专题十一 光电式传感器（课件）-浙江省职教高考《传感器及应用》第2版 讲练测

专题十一：光电式传感器 《传感器及应用》（第2版） 专题复习讲练测 1 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 目录 常见考点： 1. 光电效应的原理和应用：对光电效应的概念和原理的理解，以及光电效应在实际应用中的意义和作用。 2. 光电元件的分类和特性：对不同类型光电元件的分类和特性的了解，包括光电二极管、光电三极管等，以及它们在电流-电压特性、频率响应等方面的表现。 3. 对光电式传感器不同应用类型的了解，如反射式光电传感器、投射式光电传感器等，以及这些传感器的工作原理和特点。 4. 对光电式传感器在实际应用中的应用场景和举例的掌握，如在自动控制、机器人、检测仪器等方面的应用，例如物体检测、位置判断等。 5. 光电式传感器的故障排除和问题解决：解决光电式传感器故障和问题的能力，包括对传感器安装、布线、环境干扰等因素可能引起的问题进行分析和解决。 一.考纲解读 考试要求： 1.熟悉光电效应的原理，了解光与物质之间的相互作用过程，包括光电效应的发现、原理和表述方法。 2.理解光电元件的概念和分类，包括光电二极管、光电三极管、光电二极管阵列等，并能够解释其特性和工作原理。 3.掌握光电式传感器的应用类型，包括光电开关、光电编码器、光电传感器等，理解其工作原理和应用场景。 4.熟悉光电式传感器在工业自动化、机器人、检测仪器等领域中的应用举例，如反射式光电传感器用于物体检测、激光测距传感器用于测量距离等。 5.具备解决光电式传感器应用问题的能力，包括选择合适的光电元件和传感器类型，搭建光电测量系统，进行数据处理和分析等。 一.考纲解读 易考题型： 1.简答题：解释光电效应、光电传感器的概念、工作原理及特点，以及光电效应在实际应用中的意义和作用。 2.计算题：根据给定传感器的输出信号和物体的特定性质，计算出传感器的灵敏度、测量范围等物理量的值，以便进一步的应用和调整。 3.应用题：根据具体场景，运用所学知识解决与光电传感器相关的问题，例如给定特定的应用场景和要求，选择合适的光电式传感器并设计相应的测量系统，综合考虑传感器特性、环境因素、测量精度等进行系统设计的能力。 。 一.考纲解读 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 1. 光电效应 光电效应就是在光线作用下，物体吸收光能量而产生相应电效应的一种物理现象，通常可分为外光电效应和内光电效应两种类型。 (1) 外光电效应在光线作用下，电子从物体表面逸出的物理现象称为外光电效应，也 称光电发射效应。 (2)内光电数应 在光线作用下外物体电导性能发生变化或产生一定方向电动势的现象称为内光电效应，它又可分为北电导效应、光敏晶体管效应和光生伏特效应。 2.光电元件及其特性 （1） 光电管：以外光电效应原理制作的光电管的真空管、光电阴板K和光电阳极 A组成。 （2）光敏电阻:光敏电阻的工作原理是基于内光电效应的北电导效应。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。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 光敏电阻的特性和参数如下： 暗电阻：置于室温、全暗条件下的稳定电阻值称为暗电阻。 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。 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。 光电特性：在兆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电特性。 光谱待性 ：人射光波长不同时，光敏电阻的灵敏度也不同。人射光波长与光敏器件相对灵敏度间的关系称为光谱特性。 响应时间： 光敏电阻受光照后，光电流需要经过一段时间（上升时间）才能达到其稳定值。 温度特性： 光敏电阻受温度影响基大，温度上开，暗电流增大，灵敏度下降。 二.知识点梳理和重点概念复习 (3）光敏晶体管 光敏晶体管是光敏二极管、光敏三极管和光敏晶闸管的总称。 光敏品体管的基本特性： 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1.5 μm左右。 伏安特性：光敏三极管在不同照度下的伏安特性，就像一般三极管在不同的基极电流时的输出特性一样。 光电特性：光敏晶体管的输出电流和照度之间关系可近似地看作线性关系。 温度特性：错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。 响应时间： 硅和错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。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： （4）光电池：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