机电一体化期末考试试题及答案(2)

不同点：感应式接近传感器的振荡器在探头端部产生磁场作用区，当金属进入该作用区时，引起振荡器停振，而电容式接近传感器是测量加电后，两极间产生电场，当与大地连接的金属物体靠近电容器时引起振荡器停振。

9. 常用的图像传感器有几种？，传真中用的是什么图像传感器？，机器人用什么图像传感器，简述其工作原理。

有CCD图像传感器和红外线图像传感器。CCD图像传感器又可分为线型（Linear）与面型（Area）两种，其中线型应用于影像扫瞄器及传真机上，面型CCD图像传感器适用于工业监视及工业机器人。

工作原理：CCD图像传感器是通过将光学信号转换为数字电信号来实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。光学信号转化为数字信号主要由CCD感光片完成。CCD感光片由三部分组成，即镜片，彩色滤镜和感应电路，如下图。镜片和彩色滤镜主要是对接受的光线（即图像）进行一定的预处理，感应电路为CCD传感器的核心，它又可分为光敏元件阵列和电荷转移器件两部分。

过程：成像在CCD上的景物 → 感光部电信号 → 电子图像 → CCD移位寄存器 → 放大器 → 输出

图12 CCD图像传感器工作原理图

线阵CCD图像传感器：中间是一列感光单元（光电二极管阵），两侧分别设置了CCD移位寄存器。感光单元按位置的奇偶性，分别把其所存储的电荷向两侧移位寄存器传送，最后在输出部汇合输出。在其感光部和两侧CCD移位寄存器之间设有转移栅。移位寄存器停顿时，转移栅开放，光电二极管所积累的电荷可以送到两侧的CCD移位寄存器中。接着转移栅关闭，感光部的光电二极管开始进行下一次读出的电荷积累。线阵CCD图像传感器广泛应用于传真等场合。

面阵CCD图像传感器：400×500像素和800×500像素的面阵CCD图像传感器适用于工业监视及工业机器人。 在帧传送方式垂直消影期中，感光部所积累的信号电荷快速转送到存储部，然后由输出寄存器顺次读出。在行间传送方式中积累的电荷一次转送到邻接的垂直移位寄存器，以后从输出移位寄存器中读出信号。

图 13位线阵CCD图像传感器结构

图14 帧传送面阵CCD图像传感器的结构 图15 行间传送面阵CCD图像传感器的结构