2025 年大学机电一体化技术（传感器应用）试题及答案

2025年大学机电一体化技术（传感器应用）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填入括号内）1.以下哪种传感器不属于基于物理效应的传感器？（）A.应变片传感器B.霍尔传感器C.光纤传感器D.气敏传感器2.电容式传感器测量位移时，其灵敏度与（）有关。A.极板间距离B.极板面积C.介电常数D.以上都是3.压电式传感器通常用于测量（）。A.压力B.温度C.流量D.转速4.热电偶传感器产生热电势的条件是（）。A.两热电极材料相同且两端温度相同B.两热电极材料相同且两端温度不同C.两热电极材料不同且两端温度相同D.两热电极材料不同且两端温度不同5.霍尔传感器的输出信号与（）成正比。A.磁场强度B.电流大小C.电压高低D.温度变化6.超声波传感器利用超声波的（）来检测物体。A.折射B.反射C.衍射D.干涉7.传感器的静态特性指标不包括（）。A.线性度B.响应时间C.重复性D.迟滞8.光纤传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9.应变片传感器测量应变时，其电阻变化是由（）引起的。A.长度变化B.横截面积变化C.电阻率变化D.以上都是10.下列哪种传感器可用于测量气体浓度？（）A.CCD传感器B.红外传感器C.气敏传感器D.磁敏传感器二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填入括号内）1.以下属于传感器动态特性指标的有（）。A.上升时间B.超调量C.响应时间D.固有频率2.常用的温度传感器有（）。A.热电偶B.热电阻C.热敏电阻D.光纤温度传感器3.电感式传感器可分为（）。A.自感式B.互感式C.涡流式D.压阻式4.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.辅助电源5.光电传感器可用于检测（）。A.物体的有无B.物体的位置C.物体的速度D.物体的颜色三、判断题（总共10题，每题2分，请判断对错，正确的打√，错误的打×）1.传感器的精度越高，其测量误差越小。（）2.所有传感器的输出信号都是电信号。（）3.应变片传感器只能测量拉力，不能测量压力。（）4.霍尔传感器可以测量磁场的方向和大小。（）5.光纤传感器具有抗电磁干扰的优点。（）6.气敏传感器对所有气体都有相同的灵敏度。（）7.传感器的线性度越好，其输出与输入之间的关系越接近直线。（）8.热电偶的热电势只与热电极材料和两端温度有关。（）9.电容式传感器的灵敏度与极板间距离成反比。（）10.光电传感器利用光的传播特性来检测物体。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答以下问题）1.简述传感器的作用及分类方法。2.说明应变片传感器测量应变的原理及应用场景。3.解释光纤传感器的工作原理，并举例说明其在实际中的应用。五、综合题（总共2题，每题15分，请结合所学知识，综合分析并解答以下问题）1.设计一个基于传感器的液位控制系统，要求说明所选用的传感器类型、工作原理以及系统的工作流程。2.某工业生产线上需要检测产品的尺寸是否合格，已知产品尺寸范围为100±5mm，请设计一个检测方案，说明所选用的传感器及其工作原理，并画出简单的检测系统原理图。答案：一、选择题1.D2.D3.A4.D5.A6.B7.B8.D9.D10.C二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABC4.ABCD5.ABC三、判断题1.√2.×3.×4.√5.√6.×7.√8.√9.√10.√四、简答题1.传感器的作用是将被测量转换为与之有一定关系的电量输出。分类方法有多种，按工作原理可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器等；按被测量可分为位移传感器、压力传感器、温度传感器等；按输出信号可分为模拟传感器、数字传感器等。2.应变片传感器测量应变的原理是基于应变片的电阻随应变而变化。当应变片受到外力作用产生应变时，其电阻会发生变化，通过测量电阻变化可得到应变大小。应用场景包括机械制造、航空航天、汽车工业等领域中对力、压力、扭矩等的测量。3.光纤传感器的工作原理是利用光在光纤中传播时，因外界因素（如温度、压力、应变等）导致光的某些特性（如光强、相位、频率等）发生变化，通过检测这些变化来感知外界被测量。例如在电力系统中用于高压输电线路的温度监测，通过光纤温度传感器实时监测线路温度，保障输电安全。五、综合题1.选用超声波液位传感器。工作原理：超声波发射器向液面发射超声波，超声波遇到液面反射回来被接收器接收，根据超声波从发射到接收的时间计算液位高度。系统工作流程：当液位变化时，超声波传感器检测到的时间改变，将信号传至控制器，控制器根据预设值控制水泵等设备动作，实现液位的自动控制。2.选用激光位移传感器。工作原理：通过发射激光束并