2025年大學(xué)（測控技術(shù)與儀器）傳感器檢測技術(shù)基礎(chǔ)測試試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共10小題，每小題3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.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)不包括以下哪一項(xiàng)？A.線性度B.靈敏度C.響應(yīng)時(shí)間D.重復(fù)性2.下列哪種傳感器不屬于基于電磁感應(yīng)原理工作的？A.電感式傳感器B.電渦流式傳感器C.霍爾傳感器D.磁電式傳感器3.應(yīng)變片的靈敏度主要取決于（）A.材料的電阻率B.材料的泊松比C.應(yīng)變片的幾何尺寸D.應(yīng)變片的粘貼工藝4.電容式傳感器中，變極距型電容傳感器的靈敏度與極距的關(guān)系是（）A.成正比B.成反比C.平方成正比D.平方成反比5.半導(dǎo)體氣敏傳感器主要用于檢測（）A.氧氣B.氫氣C.一氧化碳D.各種氣體6.熱電偶的熱電勢大小與下列哪些因素?zé)o關(guān)？A.熱電偶的材料B.兩接點(diǎn)的溫度C.熱電偶的長度D.熱電偶的粗細(xì)7.光電傳感器中，基于外光電效應(yīng)的器件是（）A.光敏電阻B.光電池C.光電管D.光敏二極管8.下列哪種傳感器可用于測量壓力？A.應(yīng)變片B.熱電偶C.超聲波傳感器D.光纖傳感器9.傳感器的分辨率是指（）A.傳感器能檢測到的最小輸入變化量B.傳感器輸出量與輸入量的比值C.傳感器在規(guī)定條件下的輸出變化量與輸入變化量的比值D.傳感器的線性工作范圍10.數(shù)字式傳感器輸出的信號是（）A.模擬信號B.數(shù)字信號C.脈沖信號D.正弦信號第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每題3分，共15分）1.傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由______、______和______組成。2.壓電式傳感器是基于______原理工作的，常用于測量______和______等物理量。3.光纖傳感器按其工作原理可分為______型和______型。4.溫度傳感器按測量方式可分為______式和______式。5.傳感器的遲滯現(xiàn)象是指傳感器在正行程和反行程期間，輸出輸入特性曲線______的現(xiàn)象。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述傳感器的分類方法，并舉例說明。2.說明應(yīng)變片測量應(yīng)變的原理及測量電路。3.簡述霍爾傳感器的工作原理及應(yīng)用。四、分析題（每題10分，共15分）材料：某電容式壓力傳感器，其電容變化量與壓力變化成正比。已知初始電容C0=100pF，壓力變化量Δp=1MPa時(shí)，電容變化量ΔC=1pF。當(dāng)壓力從p1=0MPa變化到p2=5MPa時(shí)，求電容的變化量及此時(shí)的電容值。五、設(shè)計(jì)題（共20分）材料：設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器的溫度控制系統(tǒng)，要求能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測溫度，并根據(jù)設(shè)定值自動調(diào)節(jié)加熱或制冷設(shè)備。已知有溫度傳感器、控制器、加熱設(shè)備和制冷設(shè)備等。請畫出系統(tǒng)框圖，并簡述各部分的功能及工作原理。答案：一、選擇題1.C2.C3.A4.D5.D6.CD7.C8.A9.A10.B二、填空題1.敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本轉(zhuǎn)換電路2.壓電效應(yīng)、力、加速度3.功能型、非功能型4.接觸、非接觸5.不重合三、簡答題1.傳感器分類方法有多種。按被測量分類，如溫度傳感器、壓力傳感器等；按工作原理分類，像電阻式、電容式、電感式等；按敏感材料分類，如半導(dǎo)體傳感器、陶瓷傳感器等；按能量轉(zhuǎn)換關(guān)系分類，有能量轉(zhuǎn)換型和能量控制型。舉例：電阻應(yīng)變片是按工作原理（電阻變化）和被測量（應(yīng)變）分類的傳感器。2.應(yīng)變片測量應(yīng)變原理：當(dāng)應(yīng)變片粘貼在受力構(gòu)件上，構(gòu)件受力產(chǎn)生應(yīng)變，應(yīng)變片的電阻值會隨應(yīng)變發(fā)生變化。測量電路一般采用電橋電路，將應(yīng)變片接入電橋的相鄰橋臂，當(dāng)應(yīng)變片電阻變化時(shí)，電橋失去平衡，輸出電壓，通過測量輸出電壓大小來計(jì)算應(yīng)變片電阻變化，進(jìn)而得到構(gòu)件應(yīng)變。3.霍爾傳感器工作原理：當(dāng)電流通過放在磁場中的半導(dǎo)體薄片且電流方向與磁場方向垂直時(shí)，在垂直于電流和磁場的方向上會產(chǎn)生電動勢，即霍爾電動勢。應(yīng)用：可用于測量磁場強(qiáng)度、電流、位移、壓力等，如在汽車速度測量中利用霍爾傳感器檢測車輪轉(zhuǎn)速來計(jì)算車速；在電流測量中，通過測量霍爾電動勢來間接測量電流大小。四分析題已知電容變化量與壓力變化成正比，壓力變化量Δp=5MPa，初始壓力變化量Δp1=1MPa時(shí)電容變化量ΔC=1pF。則壓力從0MPa到5MPa時(shí)電容變化量ΔC2=5×1pF=5pF。此時(shí)電容值C=C0+ΔC2=100pF+5pF=105pF。五、設(shè)計(jì)題系統(tǒng)框圖：溫度傳感器→控制器→加熱或制冷設(shè)備。溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境溫度并將溫度