内容发布更新时间 : 2025/7/10 14:45:16星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
功能型光纤传感器其光纤不仅作为光传播的波导，而且具有测量的功能。它可以利用外界物理因素改变光纤中光的强度、相位、偏振态或波长，从而对外界因素进行测量和数据传输。
8.4 论述CCD的工作饥理。
CCD是一种半导体器件，在N型或P型硅衬底上生长一层很薄的SiO2，再在SiO2薄层上依次序沉积金属电极，这种规则排列的MOS电容数组再加上两端的输入及输出二极管就构成了CCD芯片,CCD可以把光信号转换成电脉冲信号。每一个脉冲只反映一个光敏元的受光情况，脉冲幅度的高低反映该光敏元受光的强弱，输出脉冲的顺序可以反映光敏元的位置，这就起到图像传感器的作用。
8-16 在自由空间，波长λ0=500μm的光从真空进入金刚石(nd=2.4)。在通常情况下当光通过不同物质时频率是不变的，试计算金刚石中该光波的速度和波长。
解： v=c/nd =c/2.4=0.4167c ，c为光速；
λ=λ0 / nd =λ0 /2.4=0.4167λ0 =208.3?m ， λ0 为光速
8-17 利用Snell定律推导出临界角θC的表达式。计算水与空气分界面(n水=1.33)的θC值。
解： n水sin?c =n0 sin?/2=n0
sin?c= n0 / n水
?c =arcsin1/1.33=48.76°
8-18 求光纤n1=1.46，n2=1.45的NA值；如果外部的n0=1，求光纤的临界入射角。
解：当n0 =1时
?0.1706NA=
-1
所以， ?c =sin NA =9.82°
8-24 计算一块氧化铁被加热到100℃时，它能辐射出多少瓦的热量?(铁
2
块的比辐射率ε在100℃时为0.09，铁块表面积为0.9m)
4824442
解： E=??T S=5.67310? W/m ?K30.093373 K30.9 m =88.9W
n1?n222?1.462?1.452
8.25 利用光敏器件制成的产品计数器，具有非接触、安全可靠的特点，可广泛应用于自动化生产线的产品计数，如机械零件加工、输送线产品、汽水、瓶装洒类等。还可以用来统计出入口入员的流动情况。
产品计数器的工作原理，如图所示。产品在传送带上运行时，不断地遮挡光源到光敏器件间的光路，使光电脉冲电路随着产品的有无产生一个个电脉冲信号。产品每遮光一次，光电脉冲电路便产生一个脉冲信号，因此，输出的脉冲数即代表产品的数目。该脉冲经计数电路计数并由显示电路显示出来
第10章 数字式传感器
10-5用四个光敏二极管接收长光栅的莫尔条纹信号，如果光敏二极管的
-6
响应时间为10s，光栅的栅线密度为50线/mm，试计算一下光栅所允许的运动速度。
解：设光栅移动速度为v，当移动一条栅线的时间?光敏二极管的响应时间时，能保证二极管能正常反应采样，所以
v?1mm5010?6s4
=2310 mm/s=20m/s
10-11 一个21码道的循环码码盘，其最小分辨力θ1=?若每一个θ1角所对应的圆弧 长度至少为0.001mm，且码道宽度为1mm，则码盘直径多大?
215
解： ?1 =2?/2 =0.2996310? rad
5
D=230.001 /(0.2996310?)=667.5mm
第13章 其他传感器简介
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