2025年大學本科三年級（自動化）傳感器技術階段測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案填寫在相應位置。1.以下哪種傳感器不屬于基于物理效應的傳感器？A.應變片傳感器B.壓電式傳感器C.光纖傳感器D.霍爾傳感器2.傳感器的靜態(tài)特性指標不包括以下哪一項？A.線性度B.靈敏度C.響應時間D.重復性3.對于差動變壓器式傳感器，以下說法正確的是？A.只能測量振動B.輸出為直流信號C.利用互感原理工作D.靈敏度與線圈匝數無關4.某電容式傳感器的電容量為C，當輸入被測量變化時，電容量變化為ΔC，其靈敏度公式為？A.K=C/ΔCB.K=ΔC/CC.K=1/(CΔC)D.K=CΔC5.半導體氣敏傳感器主要用于檢測？A.溫度B.濕度C.氣體濃度D.壓力6.光纖傳感器中，用于將光信號轉換為電信號的部件是？A.光源B.光纖C.光探測器D.調制器第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共15分）答題要求：本大題共5個空，每空3分。請將答案填寫在相應位置。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，通常由______、______和______三部分組成。2.熱電偶的工作原理是基于______效應。3.超聲波傳感器利用超聲波的______、______等特性來檢測物體。（二）簡答題（共20分）答題要求：簡要回答問題，語言簡潔明了。1.簡述傳感器的分類方法有哪些？（10分）2.說明應變片傳感器測量應變的基本原理。（10分）（三）分析題（共15分）答題要求：結合所學知識，對給定問題進行分析解答。有一電阻應變片，其靈敏度K=2，初始電阻R0=120Ω。當受到應變時，電阻變化量ΔR=1.2Ω，求此時的應變量ε。（四）材料分析題（共15分）答題要求：閱讀材料，回答問題。材料：在工業(yè)自動化生產中，常常需要對生產線上的溫度進行精確監(jiān)測?，F采用熱電偶傳感器來測量溫度。已知熱電偶的熱電勢與溫度之間存在一定的函數關系，通過測量熱電勢可以換算出溫度值。在實際測量過程中，發(fā)現測量結果存在一定的誤差。問題：請分析可能導致測量誤差的原因有哪些？并提出相應的解決措施。（五）設計題（共15分）答題要求：根據題目要求，設計一個簡單的傳感器應用系統(tǒng)。設計一個利用霍爾傳感器測量轉速的系統(tǒng)，要求說明系統(tǒng)的組成部分、工作原理及工作過程。答案：第I卷：1.C2.C3.C4.B5.C6.C第II卷：（一）1.敏感元件、轉換元件、基本轉換電路2.熱電3.反射、折射（二）1.按工作原理分類，如物理傳感器、化學傳感器、生物傳感器等；按被測量分類，如位移傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等；按敏感材料分類，如半導體傳感器、陶瓷傳感器、光纖傳感器等；按能量關系分類，如能量轉換型傳感器、能量控制型傳感器。2.應變片傳感器的敏感柵由電阻絲繞制而成，當應變片受到外力作用產生應變時，其電阻值會發(fā)生變化，通過測量電阻變化量來測量應變。（三）根據公式ΔR=R0Kε，可得ε=ΔR/(R0K)=1.2/(120×2)=0.005。（四）原因：熱電偶冷端溫度不穩(wěn)定、熱電偶與測量電路連接不良、外界干擾等。解決措施：采用冷端溫度補償裝置穩(wěn)定冷端溫度；確保連接良好；采取屏蔽等抗干擾措施。（五）系統(tǒng)組成：霍爾傳感器、信號調理電路、計數器、顯示器。工作原理：當帶有磁性的旋轉體轉動時，霍爾傳感器會周