传感器与检测技术原理及应用考试题及答案

传感器与检测技术原理及应用考试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.传感器的输出量通常为（）A.非电量信号B.电量信号C.光信号D.声信号答案：B2.以下哪种传感器不属于按工作原理分类的（）A.应变式传感器B.电容式传感器C.温度传感器D.压电式传感器答案：C3.应变片式传感器是利用（）原理工作的。A.应变效应B.压电效应C.热电效应D.光电效应答案：A4.电容式传感器的电容值与（）有关。A.极板间距离、面积和介质B.温度C.压力D.光照强度答案：A5.压电式传感器主要用于测量（）A.压力和加速度B.温度C.流量D.液位答案：A6.霍尔传感器是基于（）效应工作的。A.霍尔B.压电C.热电D.光电答案：A7.热电偶传感器利用的是（）A.热电效应B.压电效应C.应变效应D.光电效应答案：A8.传感器的静态特性指标不包括（）A.线性度B.灵敏度C.响应时间D.重复性答案：C9.线性度是指传感器输出与输入之间的（）程度。A.线性相关B.非线性相关C.随机相关D.无关联答案：A10.灵敏度是指传感器在稳态下输出变化量与输入变化量的（）A.比值B.差值C.和值D.乘积答案：A11.以下哪种传感器可用于测量位移（）A.电位器式传感器B.温度传感器C.压力传感器D.流量传感器答案：A12.光纤传感器利用了光的（）特性。A.反射、折射和干涉B.热电C.压电D.应变答案：A13.超声波传感器是利用超声波的（）来检测物体的。A.反射B.折射C.干涉D.衍射答案：A14.气体传感器主要用于检测（）A.气体浓度B.温度C.压力D.流量答案：A15.智能传感器是具有（）功能的传感器。A.信息处理B.信号放大C.滤波D.线性化答案：A16.传感器的标定是指利用（）的传感器，产生已知的标准输入，确定传感器输出与输入关系的过程。A.高精度B.低精度C.中等精度D.任意精度答案：A17.检测技术是研究各种物理量、化学量和生物量的（）方法。A.测量B.计算C.分析D.处理答案：A18.以下哪种传感器常用于汽车的安全系统（）A.加速度传感器B.温度传感器C.压力传感器D.流量传感器答案：A19.传感器的分辨率是指传感器能够检测到的（）变化量。A.最小输入B.最大输入C.平均输入D.任意输入答案：A20.传感器的迟滞现象是指传感器在正行程和反行程期间，输出-输入特性曲线的（）A.不重合B.重合C.部分重合D.无规律答案：A二、多项选择题（每题2分，共20分）1.传感器的组成部分通常包括（）A.敏感元件B.转换元件C.测量电路D.显示装置答案：ABC2.按被测量分类，传感器可分为（）A.位移传感器B.温度传感器C.压力传感器D.流量传感器答案：ABCD3.应变片式传感器的优点有（）A.精度高B.测量范围广C.响应速度快D.抗干扰能力强答案：ABC4.电容式传感器可用于测量（）A.位移B.压力C.加速度D.液位答案：ABCD5.压电式传感器的应用领域包括（）A.加速度测量B.压力测量C.超声波检测D.振动测量答案：ABCD6.霍尔传感器可用于（）A.电流测量B.磁场测量C.转速测量D.位置测量答案：ABCD7.热电偶传感器的冷端补偿方法有（）A.补偿导线法B.冷端温度计算修正法C.电桥补偿法D.冰浴法答案：ABC8.传感器的动态特性指标有（）A.响应时间B.上升时间C.超调量D.稳态误差答案：ABCD9.光纤传感器的优点包括（）A.抗电磁干扰B.灵敏度高C.耐腐蚀D.可用于恶劣环境答案：ABCD10.智能传感器的特点有（）A.具有自诊断功能B.能自动补偿和校准C.可进行数据处理和通信D.精度高答案：ABCD三、判断题（每题1分，共10分）1.传感器只能将非电量转换为电量。（）答案：×2.所有传感器的工作原理都是基于物理效应。（）答案：×3.应变片式传感器的应变片粘贴在弹性元件上。（）答案：√4.电容式传感器的电容值与极板间距离成正比。（）答案：×5.压电式传感器在受到压力时会产生电荷。（）答案：√6.霍尔传感器的输出电压与磁场强度成正比。（）答案：√7.热电偶传感器的热电势只与热端温度有关。（）答案：×8.传感器的线性度越好，其输出与输入的关系越接近直线。（）答案：√9.光纤传感器只能用于测量光信号。（）答案：×10.智能传感器可以自动完成数据采集、处理和传输。（）答案：√四、填空题（每题1分，共10分）1.传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成（）的器件或装置。答案：可用输出信号2.传感器的核心部件是（），它直接感受被测量。答案：敏感元件3.应变片式传感器的敏感元件是（）。答案：应变片4.电容式传感器根据电容量变化检测非电量，常见的类型有变极距型、变面积型和（）。答案：变介质型5.压电式传感器的压电材料分为（）和压电陶瓷。答案：压电晶体6.霍尔传感器的基本结构由霍尔元件、（）、引线和壳体组成。答案：激励电极7.热电偶传感器的热电动势由（）和接触电动势组成。答案：温差电动势8.传感器的精度等级是用（）与满量程输出值之比的百分数表示。答案：最大引用误差9.光纤传感器按工作原理可分为功能型和（）。答案：非功能型10.智能传感器的智能主要体现在具有（）和信息处理功能。答案：自诊断五、简答题（每题5分，共20分）1.简述传感器的作用。答案：感受被测量：能够检测各种物理量、化学量和生物量等。转换信号：将感受到的被测量按照一定规律转换成可用输出信号，如电量信号。为后续系统提供信息：以便进行测量、控制、分析等操作，是实现自动检测和自动控制的首要环节。2.说明应变片式传感器测量压力的原理。答案：应变片粘贴在弹性元件上，当压力作用于弹性元件时，弹性元件产生变形。应变片随弹性元件一起变形，其电阻值发生变化。通过测量应变片电阻值的变化，利用电阻应变效应，将压力转换为电信号输出，从而实现对压力的测量。3.简述电容式传感器的优缺点。答案：优点：灵敏度高，能检测微小变化。动态响应特性好。结构简单，适应性强。缺点：输出特性非线性，需进行线性化处理。寄生电容影响大，测量电路复杂。易受外界干扰，稳定性较差。4.简述热电偶传感器的工作原理。答案：将两种不同材料的导体A和B组成一个闭合回路。当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电动势。热电动势由温差电动势和接触电动势组成，其大小与两种导体材料及两接点温度有关。通过测量热电动势的大小，就可以知道被测温度的高低。六、论述题（每题5分，共20分）1.论述传感器在工业自动化中的重要性。答案：工业自动化依赖传感器获取各种生产过程中的数据，如温度、压力、流量、位置等。传感器为自动化控制系统提供准确的输入信号，使系统能够实时监测生产状态。通过对传感器数据的分析和处理，实现对生产过程的精确控制，提高生产效率和产品质量。例如，在化工生产中，温度传感器监测反应釜温度，压力传感器控制管道压力，确保生产安全稳定进行。传感器的可靠性和精度直接影响工业自动化系统的性能，是工业自动化不可或缺的基础部件。2.论述如何选择合适的传感器。答案：根据被测量选择：明确要测量的物理量、化学量或生物量，如测量温度选温度传感器，测量压力选压力传感器等。考虑测量范围：确保传感器的测量范围能覆盖所需测量的数值区间。关注精度要求：根据实际应用对测量精度的要求，选择具有相应精度等级的传感器。考虑环境因素：如温度、湿度、电磁干扰等环境条件会影响传感器性能，要选择能适应环境的传感器。可靠性与稳定性：选择可靠性高、稳定性好的传感器，以保证长期准确测量。成本因素：在满足性能要求的前提下，考虑传感器的价格，选择性价比合适的产品。3.论述智能传感器的发展趋势。答案：智能化程度不断提高：具备更强的自诊断、自校准、自适应等功能，能自动优化测量过程。微型化与集成化：体积更小，便于安装和应用，同时将多种功能集成在一个传感器中。网络化与数字化：便于数据传输和共享，能与其他设备和系统进行无缝连接，实现远程监控和管理。多功能化：可同时测量多种物理量、化学量或生物量，满足复杂的测量需求。更高的精度和可靠性：不断提升测量精度，增强抗干扰能力和稳定性。4.论述传感器技术对现代科技发展的影响。答案：在信息技术领域：传感器是数据采集的关键部件，为信息系统提供原始数据，推动了物联网、大数据等技术的发展。在工业领域：实现了生产过程的自动化控制和智