光电检测技术与应用考试题.docx
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光电检测技术与应用考试题
一、填空题
1.光电信息技术和微电子技术一样，是一种（渗透）性极强的综合技术，是以光集成技术为有关点学元、器件制造的（应用）技术。
2.（光学）变换与光电转换是广电（测量）的可信部分。
3.光电式发动机转速传感器一般安装载（分电器）内或（曲轴）前段，由信号发生器和带光孔德信号盘组成。
4.外光电效应是指受到（光辐射）的作用后，产生（电子）发射的现象。
5.光敏电阻具有体质小、坚固耐用、价格低廉、（光谱）响应范围宽等优点，广泛应用于（微弱）辐射信号的检测技术领域。
6.由于增益过程将同时使（噪声）增加，故存在一个最佳增益（系数）。
7.（视场角）亦是直接检测系统的性能指标之一，它表示系统能“观察”到的（空间）范围。
8.外差检测是利用运动目标与检测仪器之间因（相对）运动而产生的（多普顿）频移来实现其测距、测速和跟踪的。
9.在测量光强信息时需要把光的（强弱）变为数字量才能进行数字显示，或送入计算机进行计算或分析，既需要对光电进行（A/D）转换。
10.光电信机技术是将电子学与广西（浑然）一体的技术，是光与电子（转换）及其应用的技术。
11.光电检测系统虽具体构成形式各不相同，单但有一个共同的特征，既都具有（光发射机）、光学（信道）和光接收机这一基本环节。
12.汽车的光电式位置传感器是利用光电元件的光电效应测量位置信号的，主要应用有（曲轴位置）、车身高度、（转向盘转角）等检测。
13.内光电效应是指受到光照射的物质内部电子（能量）状态产生变化，但不存在（表面）发射电子的现象。
14.（光生伏特）效应是少数载流子到店的光电效应，而（光电导）效应是多数载流子到店的光电效应。
15.在光电的直接检测中，光电（培增管）、（雪崩管）的检测能力高于光电导器件。
16.影响检测距离的因素很多；发射系统，接收系统的（大气）特性以及目标特性都将影响检测距离。
（反射）
17在有噪声随机（叠加）在信号上时，使信号产生（畸变）
18.单元光电信号的（A/D也就是对单元光电器件构成的光电变换电路的信号进行数字化处理的过程。
（输出）
二、判断题：
（X）1.光电传感器室友直射型和反射型两种。
（X）2.所有的光敏三极管和普通三极管一样都是引出了三个极线。
（Y）3.在光热效应中，光能量与晶格相遇作用，使其振动焦距，造成温度的升高。
（Y）4.光电池是一种不需要外加偏置电压，就能将光能直接转换成电能的PN结光电器件。
（Y）5.有时为隔离干扰，或者为使高压电路与低压信号分开，可采用光电耦合器件。
（X）6.所谓用相位法测距就是通过测量从测距仪器发出的间断调制光在待测距离上往返所产生的相位移来计算待测距离的方法。
（Y）7.外差检测不仅可检测振幅和强度调制的光信号，还可以检测频率调制及相位调制的光信号
（Y）8.在图像识别与图像测量等应用领域常将视频信号的A/D数据采集方法分为“办卡式”和“嵌入式”两种。
（X）9.对于整个非线性光学效应，相位匹配技术是一种补充技术。
（Y）10.光电传感器是基于光电效应，将光信号专场未电信号的一种窗前，广泛应用于自动控制，生物医学，光机电一体化等各个领域。
（X）11.光敏三极管的工作只有光电转换一个过程。
（X）12.某些物质在受到光照射后，由于导电变化而造成材料性质发生变化的现象称为光热效应。
（X）13.光敏电阻由于两个梳型的电极靠得很近搜易其灵敏度很低。
（Y）14.发光二级管的发光光谱直接决定着它的发光颜色。
（X）15.组成莫尔条纹的两块计量光栅的相邻刻线之间的宽度称为光栅的距离。
（Y）16.差额信号是由具有衡东频率（金鱼单频）和恒定相位的相干光混频得到的。
（Y）17.接口总线的不同将影响数据采集的速度与方式。
（X）18.所谓折射率的色散是指进入物质中光的折射率随形状而改变。
三．选择题
（D）1.本征半导体样品两端数有电极，沿电极方向加油电场，当在垂直于电场方向有均匀光照入射到样品表面，且入射光通量恒定时，样品流出的光流称为（）光电流。
A、动态B、亮态C、暗态D稳态
（C）2.光电式车。
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（）一组光电耦合元件。
A、1个B、2个C、4个D、6个
（A）3.固体材料内。
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A、单晶体B、双晶体C、多晶体D、非晶体
（B）4.自由电子所。
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（）
A禁带B、导带C、价带D、满带
（B）5.光电池的基本结构就是一个（）结。
A、CNB/PNC/PNPD/NPN
（A）6.主动监测系统的光源主要为（）光源
A、激光B、太阳光C、发光二级管D、荧光
（D）7.以下（）不是影响广外差检测灵敏度的因素.
A/空间调准B/频率条件C,噪声D/传输通道
（A）8.HI1175JCB为（）
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高等特点.
A、8位B、16位C、32位D、64位
（D）9.硅光电二极管。
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（）作用。
A平衡光B、反射光C、散射光D、聚光
（C）10.本征半导体。
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（）
A、动态B亮态C、暗态D、稳态
（B）11.转向盘转角光电。
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以（）为一组。
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之上
A、1个B、2个C、4个D、6个
（D）12.离原子核。
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为（）
A、禁带B、导带C、价带D、满带
（A）13.频率已偏离。
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为（）
A、喇曼散射B、瑞利散射C、米氏散射D、布里渊散射
（C）14.光电池的。
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在（）下。
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变化。
A、高温B、低温C、室内温度D、室外温度
（A）15.一下（）不是直接检测系统存在的噪声
A、电噪声B、热噪声C、散粒噪声D、背景噪声
（D）16.锗光敏二极管。
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它在（）。
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灵敏度
A、散线B、紫外光C可见光D、红外光
（B）17.将光电信息。
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电信号的（）处理
A、信息化B、二值化C、系统化D、精确化
（D）18.一下的（）是不属于非相干光源
A、热辐射光源B、气体放电光源C、固体发光光影D、激光光源
四、简答题
1.光电三极管集电极的作用？
答：
光敏三极管的工作有两个过程：
一是光电转换；二是光电流放大。
光电转换过程是在集基结内进行，与一般光电二极管相同。
2.光辐射检测器存在哪些内部噪声？
答：
光辐射检测器中存在的内部噪声主要由热噪声、散粒噪声、半导体中产生的符合噪声、温度噪声和闪烁噪声。
3.从结构上分LED有哪几种类型？
答：
从结构上，LED有五种类型表面发光二级管（SLED）侧面发光二级管（ELED）、平面LED、圆顶形LED和超发光LED。
4.什么事光电直接检测系统？
答：
所谓光电直接检测是将测光信号直接入射带光检测器光敏面上，光检测器响应于光辐射强度而输出相应的电路或者电压。
5.根据检查原理，光电检测的有哪几种基本方法？
答：
直接作用法、差动测量法、补偿补偿法、脉冲测量法、
6.说明两种类型光敏电阻的用途和原因。
答：
本征半导体光敏电阻与杂质半导体光敏电阻。
本征半导体光敏电阻的长波长要短于杂质半导体光敏电阻的长波长，因此，本征半导体光敏电阻常用于可见光长波段的检测，而杂质型半导体光敏电阻常用于红外波段光辐射甚至于远红外波段光辐射的检测。
7.解释什么事单元光电信号？
答：
由一个或几个光电转换期间构成的光电转换电路所产生的独立信号称为单眼光电信号。
8.激光干涉侧长由哪几部分组成？
答：
激光光源、干涉系统、光电显微镜、干涉信号处理部分。
五、问答题
1.故居一下电烙铁，说明汽车光电式车速传感器的工作原理
LED
1.答：
汽车的光电式车速传感器的工作原料：
当遮光板不能遮断光速时，放光二极管的光射带光敏三极管上，光敏三极管的集电极中有电流通过，该管导通，这时三极管也导通，因此在S1端子上就有5V电压输出。
脉冲频率取决于车速，子车速为60km/h时，仪表绕性驱动轴的转速为637r/min，仪表软轴每转一圈，传感器就有20个脉冲输出。
2.叙述光电信号检测电路外部噪声产生原因和预防方法
答：
外部噪声实际上属于外部扰动，包括辐射源的随机波动和附加的光调制、光路传输介质的湍流和背景起伏。
杂散光的入射以及检查系统受到的电磁干扰等。
这些扰动可以通过稳定辐射光源、遮断杂光、选择偏振面或滤色光片以及电气屏蔽、电干扰滤波等措施加以改善或消除。
3.写出典型的直接检测系统模型方框图
4.今后光电检测技术的发展趋势有那几点？
答：
1.发展纳米、亚纳米搞精度的广电测量新技术。
2.发展小型的，快速的微型光、机、电检测系统。
3.非接触、快速在线测量，以满足快速增长的商品经济的需要。
4.向微空间三维测量技术和大空间三维测量技术发展。
5向人们无法触及的领域发展。
6.发展闭环控制的光电检测技术系统，实现光电测量与广电控制一体化。
7.发展光电跟踪与光电扫描技术，如远距离的遥控、遥测技术、激光制导、飞行物自行跟踪和复杂形体自动扫描测量等。
5.故居下图，说明汽车光电式转向盘转角传感器的设计原理
输出信号A
刷出信号B
5.答：
设计转向盘传感器时，将两个信号发送器通、断变换的相位角错开90度。
汽车直线行驶时，信号A处于通断状态（高电平）的中间位置，转向时，根据信号A下降沿外信B的状态;即可判断出转向的方向，信号A由断状态变为同状态（低电压）时，如果信号B为通状态，则为左转向；如果信号B为断状态，则为右转向。
根据下图的外差检测试验装置，说明其工作原理
CO1激光器
答：
这是外差检测的实验装置，光源是进过稳频的CO2激光器。
由分束镜把入射光分成两路：
一路经过反射的作为本振光波，其频率为fL；另一路经过偏心轮反射，并由透镜聚焦到可变光澜上作为信号光束。
偏心轮转动相当于目标沿光波方向并有一运动速度，光的回波就产生了多普勒频移，其频率为fs。
可变光澜用来限制两光束射向光电检测器的空间方向。
线栅偏振镜用来使两束光变为偏振方向相同的干光，然后两束光垂直投射到检测器上。
《测量学》模拟试卷
得分
评卷人
复查人
1．经纬仪测量水平角时，正倒镜瞄准同一方向所读的水平方向值理论上应相差（A）。
A180°B0°C90°D270°
2.1：
5000地形图的比例尺精度是（D）。
A5mB0.1mmC5cmD50cm
3.以下不属于基本测量工作范畴的一项是（C）。
A高差测量B距离测量C导线测量D角度测量
4.已知某直线的坐标方位角为220°，则其象限角为（D）。
A220°B40°C南西50°D南西40°
5.由一条线段的边长、方位角和一点坐标计算另一点坐标的计算称为（A）。
A坐标正算B坐标反算C导线计算D水准计算
6.闭合导线在X轴上的坐标增量闭合差（A）。
A为一不等于0的常数B与导线形状有关C总为0D由路线中两点确定
7.在地形图中，表示测量控制点的符号属于（D）。
A比例符号B半依比例符号C地貌符号D非比例符号
8.在未知点上设站对三个已知点进行测角交会的方法称为（A）。
A后方交会B前方交会C侧方交会D无法确定
9.两井定向中不需要进行的一项工作是（C）。
A投点B地面连接C测量井筒中钢丝长度D井下连接
10.绝对高程是地面点到（C）的铅垂距离。
A坐标原点B任意水准面C大地水准面D赤道面
11．下列关于等高线的叙述是错误的是：
（A）
A．高程相等的点在同一等高线上
B．等高线必定是闭合曲线，即使本幅图没闭合，则在相邻的图幅闭合
C．等高线不能分叉、相交或合并
D．等高线经过山脊与山脊线正交
12．下面关于非比例符号中定位点位置的叙述错误的是（B）
A．几何图形符号，定位点在符号图形中心
B．符号图形中有一个点，则该点即为定位点
C．宽底符号，符号定位点在符号底部中心
D．底部为直角形符号，其符号定位点位于最右边顶点处
13．下面关于控制网的叙述错误的是（D）
A．国家控制网从高级到低级布设
B．国家控制网按精度可分为A、B、C、D、E五等
C．国家控制网分为平面控制网和高程控制网
D．直接为测图目的建立的控制网，称为图根控制网
14．下图为某地形图的一部分，各等高线高程如图所视，A点位于线段MN上，点A到点M和点N的图上水平距离为MA=3mm，NA=2mm，则A点高程为（A）
A．36.4m
B．36.6m
C．37.4m
D．37.6m
15．如图所示支导线，AB边的坐标方位角为
，转折角如图，则CD边的坐标方位角
为（B）
A．
B．
C．
D．
16．三角高程测量要求对向观测垂直角，计算往返高差，主要目的是（D）
A．有效地抵偿或消除球差和气差的影响
B．有效地抵偿或消除仪器高和觇标高测量误差的影响
C．有效地抵偿或消除垂直角读数误差的影响
D．有效地抵偿或消除读盘分划误差的影响
17．下面测量读数的做法正确的是（C）
A．用经纬仪测水平角，用横丝照准目标读数
B．用水准仪测高差，用竖丝切准水准尺读数
C．水准测量时，每次读数前都要使水准管气泡居中
D．经纬仪测竖直角时，尽量照准目标的底部
18．水准测量时对一端水准尺进行测量的正确操作步骤是（D）。
A对中----整平-----瞄准----读数A整平----瞄准----读数----精平
C粗平----精平----瞄准----读数D粗平----瞄准----精平----读数
19．矿井平面联系测量的主要任务是（D）
A实现井上下平面坐标系统的统一B实现井上下高程的统一
C作为井下基本平面控制D提高井下导线测量的精度
20．井口水准基点一般位于（A）。
A地面工业广场井筒附近B井下井筒附近
C地面任意位置的水准点D井下任意位置的水准点
得分
评卷人
复查人
21水准测量中，为了进行测站检核，在一个测站要测量两个高差值进行比较，通常采用的测量检核方法是双面尺法和。
22直线定向常用的标准方向有真子午线方向、_____磁北方向____________和坐标纵线方向。
23地形图符号一般分为比例符号、_半依比例符号_________________和不依比例符号。
24井下巷道掘进过程中，为了保证巷道的方向和坡度，通常要进行中线和____________的标定工作。
25测量误差按其对测量结果的影响性质，可分为系统误差和_偶然误差______________。
26地物注记的形式有文字注记、______和符号注记三种。
27象限角的取值范围是：
0-90。
28经纬仪安置通常包括整平和对中。
29为了便于计算和分析，对大地水准面采用一个规则的数学曲面进行表示，这个数学曲面称为参考托球面。
30光电测距仪按照测量时间的方式可以分为相位式测距仪和差分。
得分
评卷人
复查人
31．竖盘指标差
竖盘分划误差
32．水准测量
利用水准仪测定两点间的高差
33．系统误差
由客观原因造成的具有统计规律性的误差
34．视准轴
仪器望远镜物镜和目镜中心的连线
得分
评卷人
复查人
35．简述测回法测量水平角时一个测站上的工作步骤和角度计算方法。
对中，整平，定向，测角。
观测角度值减去定向角度值
36．什么叫比例尺精度？
它在实际测量工作中有何意义？
图上0.1毫米在实地的距离。
可以影响地物取舍
37．简述用极坐标法在实地测设图纸上某点平面位置的要素计算和测设过程。
38．高斯投影具有哪些基本规律。
得分
评卷人
复查人
39．在1：
2000图幅坐标方格网上，量测出ab=2.0cm,ac=1.6cm,ad=3.9cm,ae=5.2cm。
试计算AB长度DAB及其坐标方位角αAB。
40．从图上量得点M的坐标XM=14.22m,YM=86.71m；点A的坐标为XA=42.34m,YA=85.00m。
试计算M、A两点的水平距离和坐标方位角。
测量学标准答案与评分说明
一、一、 单项选择题（每题1分）
1A；2D；3C；4D；5A；6C；7D；8A；9C；10C；
11A；12D；13B；14A；15B；16A；17C；18D；19A；20A
二、二、 填空题（每空2分，共20分）
21变更仪器高法
22磁北方向
23半依比例符号（或线状符号）
24．腰线
25．偶然误差
26．数字注记
27大于等于0度且小于等于90度（或[0°,90°]）
28对中
29旋转椭球体面
30脉冲式测距仪
三、三、 名词解释（每题5分，共20分）
31竖盘指标差：
在垂直角测量中，当竖盘指标水准管气泡居中时，指标并不恰好指向其正确位置90度或270度，而是与正确位置相差一个小角度x,x即为竖盘指标差。
32水准测量：
利用一条水平视线并借助于水准尺，测量地面两点间的高差，进而由已知点的高程推算出未知点的高程的测量工作。
33系统误差：
在相同的观测条件下，对某量进行了n次观测，如果误差出现的大小和符号均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。
34视准轴：
望远镜物镜光心与十字丝中心（或交叉点）的连线。
四、四、 简答题（每题5分，共20分）
35
（1）在测站点O上安置经纬仪，对中，整平（1分）
（2）盘左瞄准A点，读数LA，顺时针旋转照准部到B点，读数LB，计算上半测回角度O1=LB-LA；
（2分）
（3）旋转望远镜和照准部，变为盘右方向，瞄准B点读数RB，逆时针旋转到A点，读数RA，计算下半测回角度O2=RB-RA；（3分）
（4）比较O1和O2的差，若超过限差则不符合要求，需要重新测量，若小于限差，则取平均值为最终测量结果O=（O1+O2）/2（5分）
36
图上0.1mm对应的实地距离叫做比例尺精度。
（3分）
其作用主要在于：
一是根据地形图比例尺确定实地量测精度；二是根据地形图上需要表示地物地貌的详细程度，确定所选用地形图的比例尺。
（5分）
37
要素计算：
从图纸上量算待测设点的坐标，然后结合已有控制点计算该点与控制点连线之间的方位角，进而确定与已知方向之间所夹的水平角，计算待测设点到设站控制点之间的水平距离。
（3分）
测设过程：
在设站控制点安置经纬仪，后视另一控制点，置度盘为0度，根据待定方向与该方向夹角确定方向线，根据距离确定点的位置。
（5分）
38
高斯投影的基本规律是：
（1）
（1）中央子午线的投影为一直线，且投影之后的长度无变形；其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线，且以中央子午线为对称轴，离对称轴越远，其长度变形也就越大；
（2）
（2）赤道的投影为直线，其余纬线的投影为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴；
（3）（3）经纬线投影后仍保持相互正交的关系，即投影后无角度变形；
（4）（4）中央子午线和赤道的投影相互垂直。
评分说明：
答对一条得2分，答对三条即可得满分。
五、五、 计算题（每题10分，共20分）
39
bd=ad–ab=1.9cm，因此△X=-38m；
ce=ae–ac=3.6cm,因此△Y=-72m;（3分）
（或由图根据比例尺和距离计算A、B两点的坐标）
因此距离为：
81.413m（6分）
AB的方位角为：
242°10′33″（10分）
（方位角计算应说明具体过程，过程对结果错扣2分）
40
△X=XA–XM=28.12m,△Y=YA–YM=-1.71m（2分）
距离d=（△X2+△Y2）1/2=28.17m（5分）
方位角为：
356°31′12″（应说明计算过程与主要公式）（10分）
可通过不同方法计算，如先计算象限角，再计算方位角。
说明：
在距离与方位角计算中，算法公式对但结果错各1分
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