2025年高職（機(jī)電一體化技術(shù)）傳感器技術(shù)應(yīng)用試題及解析

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.傳感器能夠感知的輸入變化量叫做A.被測(cè)量B.輸出量C.靈敏度D.線性度2.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)不包括A.線性度B.固有頻率C.遲滯D.重復(fù)性3.以下哪種傳感器屬于無(wú)源傳感器A.應(yīng)變片B.熱電偶C.壓電式傳感器D.霍爾傳感器4.應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變時(shí)，其電阻變化主要是由什么引起的A.長(zhǎng)度變化B.橫截面積變化C.電阻率變化D.以上都是5.熱電偶產(chǎn)生熱電勢(shì)的條件是A.兩熱電極材料相同B.兩熱電極材料不同C.兩接點(diǎn)溫度相同D.兩接點(diǎn)溫度不同6.壓電式傳感器通常用來(lái)測(cè)量A.壓力B.溫度C.位移D.加速度7.霍爾傳感器利用的是哪種效應(yīng)A.壓電效應(yīng)B.光電效應(yīng)C.磁電效應(yīng)D.熱電效應(yīng)8.下列哪種傳感器屬于數(shù)字傳感器A.電位器式傳感器B.光柵傳感器C.應(yīng)變片D.電容式傳感器9.傳感器的分辨率是指A.傳感器能檢測(cè)到的最小輸入變化量B.傳感器輸出量與輸入量之間的線性關(guān)系C.傳感器的測(cè)量范圍D.傳感器的精度10.傳感器的精度是指A.傳感器的輸出與被測(cè)量的真實(shí)值之間的符合程度B.傳感器能檢測(cè)到的最小輸入變化量C.傳感器輸出量與輸入量之間的線性關(guān)系D.傳感器的測(cè)量范圍11.電容式傳感器的電容變化主要與什么有關(guān)A.極板間距離B.極板面積C.介質(zhì)介電常數(shù)D.以上都是12.電感式傳感器主要利用什么原理工作A.電磁感應(yīng)B.光電效應(yīng)C.壓電效應(yīng)D.熱電效應(yīng)13.光纖傳感器利用的是哪種信號(hào)傳輸方式A.電信號(hào)B.光信號(hào)C.磁信號(hào)D.聲信號(hào)14.超聲波傳感器是利用什么來(lái)檢測(cè)物體的A.超聲波的反射B.超聲波的折射C.超聲波的透射D.超聲波的衍射15.紅外傳感器是利用什么來(lái)檢測(cè)物體的A.紅外線的發(fā)射B.紅外線的吸收C.紅外線的反射D.以上都是16.傳感器的遲滯現(xiàn)象是指A.傳感器在正反行程中輸出-輸入特性曲線不重合的現(xiàn)象B.傳感器輸出量與輸入量之間的線性關(guān)系不好C.傳感器的測(cè)量范圍有限D(zhuǎn).傳感器的精度不高17.傳感器的重復(fù)性是指A.傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度B.傳感器輸出量與輸入量之間的線性關(guān)系不好C.傳感器的測(cè)量范圍有限D(zhuǎn).傳感器的精度不高18.傳感器的零點(diǎn)輸出是指A.當(dāng)輸入量為零時(shí)傳感器的輸出值B.傳感器能檢測(cè)到的最小輸入變化量C.傳感器輸出量與輸入量之間的線性關(guān)系D.傳感器的測(cè)量范圍19.傳感器的滿量程輸出是指A.當(dāng)輸入量達(dá)到測(cè)量范圍上限時(shí)傳感器的輸出值B.傳感器能檢測(cè)到的最小輸入變化量C.傳感器輸出量與輸入量之間的線性關(guān)系D.傳感器的測(cè)量范圍20.傳感器的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)不包括A.響應(yīng)時(shí)間B.上升時(shí)間C.線性度D.超調(diào)量第II卷（非選擇題共60分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每空1分，共10分。把答案填在題中的橫線上。w21.傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和______三部分組成。w22.應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)主要取決于______。w23.熱電偶的熱電勢(shì)由______電勢(shì)和接觸電勢(shì)組成。w24.霍爾元件的靈敏度與______有關(guān)。w25.電容式傳感器按工作原理可分為變極距型、變面積型和______型。（二）簡(jiǎn)答題（共兩題，每題10分，共20分）答題要求：本大題共2小題，每題10分。簡(jiǎn)要回答問(wèn)題。w26.簡(jiǎn)述傳感器的靜態(tài)特性及其主要指標(biāo)。w27.簡(jiǎn)述壓電式傳感器的工作原理及應(yīng)用。（三）分析題（共15分）答題要求：本大題共1小題，15分。分析問(wèn)題并作答。w28.有一應(yīng)變片，其靈敏度系數(shù)K=2，初始電阻R0=120Ω，當(dāng)受到應(yīng)變時(shí)，電阻變化了ΔR=1.2Ω，求此時(shí)的應(yīng)變?chǔ)?。（四）材料分析題（共10分）答題要求：本大題共1小題，10分。閱讀材料，回答問(wèn)題。材料：在工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要對(duì)各種物理量進(jìn)行精確測(cè)量和控制。例如，在自動(dòng)化生產(chǎn)線中，需要檢測(cè)產(chǎn)品的尺寸、重量、位置等參數(shù)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。傳感器作為獲取這些信息的關(guān)鍵部件，起著至關(guān)重要的作用。某工廠采用了多種傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制，其中包括激光位移傳感器用于測(cè)量產(chǎn)品的尺寸，壓力傳感器用于檢測(cè)管道內(nèi)的壓力，溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)生產(chǎn)環(huán)境的溫度等。w29.請(qǐng)分析激光位移傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器在該工廠生產(chǎn)過(guò)程中的作用，并說(shuō)明它們是如何實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制的。（五）綜合應(yīng)用題（共5分）答題要求：本大題共1小題，5分。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題。w30.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的傳感器應(yīng)用系統(tǒng)，用于檢測(cè)房間內(nèi)的光照強(qiáng)度，并根據(jù)光照強(qiáng)度控制燈具的開(kāi)關(guān)。要求說(shuō)明選用的傳感器類(lèi)型、工作原理以及系統(tǒng)的基本組成和工作過(guò)程。答案：1.A2.B3.A4.D5.BD6.ACD7.C8.B9.A10.A11.D12.A13.B14.A15.D16.A17.A18.A19.A20.C21.轉(zhuǎn)換電路22.材料的幾何尺寸變化引起的電阻相對(duì)變化與應(yīng)變之間的關(guān)系23.溫差24.材料的性質(zhì)和幾何尺寸25.變介質(zhì)26.傳感器的靜態(tài)特性是指?jìng)鞲衅髟诒粶y(cè)量的各個(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸入輸出關(guān)系。主要指標(biāo)有線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、分辨率、精度、零點(diǎn)輸出和滿量程輸出等。線性度反映輸出與輸入的線性關(guān)系；靈敏度表示單位輸入變化量引起的輸出變化量；遲滯指正反行程輸出-輸入特性曲線不重合；重復(fù)性是多次輸入同一方向全量程變化時(shí)特性曲線的一致性；分辨率是能檢測(cè)到的最小輸入變化量；精度是輸出與真實(shí)值的符合程度；零點(diǎn)輸出是輸入為零時(shí)的輸出值；滿量程輸出是輸入達(dá)測(cè)量范圍上限時(shí)的輸出值。27.壓電式傳感器工作原理：某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力作用而變形時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)相對(duì)表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又會(huì)恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力的方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變。應(yīng)用：常用于測(cè)量力、壓力、加速度等物理量，如在工業(yè)自動(dòng)化中檢測(cè)壓力變化，在汽車(chē)領(lǐng)域測(cè)量加速度等。2[8.根據(jù)應(yīng)變片電阻變化與應(yīng)變的關(guān)系公式ΔR/R0=Kε，可得ε=ΔR/(K×R0)=1.2/(2×120)=0.005。29.激光位移傳感器用于測(cè)量產(chǎn)品尺寸，通過(guò)發(fā)射激光束并接收反射光，利用光的傳播時(shí)間或相位差來(lái)精確測(cè)量物體位移，從而確定產(chǎn)品尺寸，為保證產(chǎn)品質(zhì)量提供數(shù)據(jù)支持。壓力傳感器檢測(cè)管道內(nèi)壓力，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，當(dāng)壓力變化時(shí)電信號(hào)相應(yīng)改變，可用于監(jiān)測(cè)管道壓力是否正常，保障生產(chǎn)安全穩(wěn)定運(yùn)行。溫度傳感器監(jiān)測(cè)生產(chǎn)環(huán)境溫度，把溫度變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，能實(shí)時(shí)反映環(huán)境溫度狀況，確保生產(chǎn)在適宜溫度下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的全面自動(dòng)化控制。30.選用光敏電阻作為傳感器。工作原理：光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度變化而改變，光照越強(qiáng)