【正文】 ，而HA中的電流IA可寫成HA的輸出電動(dòng)勢(shì)EA式中 ——比例常數(shù)的相乘積同理可寫出HB的輸出電動(dòng)勢(shì)EB測(cè)速發(fā)電機(jī)的總輸出電動(dòng)勢(shì)E為兩霍爾元件輸出電動(dòng)勢(shì)之和，即式中 第7章 波傳感器。答：(1)束射特性:超聲波波長(zhǎng)短,發(fā)散性能較弱,可以近似集中成一束射線。(2)吸收特性：超聲波在空氣、液體和固體中均會(huì)被吸收?？諝庵械奈兆顝?qiáng)烈，固體中吸收微弱；(3)高功率：由于頻率高，超聲波的功率比聲波大得多，它不僅能使所通過的介質(zhì)產(chǎn)生急速運(yùn)動(dòng)，甚至?xí)茐钠浞肿咏Y(jié)構(gòu)；(4)聲壓作用：超聲波振動(dòng)使物質(zhì)分子產(chǎn)生壓縮和稀疏作用，這種由于聲波振動(dòng)引起的附加壓力現(xiàn)象叫聲壓作用。超聲波傳感器是檢測(cè)伴隨超聲波傳播的聲壓或介質(zhì)形變的裝置。利用壓電效應(yīng)、電應(yīng)變效應(yīng)、磁應(yīng)變效應(yīng)、光彈性效應(yīng)等應(yīng)變與其它物理性的相互作用的方法，或用電磁的、靜電的或光學(xué)的手段等可檢測(cè)由聲壓作用產(chǎn)生的振動(dòng)。多數(shù)可兼有超聲波發(fā)生和檢測(cè)作用的可逆性，又稱為超聲波換能器或超聲波探頭。超聲波探頭既能發(fā)射超聲波信號(hào)又能接收發(fā)射出去的超聲波的回波，并能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。第8章 光電式傳感器？分別簡(jiǎn)單介紹一下這幾個(gè)組成部分。答：光電式傳感器的組成框圖如圖81所示。它一般由輻射源、光學(xué)通路和光電器件三部分組成。圖81光電式傳感器組成框圖光源是光電傳感器的一個(gè)組成部分，大多數(shù)光電傳感器都離不開光源。光電式傳感器對(duì)光源的選擇要考慮很多因素，例如波長(zhǎng)、譜分布、相干性、體積、造價(jià)和功率等。常用的光源可分為四大類：熱輻射光源、氣體放電光源、激光器和電致發(fā)光器件。光學(xué)通路是由一定的光學(xué)元件，按照一些光學(xué)定律和原理構(gòu)成的各種各樣的光路。常用的光學(xué)元件有各種反射鏡和透鏡。光電器件的作用是將光信號(hào)變換為電信號(hào)，它的作用原理是基于一些物質(zhì)的光電效應(yīng)。？簡(jiǎn)述它們產(chǎn)生的原因。與之對(duì)應(yīng)的光電元件有哪些？簡(jiǎn)述其特點(diǎn)。答：(1)光電效應(yīng)分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。其中內(nèi)光電效應(yīng)按其工作原理分為兩種：光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。(2)外光電效應(yīng)產(chǎn)生的原因是光線照射在某些物體上，使電子從這些物體表面逸出。內(nèi)光電效應(yīng)產(chǎn)生的原因是物體受光照后，其內(nèi)部原子釋放出的電子不逸出物體表面，而仍留在內(nèi)部使物體的電阻率發(fā)生變化或產(chǎn)生光電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。前者稱光電導(dǎo)效應(yīng)，后者稱光生伏特效應(yīng)。(3)基于外光電效應(yīng)的光電器件屬于光電發(fā)射型器件，有光電管、光電倍增管等?；诠怆妼?dǎo)效應(yīng)的光電器件有光敏電阻(光電導(dǎo)型)和光敏二極管、光敏三極管(光電導(dǎo)結(jié)型)?；诠馍匦?yīng)的光電器件是光電池。(4)光電管的靈敏度較低，而光電倍增管具有很高的靈敏度；光敏電阻又稱光導(dǎo)管，它靈敏度高，體積小，重量輕，光譜響應(yīng)范圍寬，機(jī)械強(qiáng)度高，耐沖擊和振動(dòng)，壽命長(zhǎng)，但光敏電阻是一個(gè)純電阻器件，使用時(shí)需要外部電源，當(dāng)有電流流過時(shí)會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱問題；光敏二極管和光敏晶體管的體積很小，所需偏置電壓不大于幾十伏。光敏二極管有很寬的帶寬，而雪崩光敏二極管的性能可與光電倍增管相媲美。一般光敏晶體管的光電流比具有相同有效面積的光敏二極管的光電流要大幾十乃至幾百倍，但是響應(yīng)速度較二極管差，帶寬較窄，但作為一種高電流響應(yīng)器件，應(yīng)用十分廣泛；光電池在有光線作用下實(shí)質(zhì)就是電源。硅太陽能電池與其它能量轉(zhuǎn)換器件相比，具有輕便、簡(jiǎn)單、不會(huì)產(chǎn)生氣體或熱污染，易于適應(yīng)環(huán)境，轉(zhuǎn)換效率高。因此，凡是不宜鋪設(shè)電纜的地方都可采用，尤其適于為宇宙飛行器的各種儀表提供電源。答：光敏電阻和其它半導(dǎo)體器件一樣，其特性受溫度影響較大。隨溫度的升高光敏電阻的暗電流及靈敏度將下降、光譜效應(yīng)峰值將向左移動(dòng)等。采用控溫的方法可調(diào)節(jié)靈敏度或主要接受某一頻段內(nèi)的光信號(hào)。答：在一定光照功率下，光電靈敏度與光頻率之間的關(guān)系稱為光譜特性。光電二極管和光電三極管的入射光頻率(波長(zhǎng))決定光生載流子的產(chǎn)生與否極其能量大小，如圖82所示為光電晶體管的光譜特性。鍺光電晶體管響應(yīng)頻段約在500~1700nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，最靈敏峰在1400nm附近。硅光電晶體管的響應(yīng)頻段在400~1000nm波長(zhǎng)范圍之內(nèi)，而最靈敏峰出現(xiàn)在800nm附近。圖82光電二極管和光電三極管的光譜特性指光電流(或相對(duì)靈敏度)與光照調(diào)制頻率的關(guān)系。典型曲線如圖83所示。一般來說，光電三極管的頻響比光電二極管小得多。在光電三極管中，鍺管的頻率響應(yīng)要比硅管小一個(gè)數(shù)量級(jí)。負(fù)載電阻的大小對(duì)頻響有影響，減小負(fù)載電阻可提高頻響，但輸出的光電壓信號(hào)也減小。圖83光電二極管和光電三極管的頻響特性，可采用哪幾種光電元件？當(dāng)采用波長(zhǎng)為8000~9000(1=)的紅外光源時(shí)，宜采用哪幾種光電元件作測(cè)量元件？為什么？答：用半導(dǎo)體光電元件做測(cè)量元件時(shí)，可采用光敏電阻、光敏晶體管和光電池。當(dāng)采用波長(zhǎng)為8000~9000(1=)的紅外光源時(shí)，宜采用硅光敏晶體管和硅光電池，因?yàn)樗鼈兊捻憫?yīng)區(qū)段覆蓋了8000~9000波長(zhǎng)范圍，且靈敏度峰值分別在9000和8000。，則此種材料的“紅限”為多少？答：紅限的波長(zhǎng)用下式表示：式中h——普朗克常數(shù)，h=； c——光速。所以。并分別介紹這幾種類型的作用原理。答：光電式傳感器在檢測(cè)與控制中的應(yīng)用非常廣泛，它基本上可分為模擬式傳感器和脈沖式傳感器兩類。答：模擬式光電傳感器的作用原理是基于光電器件的光電流隨光通量而發(fā)生變化。對(duì)于光通量的任意一個(gè)選定值，對(duì)應(yīng)的光電流就有一個(gè)確定的值，而光通量又隨被測(cè)非電量的變化而變化，這樣光電流就成為被測(cè)非電量的函數(shù)，這類傳感器大都用于測(cè)量位移，表面光潔度，振動(dòng)等參數(shù)。脈沖式光電傳感器的作用原理是光電器件的輸出僅有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，即“通”與“斷”的開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)光電器件受光照時(shí)，有電信號(hào)輸出，當(dāng)光電器件不受光照時(shí)，無電信號(hào)輸出。這一類光電傳感器大多是作繼電器和脈沖發(fā)生器應(yīng)用的，如測(cè)量線位移、線速度、角位移、角速度(轉(zhuǎn)速)的光電脈沖傳感器等。，以面陣電荷耦合器件為例，說明它是如何把光照射轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并轉(zhuǎn)移輸出的？試舉例說明CCD圖像傳感器的用途。答：(1)CCD就是電荷耦合器件，利用CCD作為轉(zhuǎn)換器件的傳感器，稱為CCD傳感器(或稱CCD圖像傳感器)。CCD基本組成部分是MOS光敏單元陣列和讀出移位寄存器。(2)在光積分時(shí)間，各個(gè)光敏元曝光，吸收光生電荷。曝光結(jié)束時(shí)，器件實(shí)行場(chǎng)轉(zhuǎn)移，即在一個(gè)瞬間內(nèi)將原整場(chǎng)的光電圖像迅速地轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)器列陣中去。轉(zhuǎn)移時(shí)光敏元中的光生電荷并行地分別轉(zhuǎn)移到注腳相同的存儲(chǔ)單元中。此時(shí)光敏元開始第二次光積分，而存儲(chǔ)器列陣則將它里面存儲(chǔ)的光生電荷信息一行行地轉(zhuǎn)移到讀出移位寄存器，在高速時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下，讀出移位寄存器輸出每行中各位的光生電荷信息。(3)CCD傳感器用于非電量的測(cè)量，主要用途為以下3個(gè)方面：①.組成測(cè)試儀器可測(cè)量物位、尺寸、工件損傷等；②.作光學(xué)信息處理裝置的輸入環(huán)節(jié)，例如用于傳真技術(shù)、光學(xué)文字識(shí)別技術(shù)(OCR)、圖像識(shí)別技術(shù)、光譜測(cè)量及空間遙感技術(shù)等方面；③.作自動(dòng)流水線裝置中的敏感器件，例如可用于機(jī)床、自動(dòng)售貨機(jī)、自動(dòng)搬運(yùn)車以及自動(dòng)監(jiān)視裝置等方面。 WORD格式整理