传感器与机器视觉 第4章 习题参考答案

《传感器与机器视觉》（ISBN）杨利谢永超主编吴海波高赢杨述陈柳松副主编电子工业出版社思考与练习题4参考答案什么是光电效应？光电传感器的原理是光电效应。用光照射某一物体，可以看作物体受到一连串能量为E的光子的轰击，组成这种物体的材料吸收光子能量而发生相应电效应的物理现象称为光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类：外光电效应、内光电效应和光生伏特现象。常见的光电器件有哪些？工作原理分别是？常见的光电器件有光电管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池等。光电管原理：当入射光线穿过光窗照到光电阴极上时，由于外光电效应，光电子就从极层内发射至真空。在电场的作用下，光电子在极间作加速运动，最后被高电位的阳极接收，在阳极电路内就可测出光电流，其大小取决于光照强度和光阴极的灵敏度等因素。光敏电阻：阻值随光照变化而变化，光照越强，电阻越小。光敏二极管：光敏二极管在不受光照射时处于截止状态；受光照射时处于导通状态。光敏三级管：光线通过透明窗口落在基区及集电结上，使PN结产生光生电子-空穴对，在内电场作用下做定向运动，形成光电流，因此PN结的反向电流大大增加。光电池是一种直接将光能转换为电能的光电器件。光电池在有光线作用时实质就是电源，电路中有了这种器件就不需要外加电源。说说霍尔电势产生的过程？霍尔电势的大小与哪些因素相关？置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势，这种现象称霍尔效应，该电势称霍尔电势。霍尔电势正比于激励电流及磁感应强度，其灵敏度KH与霍尔系数RH成正比而与霍尔片厚度d成反比。为什么霍尔元件要进行温度补偿？主要有哪些补偿方法？补偿的原理是什么？霍尔元件是采用半导体材料制成的，因此它们的许多参数都具有较大的温度系数。当温度变化时，霍尔元件的载流子浓度、迁移率、电阻率及霍尔系数都将发生变化，从而使霍尔元件产生温度误差。为了减小霍尔元件的温度误差，除选用温度系数小的元件或采用恒温措施外。图1为霍尔式转速测量装置的结构原理图。调制盘上有100对永久磁极，N、S极交替放置，调制盘由转轴带动旋转，在磁极上方固定一个霍尔元件，每通过一对磁极霍尔元件产生一个方脉冲送到计数器。假定t=5min采样时间内，计数器收到N=15万个脉冲，求转速为每分钟多少转？图1霍尔式转速测量装置原理图n=60f/N=60*150000/5/100=18000r/min6、目前在我国越来越多的商品外包装上都印有条形码符号。条形码是由黑白相间、粗细不同的线条组成的，它上面带有国家、厂家、商品型号、规格等许多信息。对这些信息的检测是通过光电扫描笔来实现数据读入的。请根据图2分析其工作原理。图（a）条形码扫描笔笔头结构图（b）扫描笔输出的脉冲列图2商品条形光电扫描笔码扫码原理黑色的条码具有反射光的特点，因此当扫描黑色条码时，光电传感器输出高电平；条码越宽，电平脉冲越宽。反之白色空隙不反光，光电传感器输出低电平。如图所示，是某公司型号为LC0101的压电式加速度传感器，其主要参数为：图3LC0101压电式加速度传感器灵敏度：100mV/g:加速度变化1g，输出变化100mV量程：50g:测量范围频率范围：0.5-8000Hz（±10%)：加速度变化频率分辨率：0.0002g：能分辨的最小加速度线性：≤1%