傳感器與機器視覺 第4章 習(xí)題參考答案

《傳感器與機器視覺》（ISBN）楊利謝永超主編吳海波高贏楊述陳柳松副主編電子工業(yè)出版社思考與練習(xí)題4參考答案什么是光電效應(yīng)？光電傳感器的原理是光電效應(yīng)。用光照射某一物體，可以看作物體受到一連串能量為E的光子的轟擊，組成這種物體的材料吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)電效應(yīng)的物理現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。通常把光線照射到物體表面后產(chǎn)生的光電效應(yīng)分為三類：外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特現(xiàn)象。常見的光電器件有哪些？工作原理分別是？常見的光電器件有光電管、光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光電池等。光電管原理：當(dāng)入射光線穿過光窗照到光電陰極上時，由于外光電效應(yīng)，光電子就從極層內(nèi)發(fā)射至真空。在電場的作用下，光電子在極間作加速運動，最后被高電位的陽極接收，在陽極電路內(nèi)就可測出光電流，其大小取決于光照強度和光陰極的靈敏度等因素。光敏電阻：阻值隨光照變化而變化，光照越強，電阻越小。光敏二極管：光敏二極管在不受光照射時處于截止?fàn)顟B(tài)；受光照射時處于導(dǎo)通狀態(tài)。光敏三級管：光線通過透明窗口落在基區(qū)及集電結(jié)上，使PN結(jié)產(chǎn)生光生電子-空穴對，在內(nèi)電場作用下做定向運動，形成光電流，因此PN結(jié)的反向電流大大增加。光電池是一種直接將光能轉(zhuǎn)換為電能的光電器件。光電池在有光線作用時實質(zhì)就是電源，電路中有了這種器件就不需要外加電源。說說霍爾電勢產(chǎn)生的過程？霍爾電勢的大小與哪些因素相關(guān)？置于磁場中的靜止載流導(dǎo)體，當(dāng)它的電流方向與磁場方向不一致時，載流導(dǎo)體上平行于電流和磁場方向上的兩個面之間產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)，該電勢稱霍爾電勢?；魻栯妱菡扔诩铍娏骷按鸥袘?yīng)強度，其靈敏度KH與霍爾系數(shù)RH成正比而與霍爾片厚度d成反比。為什么霍爾元件要進(jìn)行溫度補償？主要有哪些補償方法？補償?shù)脑硎鞘裁?？霍爾元件是采用半?dǎo)體材料制成的，因此它們的許多參數(shù)都具有較大的溫度系數(shù)。當(dāng)溫度變化時，霍爾元件的載流子濃度、遷移率、電阻率及霍爾系數(shù)都將發(fā)生變化，從而使霍爾元件產(chǎn)生溫度誤差。為了減小霍爾元件的溫度誤差，除選用溫度系數(shù)小的元件或采用恒溫措施外。圖1為霍爾式轉(zhuǎn)速測量裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。調(diào)制盤上有100對永久磁極，N、S極交替放置，調(diào)制盤由轉(zhuǎn)軸帶動旋轉(zhuǎn)，在磁極上方固定一個霍爾元件，每通過一對磁極霍爾元件產(chǎn)生一個方脈沖送到計數(shù)器。假定t=5min采樣時間內(nèi)，計數(shù)器收到N=15萬個脈沖，求轉(zhuǎn)速為每分鐘多少轉(zhuǎn)？圖1霍爾式轉(zhuǎn)速測量裝置原理圖n=60f/N=60*150000/5/100=18000r/min6、目前在我國越來越多的商品外包裝上都印有條形碼符號。條形碼是由黑白相間、粗細(xì)不同的線條組成的，它上面帶有國家、廠家、商品型號、規(guī)格等許多信息。對這些信息的檢測是通過光電掃描筆來實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀入的。請根據(jù)圖2分析其工作原理。圖（a）條形碼掃描筆筆頭結(jié)構(gòu)圖（b）掃描筆輸出的脈沖列圖2商品條形光電掃描筆碼掃碼原理黑色的條碼具有反射光的特點，因此當(dāng)掃描黑色條碼時，光電傳感器輸出高電平；條碼越寬，電平脈沖越寬。反之白色空隙不反光，光電傳感器輸出低電平。如圖所示，是某公司型號為LC0101的壓電式加速度傳感器，其主要參數(shù)為：圖3LC0101壓電式加速度傳感器靈敏度：100mV/g:加速度變化1g，輸出變化100mV量程：50g:測量范圍頻率范圍：0.5-8000Hz（±10%)：加速度變化頻率分辨率：0.0002g：能分辨的最小加速度線性：≤1%