2025年高职（机电一体化技术）传感器实训综合测试题及答案

2025年高职（机电一体化技术）传感器实训综合测试题及答案

（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：本卷共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.以下哪种传感器不属于机电一体化技术中常用的传感器类型？A.温度传感器B.压力传感器C.生物传感器D.位移传感器2.传感器的静态特性不包括以下哪一项？A.线性度B.灵敏度C.响应时间D.重复性3.某位移传感器测量范围为0-100mm，其输出电压与位移呈线性关系，灵敏度为2mV/mm，当输入位移为50mm时，输出电压为多少？A.50mVB.100mVC.150mVD.200mV4.应变片式传感器利用了材料的什么特性来测量应变？A.压电效应B.压阻效应C.光电效应D.电磁感应5.电容式传感器常用于测量哪种物理量？A.温度B.压力C.速度D.流量6.电感式传感器基于什么原理工作？A.电磁感应原理B.霍尔效应C.热电效应D.光电效应7.以下哪种传感器可用于测量转速？A.加速度传感器B.超声波传感器C.光电编码器D.湿度传感器8.传感器的分辨率是指什么？A.传感器能检测到的最小输入变化量B.传感器输出信号的最大变化量C.传感器的测量精度D.传感器的线性范围9.热电偶传感器是利用什么效应来测量温度的？A.热电效应B.压阻效应C.光电效应D.电磁感应10.热电阻传感器的阻值随温度如何变化？A.温度升高阻值增大B.温度升高阻值减小C.温度变化阻值不变D.无规律变化11.超声波传感器利用超声波的什么特性来检测目标？A.反射B.折射C.衍射D.干涉12.光纤传感器主要利用了光的什么特性？A.反射B.折射C.干涉D.以上都是13.霍尔传感器可用于测量什么物理量？A.磁场强度B.电场强度C.温度D.压力14.传感器的迟滞现象是指什么？A.正反行程输出不一致B.输出信号随时间变化C.测量精度不高D.线性度不好15.某传感器的测量精度为±0.5%，测量值为100，其最大可能误差是多少？A.0.5B.1C.5D.1016.压电式传感器常用于测量什么？A.力B.温度C.速度D.流量17.传感器的零点输出是指什么情况下的输出？A.输入为零B.输入最大C.输出最大D.无输出18.光电传感器利用了光的什么效应来检测物体？A.光电效应B.热电效应C.压阻效应D.电磁感应19.传感器的动态特性主要关注传感器对什么的响应？A.静态信号B.动态信号C.直流信号D.交流信号20.以下哪种传感器可用于检测物体的接近程度？A.温度传感器B.压力传感器C.接近传感器D.流量传感器第II卷（非选择题，共60分）（一）填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请在横线上填写正确答案。1.传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由______、转换元件和基本转换电路组成。2.传感器的灵敏度是指传感器在稳态下输出变化量与引起此变化的输入变化量的______。3.应变片式传感器的测量原理是基于材料的______效应。4.电容式传感器的电容量与极板间距离成______比，与极板面积成______比。5.热电偶传感器的热电势由______电势和______电势组成。（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.简述传感器的作用及其在机电一体化系统中的重要性。2.说明传感器静态特性中线性度的含义，并举例说明线性度不好可能带来的问题。3.电容式传感器有哪些优点？4.简述光电编码器测量转速的原理。（三）计算题（共15分）答题要求：本大题共3小题，第1、2小题各5分，第3小题5分。解答应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。1.已知某压力传感器的灵敏度为5mV/Pa，当输入压力为2000Pa时，求输出电压值。2.一个电阻应变片的灵敏度系数K=2，初始电阻R0=120Ω，当受到应变时电阻变化量ΔR=1.2Ω，求此时的应变ε。3.某电容式传感器的电容变化量为10pF，已知其灵敏度为0.05pF/mm，求引起电容变化的位移变化量。（四）材料分析题（共10分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：在实际的机电一体化系统中，传感器的选择至关重要。例如，在一个自动化生产线上，需要对生产过程中的多个物理量进行监测。首先要监测温度，以确保生产环境符合工艺要求；还要监测压力，保证设备运行稳定；同时需要测量工件的尺寸，实现精确加工。对于温度监测，选用了热电偶传感器，它能将温度变化转化为热电势输出，便于后续处理。压力监测采用了应变片式压力传感器，通过测量应变来得到压力值。而工件尺寸测量则使用了激光位移传感器，利用激光反射原理精确测量距离，从而确定工件尺寸。问题：1.为什么在该自动化生产线上温度监测选用热电偶传感器？（5分）2.应变片式压力传感器是如何测量压力的？（5分）（五）设计题（共5分）答题要求：设计一个简单的传感器应用电路，用于检测某物体的接近程度。要求说明选用的传感器类型、工作原理，并画出简单的电路原理图（可简要描述电路连接方式）。答案：1.C2.C3.B4.B5.B6.A7.C8.A9.A10.A11.A12.D13.A14.A15.A16.A17.A18.A19.B20.C填空题答案：1.敏感元件2.比值3.压阻4.反；正5.接触；温差简答题答案：1.传感器的作用是感受被测量并转换为可用输出信号。在机电一体化系统中，它是获取信息的关键部件，能将外界物理量转换为电信号，为后续的控制、处理等环节提供依据，使系统实现自动化、智能化运行，对提高系统性能和可靠性至关重要。2.线性度是指传感器输出与输入之间保持线性关系的程度。线性度不好会导致测量误差，例如在测量位移时，若线性度不佳，输出电压与位移不成正比，会使位移测量不准确，影响系统对位置的精确控制。3.电容式传感器优点有：灵敏度高、分辨率高、能测量多种物理量、动态响应特性好、结构简单、适应性强等。光电编码器测量转速原理：光电编码器通过码盘上的编码图案，当轴旋转时，光线透过码盘产生脉冲信号，通过检测脉冲频率可计算出转速，单位时间内脉冲数越多，转速越高。计算题答案：1.输出电压U=灵敏度×压力=5mV/Pa×2000Pa=10000mV=10V。2.由公式ΔR/R0=Kε，可得ε=ΔR/(K×R0)=1.2Ω/(2×120Ω)=0.005。3.位移变化量=电容变化量/灵敏度=10pF/0.05pF/mm=200mm。材料分析题答案：1.因为热电偶传感器能将温度变化转化为热电势输出，便于后续处理，适合在自动化生产线上监测温度，满足对生产环境温度监测的需求。2.应变片式压力传感器通过测量压力作用下应变片的应变，利用应变与电阻变化的关系，将