傳感器檢測技術(shù)考試練習(xí)題本文圍繞傳感器檢測技術(shù)的核心知識點(diǎn)設(shè)計(jì)練習(xí)題，涵蓋選擇題、填空題、簡答題與綜合應(yīng)用題，幫助考生鞏固理論知識、提升實(shí)踐應(yīng)用能力。題目覆蓋傳感器原理、特性、信號調(diào)理及典型應(yīng)用，解析注重原理推導(dǎo)與工程邏輯，助力應(yīng)試與技術(shù)落地。一、選擇題（每題2分，共20分）題目1：傳感器的核心感知部分是？A.敏感元件B.轉(zhuǎn)換電路C.顯示裝置D.電源模塊解析：傳感器通過敏感元件直接感受被測量（如力、溫度、光），并輸出與被測量有確定關(guān)系的物理量（如形變、電阻變化）。轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)信號調(diào)理，顯示裝置、電源為輔助模塊。因此核心感知部分為敏感元件，答案選A。題目2：電阻應(yīng)變片的工作依賴哪種物理效應(yīng)？A.壓阻效應(yīng)B.應(yīng)變效應(yīng)C.壓電效應(yīng)D.霍爾效應(yīng)解析：電阻應(yīng)變片利用金屬（或半導(dǎo)體）的應(yīng)變效應(yīng)：外力使金屬絲機(jī)械形變時(shí)，其電阻隨長度、截面積變化（\(R=\rhoL/S\)）。壓阻效應(yīng)是半導(dǎo)體電阻率隨壓力變化（如壓阻式壓力傳感器），壓電效應(yīng)是機(jī)械能轉(zhuǎn)電能（壓電傳感器），霍爾效應(yīng)與磁場中載流子偏轉(zhuǎn)有關(guān)（霍爾傳感器）。答案選B。題目3：電容式傳感器無法直接測量的物理量是？A.位移B.壓力C.溫度D.濕度解析：電容傳感器通過改變極板間距、面積或介質(zhì)介電常數(shù)檢測被測量：位移可改變間距/面積，壓力通過彈性元件轉(zhuǎn)位移，濕度通過濕敏介質(zhì)介電常數(shù)變化檢測。溫度本身不直接改變電容核心參數(shù)（需間接轉(zhuǎn)換），電容傳感器通常不直接測溫度（熱電偶、熱電阻更直接）。答案選C。題目4：利用光的透射特性工作的光電傳感器是？A.漫反射式B.對射式C.反射式（鏡面）D.光纖式解析：對射式光電傳感器的發(fā)射器與接收器分置兩側(cè)，被測物體遮擋光線時(shí)觸發(fā)，利用光的透射（穿過空間）特性。漫反射式依賴物體漫反射光，反射式（鏡面）依賴鏡面反射光，光纖式通過光纖傳輸光信號。答案選B。題目5：霍爾元件的輸出與哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？A.控制電流B.磁感應(yīng)強(qiáng)度C.元件厚度D.元件寬度解析：霍爾電勢公式為\(U_H=K_HIB/d\)（\(K_H\)為靈敏度，\(I\)為電流，\(B\)為磁場，\(d\)為厚度）。輸出與電流、磁場、厚度相關(guān)，與寬度無關(guān)。答案選D。二、填空題（每空1分，共15分）題目1：傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)包括______、______、______、遲滯和重復(fù)性。答案：線性度；靈敏度；分辨力（或閾值）題目2：壓電式傳感器基于______效應(yīng)，將______能轉(zhuǎn)換為______能。答案：壓電；機(jī)械；電題目3：熱電偶測溫基于______效應(yīng)，熱電勢由______電勢和______電勢組成。答案：熱電（塞貝克）；接觸；溫差（湯姆遜）題目4：電感式傳感器按原理分為______式、______式和______式。答案：自感；互感（差動(dòng)變壓器）；電渦流式三、簡答題（每題10分，共30分）題目1：簡述電阻應(yīng)變片的原理及典型應(yīng)用。解析：電阻應(yīng)變片核心原理是應(yīng)變效應(yīng)：金屬絲（或半導(dǎo)體）受外力形變時(shí)，電阻隨長度（\(L\)）、截面積（\(S\)）、電阻率（\(\rho\)）變化（\(R=\rhoL/S\)）。應(yīng)變片粘貼于被測構(gòu)件，構(gòu)件形變時(shí)，應(yīng)變片同步形變，電阻變化通過電橋（如惠斯通）轉(zhuǎn)換為電壓信號，間接測量力、壓力、扭矩、位移等。典型應(yīng)用：工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測（橋梁、建筑應(yīng)力檢測）；稱重傳感器（電子秤、汽車衡的力-電轉(zhuǎn)換）；機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測（電機(jī)、機(jī)床振動(dòng)位移檢測）。題目2：傳感器標(biāo)定的步驟及必要性是什么？解析：標(biāo)定是確定傳感器輸出-輸入關(guān)系的過程，步驟如下：1.標(biāo)定裝置：選擇精度更高的標(biāo)準(zhǔn)輸入源（如標(biāo)準(zhǔn)力源、溫度箱）和測量設(shè)備（高精度電壓表）。2.靜態(tài)標(biāo)定：室溫下，按0%、20%…100%滿量程施加標(biāo)準(zhǔn)輸入，記錄輸出，繪制輸入-輸出曲線，計(jì)算線性度、靈敏度等。3.動(dòng)態(tài)標(biāo)定：若需動(dòng)態(tài)特性（響應(yīng)時(shí)間、頻率特性），施加階躍/正弦信號，分析時(shí)域/頻域特性。4.數(shù)據(jù)處理：計(jì)算誤差（非線性、重復(fù)性），生成標(biāo)定報(bào)告。必要性：生產(chǎn)中材料、工藝偏差導(dǎo)致特性偏離設(shè)計(jì)；使用中環(huán)境（溫度、濕度）、老化會(huì)漂移。標(biāo)定確保輸出準(zhǔn)確，為測量系統(tǒng)可靠性提供依據(jù)。題目3：分析光電傳感器在工業(yè)自動(dòng)化中的兩種典型應(yīng)用。解析：1.流水線產(chǎn)品計(jì)數(shù)：采用對射式光電傳感器，發(fā)射器持續(xù)發(fā)射光束，接收器接收。產(chǎn)品經(jīng)過時(shí)遮擋光束，接收器輸出電平跳變（高→低），計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)跳變次數(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。原理：光的遮擋→電信號“有無”轉(zhuǎn)換。2.薄膜劃痕檢測：采用反射式光電傳感器，光源照射薄膜，反射光被接收器接收。劃痕/孔洞使反射光強(qiáng)變化，接收器將光強(qiáng)變化轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)處理判斷缺陷。原理：光的反射特性變化→電信號“強(qiáng)弱”轉(zhuǎn)換。四、綜合應(yīng)用題（共35分）題目1：設(shè)計(jì)基于熱敏電阻的溫度檢測系統(tǒng)要求：說明熱敏電阻類型及原理；畫信號調(diào)理電路并說明功能；分析誤差來源及補(bǔ)償。解析：（1）熱敏電阻選擇：采用負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻，原理：半導(dǎo)體載流子濃度隨溫度升高而增加，電阻隨溫度升高而減?。╘(R_t=R_0e^{B(1/T-1/T_0)}\)），靈敏度高，適合-50℃~300℃測量。（2）信號調(diào)理電路：惠斯通電橋：NTC（\(R_t\)）為一臂，其余為精密電阻。溫度變化時(shí)，\(R_t\)變化，電橋輸出不平衡電壓\(\DeltaU\)，實(shí)現(xiàn)電阻→電壓轉(zhuǎn)換。差分放大：運(yùn)算放大器（如OP07）放大\(\DeltaU\)至合適量程（如0~5V，匹配A/D）。RC濾波：濾除工頻（50Hz）及高頻干擾，提高信噪比。電路框圖：\(R_t\)→惠斯通電橋→差分放大→RC濾波→A/D→顯示/處理（3）誤差與補(bǔ)償：溫度漂移：電橋電阻溫漂，可并聯(lián)溫度補(bǔ)償電阻（如NTC），或軟件修正（測量環(huán)境溫度，補(bǔ)償輸出）。非線性誤差：NTC的\(R-T\)特性非線性，采用分段線性化（不同區(qū)間擬合直線）或查表法（預(yù)存標(biāo)定值）補(bǔ)償。干擾誤差：電源波動(dòng)、電磁干擾，采用穩(wěn)壓電源、屏蔽線、接地隔離（模擬地/數(shù)字地分開）抑制。題目2：設(shè)計(jì)傳送帶速度的非接觸式檢測方案要求：選擇傳感器，說明檢測邏輯。解析：（1）傳感器選擇：增量式光電編碼器（非接觸、精度高、響應(yīng)快）。（2）檢測方案：安裝：編碼器轉(zhuǎn)軸與傳送帶從動(dòng)輪（或測速輪）同軸連接，測速輪與傳送帶摩擦傳動(dòng)。原理：編碼器旋轉(zhuǎn)時(shí)輸出脈沖（如A、B相正交脈沖），傳送帶位移與從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)角度成正比，脈沖數(shù)與旋轉(zhuǎn)角度（線數(shù)）成正比。速度計(jì)算：設(shè)編碼器每轉(zhuǎn)輸出\(N\)脈沖，從動(dòng)輪周長\(L\)，則速度\(v=(n\timesL)/(N\timest)