2025年大學大一（物聯(lián)網(wǎng)工程）傳感器原理及應用試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）請將正確答案的序號填在括號內。(總共10題，每題3分)1.傳感器能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.重復性越好D.靈敏度越高2.下列不屬于傳感器靜態(tài)特性指標的是（）。A.量程B.固有頻率C.靈敏度D.線性度3.傳感器的輸出量通常為（）。A.非電量信號B.電量信號C.位移信號D.光信號4.變面積式自感傳感器，當銜鐵移動使磁路中空氣縫隙的面積增大時，鐵心上線圈的電感量（）。A.增大B.減小C.不變D.不確定5.差動變壓器式傳感器的兩個次級繞組接成（）。A.串聯(lián)B.并聯(lián)C.差動D.不確定6.電渦流式傳感器激磁線圈的電源是（）。A.直流B.工頻交流C.高頻交流D.低頻交流7.霍爾元件不等位電勢產(chǎn)生的主要原因不包括（）。A.霍爾電極安裝位置不對稱B.半導體材料不均勻C.激勵電極接觸不良D.環(huán)境溫度變化8.光纖傳感器中光纖的作用是（）。A.只能作為傳輸光的介質B.只能作為敏感元件C.既作為傳輸光的介質又作為敏感元件D.與傳感器性能無關9.超聲波在液體、固體中衰減（）。A.大B.小C.與在氣體中一樣D.不確定10.熱電阻測量轉換電路采用三線制是為了（）。A.提高測量靈敏度B.減小非線性誤差C.提高電磁兼容性D.減小引線電阻的影響第II卷（非選擇題共70分）1.填空題：(總共5題，每題4分)（1）傳感器一般由敏感元件、轉換元件和______三部分組成。（2）應變片式電阻傳感器的工作原理是基于______效應。（3）電容式傳感器可分為變極距型、變面積型和______型。（4）壓電式傳感器是基于______原理工作的。（5）熱電偶的熱電勢由______電勢和接觸電勢組成。2.簡答題：(總共3題，每題10分)（1）簡述傳感器的定義和作用。（2）說明差動變壓器式傳感器的工作原理。（3）分析光纖傳感器的優(yōu)點。3.材料分析題：有一溫度傳感器，其輸出特性曲線在某一溫度范圍內近似為線性。已知在溫度為20℃時，輸出電壓為2V；在溫度為50℃時，輸出電壓為5V。現(xiàn)有一未知溫度，其輸出電壓為3.5V，試求該未知溫度。(10分)4.設計題：設計一個利用超聲波傳感器測量液位的系統(tǒng)，要求說明系統(tǒng)的組成部分、工作原理及工作過程。(15分)5.綜合應用題：某工廠需要監(jiān)測生產(chǎn)線上的壓力變化，要求設計一個壓力監(jiān)測系統(tǒng)，選用合適的傳感器，并說明如何將傳感器輸出信號進行處理和顯示。(15分)答案：第I卷答案1.D2.B3.B4.A5.C6.C7.D8.C9.B10.D第II卷答案1.填空題答案：（1）基本轉換電路（2）應變（3）變介質（4）壓電效應（5）溫差2.簡答題答案：（1）傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。作用是將各種非電量信息轉換為電信號，以便后續(xù)進行處理、傳輸、顯示等。（2）差動變壓器式傳感器由初級線圈、兩個次級線圈和鐵心等組成。當鐵心移動時，改變了初、次級線圈之間的互感，使兩個次級線圈感應電動勢產(chǎn)生差動變化，從而將位移量轉換為電信號輸出。（3）優(yōu)點有抗電磁干擾能力強、靈敏度高、耐腐蝕、絕緣性好、可實現(xiàn)非接觸測量、能在惡劣環(huán)境下工作等。3.材料分析題答案：設溫度與輸出電壓關系為線性，設未知溫度為x℃。由已知可得溫度變化量與電壓變化量的比例關系為(5-2)/(50-20)=0.1。則(3.5-2)/(x-20)=0.1，解得x=35℃。4.設計題答案：系統(tǒng)組成：超聲波傳感器、控制器、顯示器等。工作原理：超聲波傳感器向液面發(fā)射超聲波，超聲波遇到液面反射回來，通過測量超聲波發(fā)射到接收的時間，利用公式h=vt/2（v為聲速）計算液位高度。工作過程：超聲波傳感器發(fā)射超聲波，控制器接收反射波并計算時間，將液位高度數(shù)據(jù)傳送給顯示器顯示。5.綜合應用題答案：可選用壓阻式壓力傳感器。傳感器輸出的微弱電