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光电检测技术与应用_

郭培源_课后答案

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光电检测技术与应用课后答案

第1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？

2

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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