2025年大学大三（物联网工程）工业传感器应用试题及答案

2025年大学大三（物联网工程）工业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______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3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.工业传感器中，能够测量压力变化的传感器是（）A.温度传感器B.压力传感器C.流量传感器D.位移传感器2.以下哪种传感器常用于检测工业生产线上物体的位置（）A.光电传感器B.气体传感器C.湿度传感器D.加速度传感器3.工业传感器的输出信号通常为（）A.数字信号B.模拟信号C.数字信号或模拟信号D.脉冲信号4.用于检测工业环境中气体成分的传感器是（）A.温度传感器B.压力传感器C.气体传感器D.流量传感器5.在工业自动化控制系统中，传感器的作用是（）A.控制执行机构B.提供反馈信号C.发出指令D.存储数据6.能够测量物体速度的工业传感器是（）A.加速度传感器B.位移传感器C.温度传感器D.流量传感器7.工业传感器的精度主要取决于（）A.传感器的类型B.传感器的价格C.传感器的制造工艺D.传感器的尺寸8.以下哪种传感器常用于工业机器人的视觉系统（）A.图像传感器B.压力传感器C.温度传感器D.湿度传感器9.工业传感器在恶劣环境下工作时，需要具备（）A.高精度B.高可靠性C.高灵敏度D.高分辨率10.用于测量工业设备振动的传感器是（）A.加速度传感器B.位移传感器C.温度传感器D.流量传感器第II卷（非选择题共70分）（一）填空题（共15分）答题要求：本大题共5小题，每小题3分。请将答案填写在横线上。1.工业传感器按测量原理可分为______、______、______等。2.常见的压力传感器有______、______、______等。3.工业传感器的性能指标包括______、______、______等。4.光电传感器主要由______、______、______组成。5.气体传感器可用于检测______、______、______等气体。（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。1.简述工业传感器在工业自动化中的作用。2.说明压力传感器的工作原理。3.列举三种常见的工业传感器，并说明其应用场景。4.简述工业传感器精度的重要性。（三）材料分析题（共15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：在某工业生产线上，使用了温度传感器来监测生产过程中的温度变化。当温度超过设定值时，控制系统会自动启动降温设备。然而，最近生产线上频繁出现温度异常报警，但实际温度并没有超过设定值。经过检查，发现是温度传感器出现了故障。问题：1.请分析温度传感器可能出现的故障原因。（5分）2.如何检测温度传感器是否正常工作？（5分）3.针对温度传感器故障，应采取哪些措施来解决？（5分）（四）案例分析题（共15分）答题要求：阅读以下案例，回答问题。案例：某工厂在生产过程中，使用了流量传感器来监测液体的流量。通过流量传感器的反馈信号，控制系统可以调节液体的输送速度，以保证生产的稳定性。但是，最近发现流量传感器的测量值与实际流量存在较大偏差。问题：1.请分析流量传感器测量值与实际流量存在偏差的可能原因。（5分）2.如何校准流量传感器，使其测量值更加准确？（5分）3.在工业生产中，如何确保流量传感器的长期稳定运行？（5分）（五）设计题（共15分）答题要求：根据以下要求，设计一个简单的工业传感器应用系统。要求：设计一个用于监测工业设备运行状态的传感器应用系统，能够实时监测设备的温度、压力和振动情况。当监测到的参数超出正常范围时，系统能够发出警报并记录相关数据。请描述系统的组成部分、工作原理以及如何实现数据的采集、处理和报警功能。答案：第I卷1.B2.A3.C4.C5.B6.A7.C8.A9.B10.A第II卷（一）1.物理传感器、化学传感器、生物传感器2.应变片式压力传感器、压阻式压力传感器、压电式压力传感器3.精度、灵敏度、线性度4.发光元件、接收元件、检测电路5.氧气、氢气、一氧化碳（二）1.工业传感器在工业自动化中用于感知各种物理量、化学量和生物量等信息，并将其转换为电信号，为控制系统提供准确的反馈，从而实现对工业生产过程的精确控制和监测，提高生产效率、保证产品质量、提高生产安全性等。2.压力传感器利用压力变化引起敏感元件的物理特性变化，如应变片的电阻变化、压电材料的电荷变化等，通过测量这些变化来检测压力大小。3.温度传感器，用于工业设备温度监测与控制；光电传感器，用于物体检测、计数等；位移传感器，用于测量物体的位置变化。4.工业传感器精度影响测量结果的准确性，进而影响工业生产过程的控制精度和产品质量。高精度的传感器能提供更可靠的数据，有助于及时发现问题、做出正确决策，避免因测量误差导致的生产事故和产品缺陷。（三）1.可能原因有传感器老化、损坏，连接线路松动、断路，外界干扰等。2.可通过检查传感器输出信号是否随温度变化正常波动，与标准温度传感器对比测量值，使用万用表测量传感器电阻等方法检测。3.更换故障传感器，检查连接线路并修复，排除外界干扰因素，对新传感器进行校准。（四）1.可能原因有传感器安装位置不当、管道堵塞影响流量、传感器自身性能下降、零点和量程未校准等。2.可采用标准流量源进行对比校准，调整传感器的零点和量程，检查传感器的安装和连接是否正确等。3.定期对流量传感器进行校准和维护，检查管道是否通畅，安装合适的过滤器，对传感器进行定期清洁和检查。（五）系统组成部分：温度传感器监测设备温度、压力传感器监测压力、振动传感