于保护和进行远距离控制()制造简单,使用寿命长。阻值大,能够不考虑
引线电阻影响。
弊端:交换性差,非线性严重。稳固性差
进行线性温度丈量时应注意:流过热敏电阻的温度不可以太大,应在其额定范
围内。或许要先进行非线性校订。
利用热电偶测温度一定具备哪两个条件?
答:()用两种不一样资料作热电极()热电偶两头的温度不可以相同
什么是中间导体定律和连结导体定律?它们在利用热电偶测温度
时有什么实质意义?
答:中间导体定律:导体、构成的热电偶,当引入第三导体时,只需保持第
三导体两头温度相同,则第三导体对回路总热电势无影响。
意义:利用这个定律能够将第三导体换成毫伏表,只需保证两个接点温度
一致,就能够达成热电势的丈量而不影响热电偶的输出。
连结导体定律:回路的总电势等于热电偶电势与连结导线电势
的代数和。
意义:连结导体定律是工业上运用赔偿导线进行温度丈量的理论基础。
什么是中间温度定律和参照电极定律?它们各有什么实质意义?
答:中间温度定律:回路的总热电势等于热电偶电势与连结导线电势的代数和。
意义:为定制分度表确立了理论基础。
:.
参照电极定律参照电极与各样电极配对时的总热电势为两电极配对后的
电势之差。
意义:利用参照电极定律能够大大简化热电偶选配工作。
用镍铬镍硅热电偶测得介质温度为°,若参照端温度为°
,问介质的实质温度为多少?
答:介质温度参照温度,°
热电式传感器除了用来丈量温度外能否还可以用来丈量其余量?举
例。
答:丈量管道流量,测气体成分,鉴识金属材质。
实验室备有铂铑—铂热电偶、铂电阻器和半导体热敏电阻器,今
欲丈量某设施外壳的温度。已知其温度约为°,要求精度
达到±°,问应选哪一种?为何?
答:铂电阻,温度范围°,丈量精度高。
铂铑——铂热电偶,温度范围°,主要测非固体。
半导体热敏电阻,温度范围°,高温非线性严重。
综合上述条件可知应选铂电阻。
习题
简述光电式传感器的特色和应用处合,用框图表示光电式传感器
的构成。
答:特色:非接触、响应快、性能靠谱。
应用处合:非接触丈量领域,既能够测直接惹起光量变化的量,也可测转
换为光量变化的量,在公民经济领域和科学技术各个领域获取宽泛应用。
构成框图:
:.
(课本截图)
何谓外光电效应,光电导效应和光生伏殊效应?
答:外光电效应:在光照条件下电子从物体表面逸出而产生光电子发射的现象。
光电导效应:半导体遇到光照时产生光生电子—空穴对,从而使电阻率变化,
使导电性能加强的现象。
光生伏殊效应:光照惹起结两头产生电动势的效应。!
试比较光电池、光敏晶体管、光敏电阻及光电倍增管在使用性能
上的差异。
答:光电池:与外电路连结有短路电流输出和开路电压输出两种形式。两种方
式输出不一样,使用时应当依据需要采纳工作状态。硅光电池简单轻巧,不产生气
体或热污染,变换效率较低,适合工作在可见光波段。敏捷度高,适合作开关元
件。
光敏晶体管:光敏二极管敏捷度和线性度均好,可用作线性变换元件和开关。光敏三
极管和三极管在使用时要注意保持光源与光敏管的适合地点。
光敏电阻:光照特征呈非线性,需外面电源,有电流时会发热,不适合做线性检
测元件,但可作开关元件。
光电倍增管:光电流大,敏捷度高,可用来检测和放大轻微光信号。
往常用哪些主要特征来表征光电器件的性能?它们对正确采纳器
件有什么作用?
答:光照特征:表征光电器件的敏捷度。
作用:可依据不一样的精度要求来选择相应光照特征的光电器件。
光谱特征:指相对敏捷度与入射光波长的关系。
作用:包含光源与光电器件的传感器应依据光电器件的光谱特征来选择匹
:.
配的光源和光电器件;关于被检测体可作光源的传感器则依据被检测体辐射的光
波长选择光电器件。
响应时间频次特征:反应光电器件的动向特征。
作用:为实质应用时对光电器件的动向性能要求供给参照依照。
峰值探测率:对噪声的权衡。
作用:峰值探测率大则噪声等功率小,权衡光电器件的性能。
温度特征,作用:依据光电器件的温度特征能够知道在实质应用时应当根
据环境温度采纳适合的光电器件,或许能够知道能否该进行温度赔偿。
伏安特征,作用:采纳时要依据实质选择适合电压和电流参数的光电器件。
如何依据光照特征和光谱特征来选择光敏元件?试举例说明。
答:光照特征,比如光敏晶体管的光照特征是敏捷度和线性度都很好,在需要
线性度好的应用中就能够选择光敏晶体管。
光谱特征,比如由光谱特征可知锗在入射光波长较大的时候相对敏捷度要比
硅的相对敏捷度要高,实质应用时要依据被测光的波长来选择光敏元件的资料,
从而在相同的辐射功率下达到较高的敏捷度要求。
试指出光电变换电路中减小温度、光源亮度及背景光等要素改动
惹起输出信号漂移采纳的举措。
答:温度影响:恒温控制或进行温度赔偿。
光源亮度影响:在调制时选择特定的光进行放大。
背景光影响:电桥赔偿法,调制法
简述光电传感器的主要形式及应用。
答:按输出量的性质,可分为模拟式和开关式。模拟式中还可分透射式、反射
式、遮光式、辐射式。
应用:光电式数字转速表,光电式物位传感器,视觉传感器,细丝类物品的
在线检测。
举出你熟习的光电传感器应用实例,画出原理构造图并简单说
明原理。
:.
答:光电转速传感器
在待测转速轴上固定一带孔的转速调制盘,在调制盘一边由白炽灯产生恒定
光,透过盘上小孔抵达光敏二极管构成的光电变换器上,变换成相应的电脉冲信
号,经过放大整形电路输出齐整的脉冲信号,转速由该脉冲频次决定。
试说明图()所示光电式数字测速仪的工作原理。
()若采纳红外发光器件为光源,虽看不见灯亮但电路却能正常
工作,为何?
()当改用小白炽灯作光源后,却不可以正常工作,剖析原由。
答:图()工作原理:调制盘上有平均的六个缺口,当电机转动时,透光与不
透光交替出现,光电元件中断地接收到光信号,输出电脉冲。经放大整形电路转
换成方波信号,由数字频次计可测得电机的转速。
()因为红外发光器件发出的光(依旧能够是方向性好,光束小的光,
固然)看不见,可是光电器件的波长限大,能够接收波长较长的红外线,所以电
路能够正常工作。
()是波长不般配的原由。
手头有三种光电元件:硫化铊光敏电阻、硫化铅光敏电阻、硅
光敏三极管,用可见光