传感器技术基础与应用实训 课后习题答案项目单元9

项目单元9

9.6习题

1.晒太阳取暖利用了C；人造卫星的光电池板利用了A；植物的生

长利用了B；

A、光电效应B、光化学效应C、光热效应D、感光效应。

2.光敏二极管属于_&_；光电池属于C。

A、外光电效应B、内光电效应C、光生伏特效应

3.光敏二极管在测光电路中应处于3偏置状态，而光电池通常处于

偏置状态。A、正向B、反向C、零

4.光纤通信中，与出射光纤耦合的光电元件应选用

A、光敏电阻R、PIN光敏一极管C、APD光敏一极管D、光敏三极管

5.温度上升时，光敏电阻、光敏二极管，光敏三极管的暗电流

A、上升B、下降C、不变

6.欲精密测量光的照度，光电池应配接D。

A、电压放大器B、A/D转换器C、电荷放大器D、I/U转换器

7.欲利用光电池驱动电动车，需将数片光电池，——以提高输出电压，

再将几组光电池_」起来，以提高输出电流。

A、串联，并联B、串联，串联C、并联，串联D^并联，并联

8,普通型硅光电池的峰值波长为C,落在」区域。

A、0.8mB、8mmC.0.8umD、可见光E、近红外光

F、紫外光G、远红外光

9.光敏电阻是用半导体材料制成的，如图9.25所示，将一个光敏电阻与

多用电表联成一电路，此时选择开关放在欧姆挡，照射在

光敏电阻上的光强逐渐增大，则欧姆表指针的偏转角度—

L，若将选择开关放在电压档，同样增大照射光强度，则

指针偏转角度£。

A、变大B、变小C、不变

10.用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电

信号的过程。下列属于这类传感器的是Ao

A.红外报警装置B.走廊照明灯的声控开关

C.自动洗衣机中的压力传感装置D.电饭煲中控制加热和保温的温控器

11.在如图9.29的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电

阻，D为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且R与D间距不变，下列说

法正确的是A°

A.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大

B.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减少条目

C.当滑动触头P向右移时，L消耗的功率可能不变|J

D.无论怎样移动触头P,L消耗的功率都不变图9.26

12.某光敏三极管在强光照射时的光电流为2.5mA,选用的继电器吸合电流

为50mA,直流电阻为200Q.现欲设计两个简单的光电开关，其中一个是有强光

照射时继电器吸合（得电）；另一个相反，是在有强光照射时继电器释放（失电）。

请分别画出两个光电开关的电路图（只允许采用普通三极管放大光电流），并标

出各电阻值及选用的电压值、电源极性。

（b）强光照片维电器举故

（a）R1和RP共约300Q，图（b）R1约5kQ•R2和RP共约1k。。

13.冲床工作时，工人稍不留神就有可能被冲掉手指头。请选用两种以上的

传感器来同时探测工人的手是否处于危险区域（冲头下方）。只要有一个传感器

输出有效（即检测到手未离开该危险区），则不让冲头动作，或使正在动作的冲

头惯性轮刹车。请以文字形式，谈谈你的检测控制方案，以及必须同时设置两个

传感器组成“或”的关系、必须使用两只手（左右手）同时操作冲床开关的好处。

答:①首先了解冲头的工咋区域，可将安全区域设定为前后、左右四个范围，

只要操作者的手伸入这个区域，则冲头不动作。②应采用非接触式的测量方式探

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测是否有手的存在，光电开关是较好的选择。③比较各种光电开关检测的特性，

选择最佳方案，木例中采用遮断式光电传感器较合适。④在前后、左右各设一对

遮断式光电开关，其输出为“或”的关系，只要有一对传感器输出为“有效”即

停车，保证安全保护动作。⑤冲头的启动有两个开关，设在左、右手的两侧，两

个开关按下，冲头才能落下。⑥更周到的安全保护是在冲床周围设置光电安全隔

离栅或者光幕。

14.请你在课后回家打开家中的自来水表，观察其结构及工作过程。然后考

虑如何利用学到的光电测转速原理，在自来水表玻璃外面安装若干电子元器件，

使之变成数字式自来水流量累积测量、显示仪。请以文字形式写出你的设计方案。

答：①家用机械旋翼式水表多采用叶轮式流量传感器。水流动时的冲击力使

叶轮转动，通过减速齿轮及机械计数器可读取用水的累积流量，自来水表最低位

为lm3,以十进制累积至9999m3；另一种水表没有计数器，只能从4根旋转的指

针直接读数，读数可从千位、百位、十位和个位合并获得。例如，若xlOOO表头

指向0~9之间，xlOO表头指向8,xlO表头指向7,xl表头指向6,则读数为

9876m由此可知，指针式水表读数比较麻烦，也容易引起误读（如误判为0876mD

②叶轮每转一圈（可从玻璃下方的塑料薄片判断）表示用水0.0001m,可利用传感

器测量塑料薄片的旋转圈数来获得用水量。在不改变水表水密封的前提下，可在

玻玻璃罩上表面设置反射式光电开关。③叶轮带动一只供观察用的六齿塑料薄片,

光电开关就安装在它的上方。叶轮每转一圈，产生6个反射脉冲，经6分频电路

产生一个计数脉冲，以O.OOOlnP累积。数字显示器最低位为0.1m3,可显示

99999nf或更多的位数。④本没计还应考虑“断电数据保存”功能，以防累积数

丢失。⑤可进一步考虑设置网络接口，可与物业管理系统相连接，组成远程抄表

系统。

15.请你谈谈如何利用热释电传感器及其他元器件实现宾馆玻璃大门的自

动开闭。

答：人体都有恒定的体温，一般在37摄氏度左右，会发出10nm左右特定波

长的红外线，被动式热释电红外探头（又叫红外人体探测传感器）就是靠探测人体

发射的红外线而进行操作的。红外线通过非涅耳滤光片增强后聚集到热释电元件,

这种元件在接收到人体红外辐射变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，经检

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测处理后就能产生报警信号

被动式热释电红外探头包含两个互相串联或并联的热释电元件，而且制成的

两个电极方向正好相反.环境背景辐射对两个热释元件儿乎具有相同的