2025年大学本科三年级（自动化）传感器技术阶段测试试题及答案

2025年大学本科三年级（自动化）传感器技术阶段测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）答题要求：本大题共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的A.线性度越好B.迟滞越小C.重复性越好D.分辨力越高2.传感器的静态特性指标中，反映传感器对被测量变化响应快慢程度的是A.响应时间B.上升时间C.固有频率D.阻尼比3.下列哪种传感器不属于有源传感器A.应变片B.热电偶C.压电式传感器D.光电池4.利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小A.两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B.两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C.两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D.两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片5.金属电阻应变片在测量某一构件的应变时，其电阻的相对变化主要由（）引起的。A.贴片位置的温度变化B.电阻丝几何尺寸的变化C.电阻材料的电阻率变化D.构件的变形6.半导体应变片的工作原理是基于（）。A.压阻效应B.应变效应C.光电效应D.压电效应7.自感式传感器采用相敏检波电路，其作用是A.提高灵敏度B.提高线性度C.辨别检测位移的方向D.扩大测量范围8.变气隙式自感传感器，当街铁移动使磁路中空气缝隙增大时，铁心上线圈的电感量A.增大B.减小C.不变D.不确定9.差动变压器式传感器配用（）测量电路，可辨别衔铁移动方向。A.相敏检波B.差动整流C.脉冲调宽D.调频10.电涡流式传感器激磁线圈的电源是A.直流B.工频交流C.高频交流D.低频交流11.为了使超声波传感器检测较远的距离，应该A.提高发射频率B.降低发射频率C.提高增益D.降低增益12.光纤传感器的工作原理是基于光纤的A.传光特性B.传像特性C.传感特性D.以上都是13.光纤传感器中，用于检测温度、压力等物理量的是A.功能型光纤传感器B.非功能型光纤传感器C.拾光型光纤传感器D.发光型光纤传感器14.霍尔元件不等位电势产生的主要原因不包括A.霍尔电极安装位置不对称B.半导体材料不均匀C.激励电极接触不良D.环境温度变化15.霍尔电动势的大小与下面哪个因素无关A.激励电流B.磁场强度C.霍尔元件的厚度D.霍尔元件的灵敏度16.下列属于磁电式传感器的是A.动圈式传感器B.霍尔传感器C.磁敏电阻传感器D.电涡流传感器17.压电式传感器不能用于测量A.力B.压力C.加速度D.静态量18.某压电式压力传感器为两片石英晶片并联，每片厚度h=0.2mm，圆片半径r=1cm，εr=4.5，X切型d11=2.31×10-12C/N。当0.1MPa压力垂直作用于晶片时，输出电荷Q为A.6.5×10-9CB.3.2×10-8CC.1.3×10-8CD.2.6×10-8C19.光电效应分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应，其中基于光生伏特效应的光电器件是A.光电管B.光敏电阻C.光电池D.光电倍增管20.光敏电阻的阻值随光照强度的增加而A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小第II卷（非选择题，共60分）21.（10分）简述传感器的定义、组成及分类。22.（10分）分析应变片产生温度误差的原因及补偿方法。23.（10分）阐述自感式传感器的工作原理，并说明如何提高其灵敏度。24.（15分）材料：某温度传感器采用热电偶进行测量，已知热电偶的热电势与温度的关系为E(t,t0)=at+bt²，其中a和b为常数。在实际测量中，当冷端温度t0=20℃时，热端温度t=100℃，测得热电势E=4.0mV。当冷端温度不变，热端温度变为t'=120℃时，求此时的热电势E'。25.（15分）材料：有一电容式位移传感器，其结构为变面积型。初始电容C0=100pF，极板长度L=10cm，宽度b=5cm。当被测位移x使极板长度变化为L'=12cm时，求此时的电容值C。答案：1.D2.A3.A4.C5.D6.A7.C8.B9.A10.C11.B12.D13.B14.D15.C16.A17.D18.C19.C20.B21.传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。组成包括敏感元件、转换元件、转换电路。分类：按工作原理分有电阻式、电感式、电容式、压电式、磁电式、光电式等；按被测量分有力传感器、压力传感器、温度传感器等；按输出信号分有模拟式传感器、数字式传感器。22.应变片产生温度误差的原因：一是电阻温度系数的影响，二是试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数不同。补偿方法：电桥补偿法，利用电桥平衡原理，使温度变化时电桥输出不变；应变片自补偿法，选择合适的敏感栅材料，使其温度特性与试件材料相匹配。23.自感式传感器利用电磁感应原理，当气隙等参数变化时，线圈自感发生变化。提高灵敏度方法：减小气隙厚度，增加线圈匝数，采用高磁导率的铁心材料，提高电源频率等。24.首先根据已知条件求出常数a和b，将t=100℃，t0=20℃，E=4.0mV代入E(t,t0)=at+bt²可得4.0=100a+10000b。当t'=120℃，t0=20℃时，E'=120a+14400b。由4.0=100a+10000b可得a=0.04-100b，代入E'=120a+14400b中计算得E'=4.8mV。25.变面积型电容式位移传感器电容公式C=