傳感器第六、七、八章思考題及習(xí)題(編輯修改稿)
2025-07-04 14:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 低電位，而φ1由高到低轉(zhuǎn)變。此時(shí)φ1下的勢(shì)阱逐漸變淺，使φ1下的剩余電荷繼續(xù)向φ2下的勢(shì)阱中轉(zhuǎn)移。t4時(shí)刻，φ2為高電位，φφ3為低電位，φ2下面的勢(shì)阱最深，信號(hào)電荷都被轉(zhuǎn)移到φ2下面的勢(shì)阱中，這與t1時(shí)刻的情況相似，但電荷包向右移動(dòng)了一個(gè)電極的位置。當(dāng)經(jīng)過一個(gè)時(shí)鐘周期T后，電荷包將向右轉(zhuǎn)移三個(gè)電極位置，即一個(gè)柵周期（也稱一位）。因此，時(shí)鐘的周期變化，就可使CCD中的電荷包在電極下被轉(zhuǎn)移到輸出端，其工作過程從效果上看類似于數(shù)字電路中的移位寄存器。簡述利用CCD進(jìn)行工件尺寸測(cè)量的原理及測(cè)量系統(tǒng)的組成。答：利用CCD進(jìn)行工件尺寸測(cè)量的原理是根據(jù)工件成像輪廓覆蓋的光敏單元的數(shù)量來計(jì)算工件尺寸數(shù)據(jù)。如果在光學(xué)系統(tǒng)放大率為1/M的裝置中，有：式中：L—工件尺寸；N—覆蓋的光敏單元數(shù)；d—相鄰光敏單元中心距離（177。2d為圖像末端兩個(gè)光敏單元之間可能的最大誤差）。CCD測(cè)量系統(tǒng)由光學(xué)系統(tǒng)、圖像傳感器和微處理機(jī)等組成。試述用一維PSD進(jìn)行距離測(cè)量的原理。答：一維PSD結(jié)構(gòu)圖如下：由于橫向光電效應(yīng)，當(dāng)PSD工作在反向偏壓狀態(tài)時(shí)（公用極3正電壓），流經(jīng)電極2的電流I1和I2與入射光的強(qiáng)度和入射光點(diǎn)的位置有關(guān)。如下式：由上兩式得：式中：XA為入射光點(diǎn)位置；L為PSD的長度。顯然，通過I1與I2可確定入射光點(diǎn)位置XA。利用由斯乃爾定律推導(dǎo)出的臨界角θc表達(dá)式，計(jì)算水（n=）與空氣（n≈1）分界面的θc的值。已知：n0=1；n1=求：θc=？解： ∵ 而：θ/=900，θ=θc∴ 求n1=,n 2=；若外部的n0=1，求最大入射角θc =?已知：n1=；n2=；n0=1求：NA=?；θm=？解①： 解②： ∵ ∴ 光纖傳感器有哪幾種調(diào)制方式?答：光纖傳感器有3種調(diào)制方法，即：光強(qiáng)度調(diào)制型、光相位調(diào)制型和光偏振態(tài)調(diào)制型。利用光纖傳感器進(jìn)行位移測(cè)量的方法有哪些？簡述其工作原理。答：利用光纖傳感器進(jìn)行位移測(cè)量主要有反射方式和瞬逝波方式兩種方法。反射式光纖傳感器工作原理是從發(fā)射光纖出射的光經(jīng)被測(cè)物表面直接或間接反射后，由接收光纖傳到光電器件上，光量隨反射面相對(duì)光纖端面的位移而變化而實(shí)現(xiàn)測(cè)量位移的目的。瞬逝波光纖傳感器工作原理是兩光纖端面斜切，端面對(duì)光纖軸線有相同角度，斜面拋光，以便光線再接收光纖頭內(nèi)形成全反射。當(dāng)兩光纖距離較遠(yuǎn)時(shí)，沒有光通過斜切面耦合到接收光纖
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