2025年大学大三（物联网应用技术）工业传感器应用技术实务试题及答案

2025年大学大三（物联网应用技术）工业传感器应用技术实务试题及答案

（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：本卷共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。1.以下哪种传感器不属于工业传感器的常见类型？A.温度传感器B.压力传感器C.图像传感器D.流量传感器2.工业传感器中，能够测量物体表面温度的是？A.热电偶传感器B.超声波传感器C.光纤传感器D.霍尔传感器3.压力传感器的工作原理主要基于？A.电磁感应B.压电效应C.热胀冷缩D.光电效应4.流量传感器用于测量流体的流量，以下哪种不是流量传感器的测量方式？A.容积式B.速度式C.质量式D.电感式5.工业传感器的精度主要取决于？A.传感器的价格B.传感器的尺寸C.传感器的制造工艺和材料D.传感器的外观颜色6.以下哪种情况可能会影响工业传感器的测量精度？A.环境温度变化B.传感器安装位置正确C.信号传输稳定D.供电电压稳定7.用于检测物体位置的工业传感器是？A.加速度传感器B.位移传感器C.湿度传感器D.气体传感器8.工业传感器的数据采集系统通常不包括以下哪个部分？A.传感器B.信号调理电路C.微处理器D.显示器9.光纤传感器在工业应用中的优势不包括？A.抗电磁干扰B.高精度C.可用于恶劣环境D.成本低10.工业传感器的输出信号通常不包括？A.模拟信号B.数字信号C.脉冲信号D.音频信号第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共15分）答题要求：本大题共5小题，每小题3分。请在横线上填写正确答案。1.工业传感器按测量原理可分为物理传感器、化学传感器和______传感器。2.温度传感器的主要类型有热电偶传感器、热电阻传感器和______传感器。3.压力传感器按其转换原理可分为应变式压力传感器、压阻式压力传感器和______压力传感器。4.流量传感器的测量方法有容积式测量法、速度式测量法和______测量法。5.工业传感器的数据采集过程包括传感器信号采集、信号调理和______。三、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.简述工业传感器的作用。2.说明压力传感器的工作原理及应用场景。3.流量传感器在工业生产中的重要性体现在哪些方面？4.如何选择合适的工业传感器？四、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，需要对生产过程中的温度、压力和流量进行实时监测和控制。现使用了温度传感器、压力传感器和流量传感器来采集数据。温度传感器采用热电偶传感器，压力传感器为应变式压力传感器，流量传感器是速度式流量传感器。在生产过程中，发现温度测量值有时不准确，压力传感器输出信号不稳定，流量测量误差较大。1.请分析温度测量值不准确可能的原因。（5分）2.压力传感器输出信号不稳定的原因可能是什么？（5分）3.针对流量测量误差较大的问题，提出可能的解决措施。（5分）五、综合应用题（共20分）答题要求：本大题共2小题，每小题10分。结合所学知识，解决实际问题。1.某工厂需要监测一个大型储罐内液体的液位，要求液位测量精度高，能够实时显示液位数据，并在液位超出安全范围时发出警报。请设计一个基于工业传感器的液位监测系统，说明选用的传感器类型及理由，以及系统的工作原理。2.在一个自动化生产车间，需要对多个设备的运行状态进行监测，包括温度、压力、振动等参数。请设计一个工业传感器数据采集与监控系统，说明系统的组成部分及各部分的功能，以及如何实现对设备运行状态的有效监控。答案：第I卷1.C2.A3.B4.D5.C6.A7.B8.D9.D10.D第II卷二、1.生物2.半导体3.压电式4.质量式5.数据采集三、1.工业传感器用于检测工业生产过程中的各种物理量、化学量和生物量等，为生产过程的自动化控制、监测和优化提供数据支持，确保生产的安全、高效和质量稳定。2.应变式压力传感器工作原理是当压力作用于弹性元件时，弹性元件产生应变，应变片的电阻值发生变化，通过测量电阻变化来测量压力。应用场景包括工业自动化生产线中的压力监测、管道压力测量等。3.流量传感器在工业生产中可精确测量流体流量，对于控制生产过程中的物料输送、化学反应的物料配比等至关重要，能保证生产的稳定性和产品质量，还可用于能源消耗监测等。4.选择合适的工业传感器需考虑测量精度、测量范围、响应时间、工作温度范围、抗干扰能力、输出信号类型、安装方式、可靠性和成本等因素，根据具体应用需求综合评估选择。四、1.温度测量值不准确可能原因：热电偶传感器安装位置不当，未与被测物体良好接触；热电偶补偿导线连接错误；环境温度变化影响热电偶冷端温度补偿；热电偶老化或损坏。2.压力传感器输出信号不稳定原因：应变片粘贴不牢固，受力时应变变化异常；弹性元件疲劳或损坏；测量电路存在干扰，如电磁干扰、电源波动等；传感器与被测压力介质之间存在泄漏等问题。3.解决流量测量误差较大的措施：检查流量传感器安装位置是否正确，保证流体流动顺畅；对速度式流量传感器进行校准，确保测量精度；检查流体介质是否符合传感器要求，如是否有杂质影响测量；排查信号传输线路，减少干扰。五、1.选用超声波液位传感器。理由：超声波液位传感器精度高，能非接触式测量液位，不受液体介质影响。工作原理：传感器向液面发射超声波信号，超声波遇到液面反射回来，通过测量发射和接收信号的时间差，利用公式计算出液位高度，将液位数据传输给显示装置，当液位超出安全范围时，触发警报装置发出警报。2.系统组成部分及功能：传感器部分，温度传感器、压力传感器、振动传感器等负责采集设备运行状态参数；信号调