4.1 光电式传感器（同步练习）-高一《传感器及应用》同步精品课堂（高教版—第2版）

任务4.1 光电传感器 同步练习 一、填空题：（请将正确答案填写在横线上） 1、光电式传感器是将被测参数的变化转换成光通量的变化，再通过光电元件转换成电信号的一种传感器。这种传感器具有 等优点，故在传 感器技术中得到广泛的应用。 2、在光线作用下，电子从物体表面逸出的物理现象称为 ，也称光电发射效应。基于外光电效应的光电元件有光电管。 3、光敏电阻的工作原理是基于内光电效应的 。 4、置于室温、全暗条件下的稳定电阻值称为 ，此时流过电阻的电流称为暗电流。 5、在光敏电阻两极间电压固定不变时，光照度与亮电流间的关系称为 。光敏电阻的光电特性呈非线性，这是光敏电阻的主要缺点之一。 二、简答题： 1、简述光敏电阻的工作原理和特性和参数。 2简述光敏晶体管的基本特性。 3、简述光电池的工作原理。 4、简述硅光电池的基本特性。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 任务4.1 光电传感器 同步练习答案及解析 一、填空题：（请将正确答案填写在横线上） 1、光电式传感器是将被测参数的变化转换成光通量的变化，再通过光电元件转换成电信号的一种传感器。这种传感器具有 等优点，故在传 感器技术中得到广泛的应用。 【答案】结构简单、非接触、高可靠性、高精度和反应快 2、在光线作用下，电子从物体表面逸出的物理现象称为 ，也称光电发射效应。基于外光电效应的光电元件有光电管。 【答案】外光电效应 3、光敏电阻的工作原理是基于内光电效应的 。 【答案】光电导效应 4、置于室温、全暗条件下的稳定电阻值称为 ，此时流过电阻的电流称为暗电流。 【答案】暗电阻 5、在光敏电阻两极间电压固定不变时，光照度与亮电流间的关系称为 。光敏电阻的光电特性呈非线性，这是光敏电阻的主要缺点之一。 【答案】光电特性 二、简答题： 1、简述光敏电阻的工作原理和特性和参数。 【答案】光敏电阻的工作原理是基于内光电效应的光电导效应。在半导体光敏材料的两端装上电极引线，将其封在带有透明窗的管壳里就构成了光敏电阻。光敏电阻的特性和参数如下： (1)暗电阻 (2)亮电阻 置于室温和一定光照条件下测得的稳定电阻值称为亮电阻，此时流过电阻 的电流称为亮电流。 (3)伏安特性 光敏电阻两端所加的电压和流过光敏电阻的电流间的关系称为伏安特性，如图4-3所示。 从图中可知，伏安特性近似直线，但使用时应限制光敏电阻两端的电压，以免超过虚线所示的功耗区。 (4)光电特性 (5)光谱特性 (6)响应时间 (7)温度特性 2简述光敏晶体管的基本特性。 【答案】(1)光谱特性 光敏晶体管硅管的峰值波长为0.9 μm左右，锗管的峰值波长为1.5μm 左右。 (2)伏安特性 (3)光电特性 光敏晶体管的输出电流 I。和照度 E。之间关系可近似地看作线性关系。 (4)温度特性 锗光敏晶体管的温度变化对输出电流的影响较小，主要由光照度所决定， 而暗电流随温度变化很大，所以在使用时应在线路上采取措施进行温度补偿。 (5)响应时间 硅和锗光敏二极管的响应时间分别为10~°s 和10~*s 左右，光敏三极管的 响应时间比相应的二极管约慢一个数量级，因此在要求快速响应或入射光调制频率较高时选用 硅光敏二极管较合适。 3、简述光电池的工作原理。 【答案】光电池的工作原理是基于内光电效应的光生伏特效应。它的种类很多，有硅、硒、硫化 铊、碲化镉等，其感光灵敏度随材料和工艺方法的不同而有差异，目前应用最广泛的是硅光电 池，它具有性能稳定、光谱范围宽、频率特性好、传递效率高等优点，但对光的响应速度还不 够高。另外，由于硒光电池的光谱峰值位置在人眼的视觉范围内，所以很多分析仪器、测量仪 器也常用到它。 4、简述硅光电池的基本特性。 【答案】(1)光谱特性 硒光电池和硅光电池的光谱特性曲线，即相对灵敏度K, 和 入射光波长λ之间的关系曲线。从曲线上可看出，不同材料光电池的光谱峰值位置是不同的。 例如，硅光电池可在0.45～1.1μm 范围内使用，而硒光池只能在0.34～0.57 μm 范 围 内使用。 (2)光电特性 硅光电池的光电特性曲线，其中光生电动势 U 与照度 E。间 的特性曲线称为开路电压曲线；光电流强度I。与 E。间的特性曲线称为短路电流曲线。 (3)频率特性 硅光电池具有较高的频率响应，而硒光电池较差。因此，在高速计