2025年高職自動(dòng)化（傳感器與檢測技術(shù)）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40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2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，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.傳感器能夠感知的輸入變化量越小，表示傳感器的（）。A.線性度越好B.遲滯越小C.重復(fù)性越好D.靈敏度越高2.下列傳感器中，屬于有源傳感器的是（）。A.應(yīng)變片B.熱電偶C.壓電陶瓷D.光電池3.測量范圍是指傳感器按規(guī)定的精度能夠測量的被測量的（）。A.最小值B.最大值C.最小值與最大值之間的范圍D.任意值4.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.重復(fù)性D.遲滯5.下列傳感器中，可用于測量壓力的是（）。A.霍爾傳感器B.電容式傳感器C.光纖傳感器D.超聲波傳感器6.應(yīng)變片的工作原理是基于（）。A.壓阻效應(yīng)B.壓電效應(yīng)C.光電效應(yīng)D.電磁感應(yīng)7.霍爾元件產(chǎn)生的霍爾電勢與（）有關(guān)。A.磁場強(qiáng)度B.電流大小C.元件材料D.以上都是8.電容式傳感器測量位移時(shí)，其電容量的變化與（）成正比。A.位移大小B.位移速度C.位移加速度D.位移方向9.壓電式傳感器通常用來測量（）。A.壓力B.加速度C.力D.以上都是10.光纖傳感器的工作原理是基于（）。A.光的反射B.光的折射C.光的干涉D.以上都是11.超聲波傳感器利用超聲波在介質(zhì)中的（）來檢測物體的位置、距離等。A.傳播速度B.反射特性C.折射特性D.吸收特性12.下列傳感器中，屬于數(shù)字傳感器的是（）。A.編碼器B.熱電偶C.應(yīng)變片D.電容式傳感器13.傳感器的精度等級是根據(jù)其（）來劃分的。A.誤差大小B.靈敏度高低C.線性度好壞D.遲滯大小14.傳感器的零點(diǎn)輸出是指（）時(shí)傳感器的輸出值。A.輸入為零B.輸入最大C.輸入最小D.輸入為額定值15.傳感器的滿量程輸出是指（）時(shí)傳感器的輸出值。A.輸入為零B.輸入最大C.輸入最小D.輸入為額定值16.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.固有頻率D.遲滯17.傳感器的響應(yīng)時(shí)間是指傳感器對（）的響應(yīng)時(shí)間。A.階躍輸入B.斜坡輸入C.正弦輸入D.任意輸入18.傳感器的上升時(shí)間是指傳感器從初始值上升到（）所需的時(shí)間。A.最大值的50%B.最大值的63.2%C.最大值的90%D.最大值19.傳感器的固有頻率越高，其響應(yīng)速度（）。A.越快B.越慢C.不變D.不確定20.在傳感器測量電路中，采用差動(dòng)放大電路的目的是（）。A.提高靈敏度B.減小非線性誤差C.提高抗干擾能力D.以上都是第II卷（非選擇題，共60分）21.（共10分）簡述傳感器的定義和組成部分。22.（共10分）說明應(yīng)變片測量應(yīng)變的原理，并畫出其測量電路的基本形式。23.（共10分）簡述霍爾傳感器的工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域。24.（共15分）材料：某電容式壓力傳感器，其電容變化量與壓力成正比關(guān)系。已知壓力為0時(shí)電容為C0，壓力為P時(shí)電容為C?，F(xiàn)通過測量電容變化量來檢測壓力。問題：請推導(dǎo)該電容式壓力傳感器的壓力計(jì)算公式，并說明如何通過測量電容變化量來計(jì)算壓力。25.（共15分）材料：在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，需要對生產(chǎn)線上的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制?，F(xiàn)采用熱電偶作為溫度傳感器，將其輸出的熱電勢通過放大電路放大后，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。問題：簡述熱電偶的工作原理，說明放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路在整個(gè)溫度測量系統(tǒng)中的作用，并畫出該溫度測量系統(tǒng)的原理框圖。答案：1.D2.D3.C4.B5.B6.A7.D8.A9.D10.D11.B12.A13.A14.A15.B16.D17.A18.B19.A20.D21.傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。組成部分包括敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路、輔助電源等。敏感元件直接感受被測量，并輸出與被測量有確定關(guān)系的物理量信號；轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的物理量信號轉(zhuǎn)換為電信號；信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路對轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進(jìn)行放大、濾波、線性化等處理，使其成為便于顯示、記錄、控制和處理的有用電信號；輔助電源為傳感器的各部分提供能量。22.應(yīng)變片測量應(yīng)變的原理基于壓阻效應(yīng)，即半導(dǎo)體材料在受到應(yīng)力作用時(shí)，其電阻率會(huì)發(fā)生變化。應(yīng)變片測量電路的基本形式有單臂電橋、差動(dòng)半橋和差動(dòng)全橋。單臂電橋?qū)?yīng)變片作為電橋的一個(gè)橋臂，當(dāng)應(yīng)變片受力產(chǎn)生電阻變化時(shí)，電橋輸出電壓發(fā)生變化。差動(dòng)半橋是將兩個(gè)應(yīng)變片接入電橋，一個(gè)受拉應(yīng)變，一個(gè)受壓應(yīng)變，電橋輸出電壓靈敏度提高一倍。差動(dòng)全橋是將四個(gè)應(yīng)變片接入電橋，相鄰應(yīng)變片一個(gè)受拉一個(gè)受壓，電橋輸出電壓靈敏度最高。23.霍爾傳感器的工作原理是基于霍爾效應(yīng)，當(dāng)電流通過置于磁場中的半導(dǎo)體薄片時(shí)，在垂直于電流和磁場的方向上會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢，即霍爾電勢。應(yīng)用領(lǐng)域包括測量磁場強(qiáng)度、電流、位移、轉(zhuǎn)速等，在汽車電子、工業(yè)自動(dòng)化、智能家居等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。如在汽車速度測量中，可通過測量霍爾傳感器輸出的脈沖信號頻率來確定車速；在工業(yè)自動(dòng)化中可用于精確測量位移和定位。24.設(shè)電容變化量ΔC=C-C0，因?yàn)殡娙葑兓颗c壓力成正比，設(shè)比例系數(shù)為k，則ΔC=kP，所以壓力計(jì)算公式為P=(C-C0)/k。通過測量電容C，與初始電容C0比較得到電容變化量ΔC，再根據(jù)已知的比例系數(shù)k，即可計(jì)算出壓力P。25.熱電偶的工作原理是基于熱電效應(yīng)，即兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A、B組成閉合回路，當(dāng)兩接點(diǎn)溫度