光电检测技术与应用习题解答.pdfVIP

1 第 章 1、举例说明你说知道的检测系统的工作原理。 （1）光电检测技术在工业生产领域中的应用： 在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位… （2）光电检测技术在日常生活中的应用： 家用电器——数码相机、数码摄像机：自动对焦红外测距传感器 自动感应灯：亮度检测光敏电阻 空调、冰箱、电饭煲：温度检测热敏电阻、热电偶 遥控接收：红外检测光敏二极管、光敏三极管 可视对讲、可视电话：图像获取面阵CCD 医疗卫生——数字体温计：接触式热敏电阻，非接触式红外传感器 办公商务——扫描仪：文档扫描线阵CCD 红外传输数据：红外检测光敏二极管、光敏三极管 （3）光电检测技术在军事上的应用： 夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术 激光测距仪：可精确的定位目标 光电检测技术应用实例简介 点钞机 （1）激光检测—激光光源的应用 用一定波长的红外激光照射第五版人民币上的荧光字， 会使荧光字产生一定波长的激光，通过对此激光的检测可辨别钞票的真假。由于仿制困难， 故用于辨伪很准确。 （2）红外穿透检测—红外信号的检测 红外穿透的工作原理是利用人民币的纸张比较坚固、 密度较高以及用凹印技术印刷的油墨厚度较高，因而对红外信号的吸收能力较强来辨别钞票 的真假。人民币的纸质特征与假钞的纸质特征有一定的差异，用红外信号对钞票进行穿透检 测时，它们对红外信号的吸收能力将会不同，利用这一原理，可以实现辨伪。 （3）荧光反应的检测—荧光信号的检测 荧光检测的工作原理是针对人民币的纸质进行检 测。人民币采用专用纸张制造 （含85％以上的优质棉花），假钞通常采用经漂白处理后的普 通纸进行制造，经漂白处理后的纸张在紫外线（波长为365nm 的蓝光）的照射下会出现荧 光反应（在紫外线的激发下衍射出波长为420－460nm 的蓝光），人民币则没有荧光反应。 所以，用紫外光源对运动钞票进行照射并同时用硅光电池检测钞票的荧光反映，可判别钞票 真假。 （4）纸宽的检测—红外发光二极管及接收二极管的应用 主要是用于根据钞票经过此红外 发光及接收二极管所用的时间及电机的转速来间接的计算出钞票的宽度，并对机器的运行状 态进行判断，比如有无卡纸等；同时也能根据钞票的宽度判断出其面值。 （5）喂钞台、接钞台传感器—红外对管的应用 在点钞机的喂钞台和取钞台部分分别有一 个作为有无钞票的发射接收红外对管，用来检测是否有钞票放入或取出。 2、如何实现非电量的测量？ 为实现非电量的电测量，首先要实现从非电量到电量的变换，这一变换是靠传感器来实现的。 传感器接口电路是为了与传感器配合将传感器输出信号转换成低输出电阻的电压信号以方 便后续电路的处理。一般说来，信号都需要进一步放大并滤除噪声。放大后的信号经模拟/ 数字变换后得到数字信号，以便于微处理器或微控制器。微处理器或微控制器是测控系统的 核心，它主要有两个作用：一是对数字信号进行进一步处理并将信号输出显示、存储和控制。 二是管理测控系统的各个部分以实现测控系统的智能化，即根据信号和测量条件的变化，自 动地改变放大器的增益、滤波器的参数及其它的电路参数。在选用合适的传感器之后，就要 设计传感器的接口电路。从电子学的角度来看，不同的传感器具有不同的电特性和需要不同 的驱动信号（也有的传感器不需要驱动信号），为取得更高的精度和最佳的性能，需要设计 传感器接口电路。 3、影响检测测量精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素有时最基本而且需要特别注意 的？ 测量器具本身存在的误差。环境因素，如气温，气压，干燥程度，震动，磁场等。人为因素， 如视觉误差等等。 还有使用测量器具时的方法不得当造成的误差。 4、什么是噪声和干扰？什么是有用信号？ 噪声是来自元器件内部粒子；而干扰是指其他的有害信号，有系统外部的，也可以有内部的。 有用信号指传递用户所需信息的信号，或是用来让接收设备收到信号后产生一个预先设定的 动作的信号。 从物理角度看，噪声是由声源作无规则和非周期性振动产生的声音。噪声为电子系统中任何 不需要的信号。噪声会导致信号质量下降以及精确测量方面的错误。噪声包括固有噪声及外 部噪声，这两种基本类型的噪声均会影响电子电路的性能。外部噪声来自外部噪声源，固有 噪声由电路元件本身生成，最常见的例子包括宽带噪声、热噪声以及闪烁噪声等。干扰分3 部分，干扰源、耦合通道和敏感对象。在不同空间和时间尺度上偶然发生，不可预知。 5、如何判断干扰？如何避免干扰？ 常见的信号的干扰有：（1）器件工作的噪声干扰，比如说数字电路正负逻辑的转换导致的电 磁场干扰，电有哪些信誉好的足球投注网站压电流变化产生的电磁场干扰。（2）高频信号噪声干扰（串扰和回损）， 因为