光電檢測(cè)考試筆記

1、1光電檢測(cè)器件和熱電檢測(cè)器件的比較。答：光電檢測(cè)器件是利用物質(zhì)的光電效應(yīng)把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件，響應(yīng)波長(zhǎng)有選擇性，相應(yīng)快；熱電檢測(cè)器件是將輻射能轉(zhuǎn)換成熱能，再將熱能轉(zhuǎn)換成電能的器件。響應(yīng)波長(zhǎng)無(wú)選擇性，相應(yīng)慢。2簡(jiǎn)述光電池與光電二極管的區(qū)別。答：相同點(diǎn)：均為光生伏特器件；不同點(diǎn)：光電二極管PN結(jié)面積小于光電池；光電池?zé)o需偏壓，光敏二極管一般在負(fù)偏壓的情況下使用。3用圖示的方法簡(jiǎn)述CCD的電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程。4簡(jiǎn)述光電檢測(cè)電路設(shè)計(jì)依據(jù)及其設(shè)計(jì)要求。答：靈敏的光電轉(zhuǎn)換能力快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力最佳的信號(hào)檢測(cè)能力長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性和可靠性5什么是二次調(diào)制，二次調(diào)制的具有哪些作用？6對(duì)于擴(kuò)散型PiN硅光敏二極管

2、來(lái)說(shuō)，i層主要起到了什么作用？答：i層為高阻區(qū)，承受大部分外加電壓，使耗盡區(qū)增大，展寬了光電轉(zhuǎn)換的有效工作區(qū)域；提高了靈敏度；i層一般選擇高電阻率的基體材料，提高了串聯(lián)電阻，提高了擊穿電壓；提高了頻率響應(yīng)。7簡(jiǎn)述變像管和像增強(qiáng)管的工作原理及區(qū)別？工作原理：都是光電陰極接收輻射，將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電子數(shù)密度圖像，加有正高壓的陽(yáng)極起到了電子透鏡的作用，使陰極發(fā)出的電子聚焦成像在熒光屏上，最終得到目標(biāo)物的圖像。區(qū)別是：變像管是將不可見(jiàn)圖像轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)圖像的器件，而像增強(qiáng)管是把強(qiáng)度低于視覺(jué)閾值的圖像增強(qiáng)到可以觀察程度的光電成像器件。8. 探測(cè)器件在進(jìn)行極為微弱的信號(hào)探測(cè)時(shí)，有時(shí)要放入液氮中使用，為什么？答

3、：載流子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)造成的噪聲稱為熱噪聲。當(dāng)溫度高于絕對(duì)零度時(shí)，導(dǎo)體或半導(dǎo)體中每一電子都攜帶著的電量作隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，盡管其平均值為零，但瞬時(shí)電流擾動(dòng)在導(dǎo)體兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)均方根電壓，稱為熱噪聲電壓。其平均值為： 當(dāng)時(shí)， 而且，光電探測(cè)器件絕大多數(shù)都是半導(dǎo)體材料，受溫度影響很大。綜上所述， 當(dāng)探測(cè)器件在對(duì)微弱的信號(hào)探測(cè)時(shí)，為了減少溫度的影響，放入液氮中使用，是非常行之有效的辦法。9簡(jiǎn)述光電池與光電二極管的相同點(diǎn)和區(qū)別。相同點(diǎn)：光敏二極管和光電池都是利用入射光照射到P-N結(jié)上產(chǎn)生光生伏特效應(yīng)的器件；不同點(diǎn)：光電池結(jié)面積較大而光電二極管的結(jié)面積較小，光電池不需要加偏置電壓而光電二極管需要通過(guò)施加負(fù)偏壓提

4、高靈敏度。10. 簡(jiǎn)述光電檢測(cè)電路的組成及各部分的作用。答：光電檢測(cè)電路由光電器件、輸入電路和前置放大器組成。光電器件把被測(cè)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，而輸入電路則是為光電器件提供正常的工作條件，進(jìn)行電參量的變換，同時(shí)完成和前置放大器的電路匹配。光電器件輸出的微弱電信號(hào)由前置放大器進(jìn)行放大，前置放大器另一作用是匹配后置處理電路與檢測(cè)器件之間的阻抗。11.以熱敏電阻探測(cè)溫度為例，分析熱敏電阻典型橋路的輸出電壓變化與熱敏電阻溫度變化之間關(guān)系？電橋電路如圖下所示，其中，和的其暗電阻分別為和，并且有，與關(guān)系存在。答：當(dāng)無(wú)外來(lái)輻射照射時(shí)，調(diào)節(jié)補(bǔ)償電阻，使電橋平衡。此時(shí)，電橋輸出。當(dāng)有輻射作用于熱敏電阻上時(shí)

5、，升溫引起電阻的變化為，此時(shí)平衡被破壞，開(kāi)路輸出電壓為： 又由給出的已知條件，上式可以化簡(jiǎn)為： 可見(jiàn)輸出電壓與成比例，并與負(fù)載電阻有關(guān)。11、光電導(dǎo)體的靈敏度大小取決于哪些因素？為什么要把光敏電阻的形狀制成蛇形？在微弱的光照下，光電導(dǎo)和光強(qiáng)之間是什么樣的關(guān)系？答:光電導(dǎo)體的靈敏度可以用光電增益表示：。光電導(dǎo)體的非平衡載流子壽命越快，遷移率越大，電極間距越小靈敏度越高。（2分）做成蛇形使電極間距變小，提高了光敏電阻的靈敏度。（2分）微弱的光照下，光電導(dǎo)和光強(qiáng)之間是直線性光電導(dǎo)關(guān)系。（1分） 12、簡(jiǎn)述像點(diǎn)軸外偏移檢測(cè)的像偏移法測(cè)位移的工作原理.當(dāng)將光束照射到被測(cè)物體時(shí)用成像物鏡從另外的角度對(duì)物體

6、上的光點(diǎn)位置成像，通過(guò)三角測(cè)量關(guān)系可以計(jì)算出物面的軸向偏移。激光器發(fā)出的光線，經(jīng)匯聚透鏡聚焦后垂直入射到被測(cè)物體表面上。物體移動(dòng)或其表面的變化入射點(diǎn)沿光軸方向移動(dòng)。入射點(diǎn)處的散射光徑接收透鏡入射到（CCD或PSD）光電探測(cè)器上。被測(cè)表面偏移時(shí)，照明光點(diǎn)從移到，相應(yīng)像點(diǎn)從偏移到，則。只要測(cè)出像點(diǎn)的橫向偏移量A，即可計(jì)算出待測(cè)的物面軸向偏移。13.雪崩光敏二極管和光電倍增管的異同？答：光電倍增管由光入射窗、光電陰極、電子光學(xué)系統(tǒng)、倍增極、陽(yáng)極組成，光入射到光電陰極產(chǎn)生電子發(fā)射，發(fā)射的電子在電場(chǎng)和電子光學(xué)系統(tǒng)的作用會(huì)聚加速到倍增極上，經(jīng)N級(jí)倍增后，電子被放大N次，最后最陽(yáng)極收集。外形較大，多用于快速

7、、精密微光測(cè)量的場(chǎng)合。（3分）雪崩光電二極管與光電倍增管不同，是基于內(nèi)增益機(jī)理，當(dāng)所加的反向偏壓足夠大時(shí)，在結(jié)區(qū)產(chǎn)生一個(gè)很高的電場(chǎng)，光生電子在這種強(qiáng)電場(chǎng)中可得到極大的加速，同時(shí)與晶格碰撞而產(chǎn)生電離雪崩反應(yīng)。14.幀轉(zhuǎn)移型面陣CCD的組成及工作過(guò)程？答：該器件由相同像素?cái)?shù)量的成像部分、存儲(chǔ)部分和讀出寄存器三個(gè)基本部分組成。（2分）場(chǎng)正程期間（18.4ms）圖像的二維信號(hào)電荷被積累在成像區(qū)；場(chǎng)逆程期間（1.6ms）通過(guò)加在成像區(qū)和存儲(chǔ)區(qū)電極上的時(shí)鐘脈沖使成像區(qū)的整場(chǎng)信號(hào)電荷快速轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)區(qū)；下一個(gè)場(chǎng)正程期間，成像區(qū)積累光生電荷生成下一場(chǎng)電像，存儲(chǔ)區(qū)所存的上一場(chǎng)圖像信號(hào)電荷在時(shí)鐘脈沖作用下，在行逆程

8、期間（12微秒）將一行光生電荷送進(jìn)讀出寄存器，從而使存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)各行光生電荷向讀出寄存器方向進(jìn)一次；在行正程期間，在讀出寄存器脈沖的驅(qū)動(dòng)下，使一行信號(hào)電荷向輸出結(jié)構(gòu)依次轉(zhuǎn)移，經(jīng)輸出極輸出。15.簡(jiǎn)單畫(huà)出光電成像系統(tǒng)的原理方框圖？16.在微弱輻射作用下，光電導(dǎo)材料的光電靈敏度有什么特點(diǎn)？當(dāng)輻射增強(qiáng)，該特點(diǎn)有何變化？答：.微弱輻射作用下，輸出光電流與輸入輻射通量具有線性關(guān)系；輻射增強(qiáng)，呈拋物線光電導(dǎo)17.畫(huà)圖說(shuō)明用4象限光生伏特器件檢測(cè)均勻光斑中心二維偏移量的檢測(cè)方法。18.PSD器件的主要特點(diǎn)是什么？畫(huà)圖說(shuō)明激光三角法測(cè)量中PSD的作用。PSD對(duì)入射到光敏面上的光位置敏感，對(duì)光斑的形狀沒(méi)有嚴(yán)格要求，

9、光敏面無(wú)需分割可以連續(xù)測(cè)量光斑在光敏面上的位置變化。19.CMOS圖像傳感器與CCD圖像傳感器的主要區(qū)別是什么？答：CCD以電荷耦合為基本特征，圍繞信號(hào)的產(chǎn)生、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)移和讀取來(lái)工作，以行為單位對(duì)信號(hào)進(jìn)行讀取。CMOS的信號(hào)讀取方式相對(duì)靈活，既可以以移位寄存器的形式以行為單位讀取信號(hào)，也可以只輸出某一行或某一列的信號(hào)，還可以輸出某些點(diǎn)的信號(hào)。20.說(shuō)明熱釋電攝像管中斬光器的作用。當(dāng)斬光器的微電機(jī)出現(xiàn)不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速變慢故障時(shí)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？答:斬光器的主要作用是將恒定的輻射變?yōu)榻蛔冚椛渥饔迷跓後岆娖骷?，?dāng)輸入輻射恒定，而斬光器微電機(jī)不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速變慢時(shí)，輸出信號(hào)為零或很小。21.單元光電信號(hào)的二值化

10、處理方法有哪些，其各自有何特點(diǎn)？固定閾值法：當(dāng)輸入光電信號(hào)高于固定電位Uth時(shí)，比較器輸出高電平，即為1；否則輸出低電平。該電路簡(jiǎn)單可靠，但受光源的不穩(wěn)定影響較大，需要穩(wěn)定光源。浮動(dòng)閾值法：閾值電壓為從光源分得一部分光加到光電二極管上，光電二極管在適當(dāng)偏壓下輸出與光源的發(fā)光度成線性變化的電壓信號(hào)，以此信號(hào)作閾值，即可得到隨發(fā)光強(qiáng)度浮動(dòng)的閾值Uth。將Uth加到比較器的反向輸入端，將檢測(cè)信號(hào)的輸出加到電壓比較器的同向輸入端，在輸出端得到的信號(hào)為隨發(fā)光強(qiáng)度浮動(dòng)的二值化信號(hào)，當(dāng)被測(cè)信號(hào)高于閾值時(shí)輸出高電平。浮動(dòng)閾值法避免了光電檢測(cè)系統(tǒng)的精度受光源的穩(wěn)定性的影響。22.激光掃描系統(tǒng)的組成及測(cè)量原理系統(tǒng)

11、組成：激光器、掃描陣鏡、透鏡、物鏡、接收器件23.光柵莫爾條紋的產(chǎn)生原理及在位移測(cè)量中的作用和特點(diǎn)？?jī)蓚€(gè)光柵以一定角度相互重疊，產(chǎn)生的明暗交錯(cuò)的條紋就是光柵莫爾條紋。光柵莫爾條紋具有位移放大作用、位移對(duì)應(yīng)關(guān)系和誤差平均效應(yīng)。24.光電導(dǎo)效應(yīng)、光生伏特效應(yīng)和光電發(fā)射效應(yīng)有什么區(qū)別？25.簡(jiǎn)述光電倍增管的工作原理？26.為什么說(shuō)受激輻射和分布反轉(zhuǎn)是激光產(chǎn)生的必要條件？27.圖示分析三相CCD的電荷耦合過(guò)程28.分析如何使用微分法進(jìn)行光電信號(hào)的二值化處理，并給出原理框圖？【分析】1. 簡(jiǎn)述差動(dòng)法雙通道測(cè)量系統(tǒng)的工作原理，分析雙通道測(cè)量系統(tǒng)比單通道測(cè)量系統(tǒng)相比有什么優(yōu)點(diǎn)。答： 差動(dòng)法雙通道測(cè)量系統(tǒng)工作

12、原理：光源發(fā)出的光借助于反射鏡和透鏡分別沿著基準(zhǔn)通道和測(cè)量通道并行傳送，在基準(zhǔn)通道放置具有已知透過(guò)率的標(biāo)準(zhǔn)樣品，出射光經(jīng)檢測(cè)器件接收作為參考信號(hào)，在測(cè)量通道放置待測(cè)樣品，出射光經(jīng)檢測(cè)器件接收并與參考信號(hào)比較處理，從而得到測(cè)量結(jié)果。與單通道相比，雙通道測(cè)量系統(tǒng)能夠消除由于光源波動(dòng)和溫度變化帶來(lái)的影響。2. 分析比較增量式編碼器與絕對(duì)是編碼器的異同點(diǎn)。（）增量式編碼器圖案均勻，光信號(hào)脈沖一樣，可把任意位置作為基準(zhǔn)點(diǎn)，從該點(diǎn)起將位移或轉(zhuǎn)角按一定的量化單位檢測(cè)，計(jì)量脈沖數(shù)即可折算成位移或轉(zhuǎn)角。零點(diǎn)可以任意予置，測(cè)量范圍僅受計(jì)數(shù)器容量限制而與光學(xué)器件無(wú)關(guān)。沒(méi)有確定的測(cè)量點(diǎn)，斷電則丟失當(dāng)前位置，噪聲的影響

13、造成計(jì)數(shù)誤差會(huì)逐漸積累，無(wú)法輸出絕對(duì)位置信息。（2分）（）絕對(duì)式編碼器圖案不均勻，光信號(hào)脈沖不一樣，它是在可運(yùn)動(dòng)的光學(xué)元件的各位置坐標(biāo)上刻制出表示相應(yīng)坐標(biāo)的代碼形式的絕對(duì)地址，在元件運(yùn)動(dòng)過(guò)程中讀取這些代碼實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量坐標(biāo)的變化。坐標(biāo)固定，與測(cè)量前的狀態(tài)無(wú)關(guān)，不需要運(yùn)動(dòng)時(shí)的位置重合；抗干擾能力強(qiáng)，無(wú)誤差累積；切斷電源信號(hào)消失，但通電后能恢復(fù)原狀態(tài)；信號(hào)并行傳送，不需要方向判別和可逆計(jì)數(shù)等?？蓪⑷我馕恢萌∽髁泓c(diǎn)時(shí)需進(jìn)行一定的運(yùn)算。（3分）3.分析熱釋電探測(cè)器的工作原理，并進(jìn)一步說(shuō)明為什么熱釋電探測(cè)器件要工作在居里溫度以下？工作原理：用交變的入射輻射照射熱釋電晶體，使得晶體的溫度、晶體的自發(fā)計(jì)劃以及

14、由此因此的面束縛電荷均隨入射輻射的頻率變化而變化，如果頻率較大，體內(nèi)電荷來(lái)不及中和，結(jié)果就使得晶體在與極軸垂直的兩端面間出現(xiàn)開(kāi)路交流電壓。如果接上相應(yīng)負(fù)載，就會(huì)在負(fù)載的兩端產(chǎn)生交流信號(hào)電壓。（3分）熱釋電器件的極化強(qiáng)度與溫度有關(guān)，溫度升高，極化強(qiáng)度降低，升高到一定溫度，自發(fā)極化就突然消失，這個(gè)溫度稱為“居里溫度”。在居里點(diǎn)以下，極化強(qiáng)度是溫度的函數(shù)，熱釋電探測(cè)器件就是利用這點(diǎn)制造出的熱敏類探測(cè)器。即熱釋電探測(cè)器件要工作在居里溫度以下。4.火炮身管直線度測(cè)量系統(tǒng)主要由哪些部分組成？分析如何進(jìn)行身管內(nèi)膛直線度的測(cè)量?；鹋谏砉苤本€度測(cè)量系統(tǒng)主要由激光器、光束準(zhǔn)直系統(tǒng)和光電接收及處理電路組成。激光器可

15、采用氦氖激光器，激光器、接收器選用四象限光電池，固定在靶標(biāo)上，兩者分別放置于炮口和炮尾。將激光束的強(qiáng)度中心作為直線基準(zhǔn)，調(diào)整使其對(duì)準(zhǔn)四象限光電池的檢測(cè)中心，移動(dòng)靶標(biāo)，探測(cè)器件輸出信號(hào)，信號(hào)處理后輸入到記錄器上記錄不直度曲線。7.如下圖電路所示，簡(jiǎn)要說(shuō)明如何使用光敏電阻實(shí)現(xiàn)路燈自動(dòng)點(diǎn)熄控制？光敏電阻在光照強(qiáng)（白天）的時(shí)候電阻小、電路中電流變大，能驅(qū)動(dòng)繼電器，關(guān)閉路燈，在光照弱（晚上）的時(shí)候電阻大電路中電流變小，不能驅(qū)動(dòng)繼電器，繼電器就會(huì)接通另一開(kāi)關(guān)，從而打開(kāi)路燈。8. 設(shè)計(jì)一直線度檢測(cè)系統(tǒng)，畫(huà)出簡(jiǎn)圖，并敘述其工作原理。 9. 使用相位法進(jìn)行距離的測(cè)量，畫(huà)出簡(jiǎn)圖，并說(shuō)明系統(tǒng)測(cè)距原理?！驹O(shè)計(jì)】六、設(shè)

16、計(jì)題1.某造紙廠生產(chǎn)的紙張為寬1米的長(zhǎng)條狀，需要切成長(zhǎng)2米/張，根據(jù)下圖裁紙機(jī)和浮動(dòng)閾值二值化電路，試設(shè)計(jì)一個(gè)光電檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，闡述其原理并畫(huà)出系統(tǒng)示意圖。 （a）浮動(dòng)閾值二值化電路 （b）裁紙機(jī)答：光源發(fā)出的光被分束鏡分為兩路，一路經(jīng)履帶邊緣透過(guò)被光電檢測(cè)器件接收變成電壓信號(hào)Ui，成為浮動(dòng)閾值電路的輸入端，另一路直接進(jìn)入閾值電路的光電轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換成閾值電壓。當(dāng)紙進(jìn)入接收器視場(chǎng)時(shí)，光電器件輸出光電流減小，引起輸出電壓的跳變，此時(shí)輸出信號(hào)Uo為低電平，裁紙刀下落，紙切斷后，器件又恢復(fù)照亮?xí)r的狀態(tài)，輸出信號(hào)Uo為高電平，裁紙刀抬起，如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裁剪。 2. 利用激光掃描測(cè)量法設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)體直徑

17、檢測(cè)系統(tǒng)，畫(huà)出典型激光掃描檢測(cè)系統(tǒng)原理圖，說(shuō)明檢測(cè)原理、使用的器件和測(cè)量數(shù)學(xué)模型。3.試說(shuō)明脈沖法激光測(cè)距儀和相位法激光測(cè)距儀的測(cè)距原理，并選用適當(dāng)?shù)姆椒ň_測(cè)量出兩座建筑物之間的距離，要求±，繪制相應(yīng)的原理框圖，并簡(jiǎn)述其工作原理。答：4.根據(jù)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，試設(shè)計(jì)基于CCD器件的鋼棒直徑測(cè)量系統(tǒng)？5.運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一套激光監(jiān)聽(tīng)裝置，要求在10米外用激光器照射房間玻璃，監(jiān)聽(tīng)房間內(nèi)談話內(nèi)容。激光監(jiān)聽(tīng)與聲源定位系統(tǒng)是利用激光獲得室內(nèi)被監(jiān)聽(tīng)對(duì)象內(nèi)容及位置信息。本文提出一種基于四象限探測(cè)器的設(shè)計(jì)方案，其工作原理為聲源的振動(dòng)引起玻璃表面的受迫振動(dòng)，準(zhǔn)直的激光光束經(jīng)玻璃反射后產(chǎn)生載有聲源振動(dòng)信息

18、的反射光，利用四象限探測(cè)器(QD)各象限的光積分關(guān)系分析反射光斑中心位置信息，并處理即可還原聲音信息，可有效地消除背景光的干擾。聲波經(jīng)過(guò)空氣傳播至窗戶、水杯等玻璃物體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生聲壓于玻璃表面，引起玻璃振動(dòng)。玻璃表面的反應(yīng)只和直接作用在上面的局部聲壓成正比5。因此利用激光束照射到玻璃表面時(shí)，受聲波振動(dòng)影響的玻璃會(huì)調(diào)制反射激光。激光監(jiān)聽(tīng)與聲源定位系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)功能，對(duì)被監(jiān)測(cè)的房間室內(nèi)的還原，以及對(duì)聲源位置的定位。聲音信息還原部分實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)激光監(jiān)聽(tīng)儀，它主要由激光器及其光機(jī)結(jié)構(gòu)，四象限探測(cè)器及其驅(qū)動(dòng)控制處理電路組成。定位功能由三臺(tái)激光監(jiān)聽(tīng)儀和到達(dá)時(shí)差法定位模塊兩部分共同實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)如圖所示

19、。系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖1、 闡述用差動(dòng)法檢測(cè)溶液濃度的工作原理及工作過(guò)程。（13分）3、CCD測(cè)細(xì)絲直徑d3、在微弱輻射作用下，光電導(dǎo)材料的光電靈敏度有什么特點(diǎn)，？為什么要把光敏電阻制造成蛇形？答：在微弱輻射下，光電導(dǎo)材料的光電靈敏度是定值，光電流與入射光通量成正比，即保持線性關(guān)系。因?yàn)楫a(chǎn)生高增益系數(shù)的光敏電阻電極間距需很?。磘dr?。?，同時(shí)光敏電阻集光面積如果太小而不實(shí)用，因此把光敏電阻制造成蛇形，既增大了受光面積，又減小了極間距。說(shuō)明汽車光電式車速傳感器的工作原理LED1.答：汽車的光電式車速傳感器的工作原料：當(dāng)遮光板不能遮斷光速時(shí)，放光二極管的光射帶光敏三極管上，光敏三極管的集電極中有電流通

20、過(guò)，該管導(dǎo)通，這時(shí)三極管也導(dǎo)通，因此在S1端子上就有5V電壓輸出。脈沖頻率取決于車速，子車速為60km/h時(shí)，儀表繞性驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為637r/min，儀表軟軸每轉(zhuǎn)一圈，傳感器就有20個(gè)脈沖輸出。說(shuō)明汽車光電式轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器的設(shè)計(jì)原理輸出信號(hào)A刷出信號(hào)B5.答：設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向盤傳感器時(shí)，將兩個(gè)信號(hào)發(fā)送器通、斷變換的相位角錯(cuò)開(kāi)90度。汽車直線行駛時(shí)，信號(hào)A處于通斷狀態(tài)（高電平）的中間位置，轉(zhuǎn)向時(shí)，根據(jù)信號(hào)A下降沿外信B的狀態(tài);即可判斷出轉(zhuǎn)向的方向，信號(hào)A由斷狀態(tài)變?yōu)橥瑺顟B(tài)（ 低電壓）時(shí)，如果信號(hào)B為通狀態(tài)，則為左轉(zhuǎn)向；如果信號(hào)B為斷狀態(tài)，則為右轉(zhuǎn)向。根據(jù)下圖的外差檢測(cè)試驗(yàn)裝置，說(shuō)明其工作原理CO1激光

21、器答：這是外差檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)裝置，光源是進(jìn)過(guò)穩(wěn)頻的CO2激光器。由分束鏡把入射光分成兩路：一路經(jīng)過(guò)反射的作為本振光波，其頻率為fL；另一路經(jīng)過(guò)偏心輪反射，并由透鏡聚焦到可變光瀾上作為信號(hào)光束。偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)于目標(biāo)沿光波方向并有一運(yùn)動(dòng)速度，光的回波就產(chǎn)生了多普勒頻移，其頻率為fs?？勺児鉃懹脕?lái)限制兩光束射向光電檢測(cè)器的空間方向。線柵偏振鏡用來(lái)使兩束光變?yōu)槠穹较蛳嗤母晒?，然后兩束光垂直投射到檢測(cè)器上。、某生產(chǎn)線上需要設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品尺寸自動(dòng)光電檢測(cè)分揀線，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是：對(duì)尺寸在一定范圍內(nèi)的產(chǎn)品視為合格品，超出該范圍的產(chǎn)品視為不合格品。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出滿足上述功能要求的原理圖，并對(duì)其結(jié)構(gòu)、原理予以論述。設(shè)計(jì)：（自

22、己選其中一種方案）方案一：原理：利用光電傳感器和繼電器判別長(zhǎng)度缺陷：物體移動(dòng)速度的變化會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果的可靠性方案二：原理：利用門電路檢測(cè)物體的長(zhǎng)度不足：繼電器動(dòng)作慢、體積大、壽命短1、設(shè)計(jì)一套測(cè)量材料透過(guò)率的光電測(cè)試自動(dòng)裝置，要求消除光源的不穩(wěn)定性因素的影響。 繪出工作原理圖。繪出原理框圖。說(shuō)明工作原理。答：工作原理圖原理框圖說(shuō)明工作原理：在裝上被測(cè)樣品4之前，光屏處于最大吸收位置，并使二通道的輸出光通量相等，處于平衡狀態(tài)。當(dāng)插入被測(cè)樣品之后，測(cè)量通道的光通量減少。此時(shí)若移動(dòng)光屏改變透過(guò)率值使光屏上透過(guò)增大恰好等于被測(cè)樣品的吸收值，這就可以使二個(gè)通道重新達(dá)到平衡。光屏的移動(dòng)由與之相連的指針機(jī)構(gòu)9顯示，指針的位置和不同被測(cè)樣品的透過(guò)率相對(duì)應(yīng)。這樣，光屏或指針的位置就是被測(cè)透過(guò)率的量度值，并在二通道的輸出光通量相等時(shí)讀出。2、主動(dòng)紅外報(bào)警電路如圖所示，分析它的工作原理 ？答：當(dāng)光信號(hào)被阻擋時(shí)，光敏三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，光敏三極管的集電極為高電平，即三極管基極為高電平，三極管飽和導(dǎo)通，三極管的集電極為低電平，驅(qū)動(dòng)繼電器J工作，使開(kāi)關(guān)閉合，電路形成回路，晶閘管控制端有效，晶閘管導(dǎo)通，報(bào)警器正常工作。S為復(fù)位鍵。當(dāng)有光信號(hào)時(shí)，光敏三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，光敏三極管的集電極為低電平，即三極管基極為低電平，三極管截止，三極管