2025年大學(xué)本科（光電信息科學(xué)與工程）光電傳感器設(shè)計(jì)綜合測試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共8題，每題5分)1.光電傳感器利用了光的哪種特性來實(shí)現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換？（）A.反射B.折射C.干涉D.光電效應(yīng)2.以下哪種材料常用于制作光電傳感器的光敏元件？（）A.金屬B.半導(dǎo)體C.絕緣體D.超導(dǎo)體3.光電傳感器的響應(yīng)時(shí)間主要取決于（）。A.光源的亮度B.光敏元件的材料C.電路的放大倍數(shù)D.信號處理電路的速度4.當(dāng)光照射到光電傳感器的光敏面上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生（）。A.電流變化B.電壓變化C.電阻變化D.以上都是5.哪種類型的光電傳感器適用于檢測透明物體的有無？（）A.對射型B.漫反射型C.鏡面反射型D.槽型6.光電傳感器的線性度是指（）。A.輸出信號與輸入光強(qiáng)的線性關(guān)系B.輸出信號與時(shí)間的線性關(guān)系C.輸出信號與溫度的線性關(guān)系D.輸出信號與濕度的線性關(guān)系7.以下哪種因素不會(huì)影響光電傳感器的測量精度？（）A.環(huán)境光干擾B.傳感器的安裝位置C.電源電壓的穩(wěn)定性D.傳感器的品牌8.光電傳感器在工業(yè)自動(dòng)化中的主要應(yīng)用不包括（）。A.計(jì)數(shù)B.定位C.溫度測量D.檢測物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)第II卷（非選擇題，共60分）9.簡答題：簡述光電傳感器的工作原理。（10分）10.簡答題：說明光電傳感器的主要性能指標(biāo)有哪些。（10分）11.分析題：在一個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上，需要檢測產(chǎn)品是否合格。已知合格產(chǎn)品會(huì)遮擋住一束光線，不合格產(chǎn)品則不會(huì)。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的檢測方案，說明選用哪種類型的光電傳感器以及如何進(jìn)行電路連接和信號處理。（20分）12.材料分析題：材料：在某光電傳感器設(shè)計(jì)中，采用了一種新型的光敏材料。該材料具有較高的靈敏度，但在強(qiáng)光下容易產(chǎn)生飽和現(xiàn)象。為了提高傳感器的性能，需要對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。問題：請分析該材料的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出至少兩種優(yōu)化措施。（15分）13.設(shè)計(jì)題：設(shè)計(jì)一個(gè)用于檢測物體顏色的光電傳感器系統(tǒng)。要求能夠區(qū)分紅色、綠色和藍(lán)色物體。請說明設(shè)計(jì)思路、選用的光電傳感器類型以及如何實(shí)現(xiàn)顏色的識(shí)別。（5分）答案：1.D2.B3.B4.D5.A6.A7.D8.C9.光電傳感器利用光電效應(yīng)，當(dāng)光照射到光敏元件上時(shí)，會(huì)使光敏元件的電學(xué)性能發(fā)生變化，如產(chǎn)生光電流、光生電動(dòng)勢等，從而將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。10.主要性能指標(biāo)有：靈敏度、響應(yīng)時(shí)間、線性度、光譜響應(yīng)特性、暗電流、過載能力、抗干擾能力等。11.選用對射型光電傳感器。將發(fā)射器和接收器分別安裝在生產(chǎn)線兩側(cè)，產(chǎn)品通過時(shí)遮擋光線。發(fā)射器發(fā)出光線，接收器接收光線，當(dāng)產(chǎn)品遮擋時(shí)，接收器接收不到光線，輸出信號發(fā)生變化。通過信號處理電路，將變化的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，判斷產(chǎn)品是否合格。12.優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高。缺點(diǎn)：強(qiáng)光下易飽和。優(yōu)化措施：增加遮光裝置，避免強(qiáng)光直射；采用信號處理電路對強(qiáng)光下的信號進(jìn)行補(bǔ)償和修正。13.設(shè)計(jì)思路：利用不同顏色