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光电式传感器习题及解答

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填入括号内）

1.下列哪种光电效应是光电二极管和光电三极管工作的基础？()

A.光电导效应

B.光生伏特效应

C.外光电效应

D.内光电效应

2.当光照强度增加时，光敏电阻的阻值通常？()

A.增大

B.减小

C.不变

D.时大时小

3.光电二极管在探测光信号时，通常工作在哪种偏置状态？()

A.正向偏置

B.反向偏置

C.零偏置

D.交流偏置

4.描述光电二极管对特定波长光的探测能力的核心参数是？()

A.暗电流

B.光谱响应范围

C.响应时间

D.峰值探测率(D1)

5.在光电开关应用中，通常使用哪种类型的光电传感器？()

A.光敏电阻

B.光电二极管

C.光电三极管

D.光电池

6.光纤传感器中，实现光信号传输的主要介质是？()

A.空气

B.多模光纤

C.单模光纤

D.液体

7.下列哪种光电传感器对环境光照变化最敏感（未经补偿或滤波时）？()

A.光电二极管（反偏）

B.光电三极管

C.光敏电阻

D.光电池

8.测量旋转物体的转速时，常用的光电传感器是？()

A.光敏电阻

B.光电编码器（由光栅或磁栅产生信号的光电传感器）

C.光电池

D.光纤传感器

9.光电传感器输出信号通常需要后续电路处理，其主要目的是？()

A.隔离

B.放大

C.调制

D.抗干扰

10.能够将光能直接转换为电能的器件是？()

A.光电二极管

B.光电三极管

C.光敏电阻

D.光电池

二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填入横线上）

1.光的辐射、吸收和反射是光电传感器工作的基础物理现象。

2.光敏电阻的阻值随光照强度的增加而__________。

3.光电二极管在没有光照时，其反向电流称为__________。

4.光电三极管具有__________作用，其输出电流比输入光电流大。

5.光谱响应范围描述了光电器件对__________的敏感程度。

6.光电传感器的信号调理电路通常包括__________、滤波和线性化等环节。

7.光纤传感器利用全反射原理传输光信号，具有__________强、传输距离远等优点。

8.在使用光敏电阻时，为获得较好的线性度，通常需要__________偏置。

9.光电传感器常见的干扰有__________干扰和__________干扰。

10.CCD图像传感器是一种利用__________器件将光信号转换为电信号的光电传感器。

三、判断题（每题2分，共10分。请将“对”或“错”填入括号内）

1.光电二极管和光电三极管都属于内光电效应器件。（）

2.光敏电阻的灵敏度通常比光电二极管的灵敏度更高。（）

3.光电二极管工作在反向偏置时，光电流随光照强度近似成线性关系。（）

4.光电池不需要外加电源即可将光能转换为电能。（）

5.光电传感器的响应时间越短，其探测运动物体的最高速度就越快。（）

四、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题）

1.简述光电二极管的工作原理。

2.简述光敏电阻的工作原理及其主要特性。

3.在光电开关电路中，为什么光电三极管比光电二极管更能实现电流放大？

4.简述光电传感器在物体检测应用中可能遇到的主要干扰及其基本抑制方法。

五、计算题（共25分）

1.（10分）已知某光敏电阻在无光照时的阻值为1MΩ，在有1000lux光照时的阻值为10kΩ。现将其与一个10kΩ的固定电阻串联，接在5V直流电源上。求在无光照和有1000lux光照两种情况下，该电路的总电流和光敏电阻两端的电压。

2.（15分）一个光电二极管在光照强度为500lux时，产生的光电流为2μA。假设该光电二极管在探测光照时工作在反向偏置状态，其反向偏置电压为5V，暗电流为0.1μA。请估算：

(1)该光电二极管在光照强度为1000lux时的光电流。

(2)在1000lux光照下，该光电二极管的总输出电流（考虑暗电流）。

(3)