2025年大学本科三年级（自动化）传感器技术试题及答案

2025年大学本科三年级（自动化）传感器技术试题及答案

（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，请将正确答案的序号填在括号内。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.传感器的静态特性是指传感器在输入量为（）时的输出特性。A.阶跃信号B.斜坡信号C.正弦信号D.直流信号3.下列属于传感器动态特性指标的是（）。A.灵敏度B.响应特性C.线性度D.迟滞4.变气隙式自感传感器，当气隙增大时，自感（）。A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小5.差动变压器式传感器是属于（）型传感器。A.自感式B.互感式C.电涡流式D.磁电式6.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.脉冲信号7.属于能量控制型的传感器是（）。A.压电式传感器B.磁电式传感器C.光电式传感器D.电阻应变式传感器8.金属电阻应变片的灵敏系数主要取决于（）。A.受力大小B.材料特性C.几何尺寸D.应变片形状9.半导体应变片的灵敏系数比金属电阻应变片的灵敏系数（）。A.大得多B.小得多C.差不多D.无法比较10.应变片产生温度误差的主要原因是（）。A.应变片电阻值随温度变化B.试件材料与应变片材料的线膨胀系数不同C.应变片承受应力变化D.应变片对温度敏感11.霍尔元件不等位电势产生的主要原因是（）。A.霍尔电极安装位置不对称B.霍尔元件材料不均匀C.激励电流不稳定D.磁场不均匀12.霍尔元件灵敏度的单位是（）。A.mV/mA·TB.mV/mAC.mV/TD.mA/T13.磁电式传感器是利用（）产生感应电动势的。A.电磁感应原理B.霍尔效应C.光电效应D.压阻效应14.压电式传感器是属于（）型传感器。A.能量转换B.能量控制C.参量控制D.发电15.压电陶瓷的压电系数比石英晶体的压电系数（）。A.大得多B.小得多C.差不多D.无法比较16.超声波在介质中的传播速度与（）有关。A.介质的弹性模量B.介质的密度C.超声波的频率D.介质的弹性模量和密度17.光纤传感器利用光纤的（）实现传感功能。A.传光特性B.传像特性C.传感特性D.传光和传感特性18.光纤传感器的优点不包括（）。A.抗电磁干扰能力强B.灵敏度高C.耐腐蚀D.成本低19.红外传感器是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出的物理效应来探测红外辐射的，属于（）传感器。A.有源B.无源C.能量转换D.能量控制20.热电阻传感器是利用导体或半导体的（）随温度变化的特性来测量温度的。A.电阻值B.电压值C.电流值D.电容值第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.（1o分）说明变气隙式自感传感器的工作原理，并分析其灵敏度与哪些因素有关。23.（10分）分析应变片产生温度误差的原因及补偿方法。24.（15分）材料：某自动化生产线需要检测产品的尺寸是否合格，要求检测精度达到±0.05mm。现有一个电感式位移传感器，其灵敏度为2mV/mm，线性度较好。已知该传感器的输出信号经过放大电路放大100倍后送入数据采集卡进行处理。当产品尺寸发生变化时，传感器输出信号也随之改变。问题：若产品尺寸变化了0.03mm，求经过放大电路后传感器输出的电压变化量是多少？25.（15分）材料：在一个工业控制系统中，需要测量管道内液体的压力。现选用了一个压电式压力传感器，其灵敏度为5pC/Pa。当管道内压力为5MPa时，传感器产生的电荷量是多少？如果后续电路的输入阻抗为1000MΩ，求此时传感器输出的电压是多少？答案：1.D2.D3.B4.B5.B6.C7.D8.B9.A10.B11.A12.A13.A14.A15.A16.D17.D18.D19.B20.A21.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：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、热电式、光电式等；按被测量分有位移传感器、压力传感器、温度传感器等；按能量关系分有能量转换型和能量控制型。22.变气隙式自感传感器工作原理：当气隙变化时，磁路磁阻变化，导致自感变化。灵敏度与气隙厚度、线圈匝数、磁导率等有关。气隙厚度越小，灵敏度越高；线圈匝数越多，灵敏度越高；磁导率越大，灵敏度越高。23.应变片产生温度误差原因：应变片电阻值随温度变化；试件材料与应变片材料线膨胀系数不同。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，选用合适材料使应变片温度误差自动抵消。24.产品尺寸变化0.03mm，传感器灵敏度为2mV/mm，输出电压变化量为0.03×2=0.06mV。放大电路放大100倍，放大后电压变化量为0.06×100=6mV。25.