2025年高职（物联网应用技术）传感器安装调试试题及答案

2025年高职（物联网应用技术）传感器安装调试试题及答案

（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。1.以下哪种传感器不属于按测量原理分类的？A.应变式传感器B.电容式传感器C.温度传感器D.压电式传感器2.传感器的静态特性指标不包括以下哪一项？A.线性度B.灵敏度C.响应时间D.重复性3.对于差动变压器式传感器，以下说法正确的是？A.只能测量振动B.利用互感原理工作C.输出为数字信号D.灵敏度与线圈匝数无关4.霍尔式传感器的工作原理基于？A.电磁感应定律B.霍尔效应C.光电效应D.压阻效应5.应变片式传感器在测量力时，其电阻变化主要是由什么引起的？A.温度变化B.应变效应C.压电效应D.光电效应6.电容式传感器测量位移时，其电容量的变化与位移成？A.正比B.反比C.平方关系D.立方关系7.以下哪种传感器常用于测量压力？A.超声波传感器B.光纤传感器C.压电式传感器D.磁电式传感器8.传感器的分辨率是指？A.传感器能检测到的最小输入变化量B.传感器输出信号与输入信号的比值C.传感器在规定条件下的测量精度D.传感器的线性工作范围9.热电偶传感器产生热电势的条件不包括？A.两热电极材料相同B.两热电极的两端温度不同C.热电极材料均匀D.两热电极焊接良好10.光电传感器利用的是以下哪种物理现象？A.电磁感应B.光电效应C.热电效应D.压阻效应第II卷（非选择题共70分）二、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，通常由敏感元件、转换元件和______组成。2.压电式传感器是一种典型的______传感器，可用于测量力、压力、加速度等物理量。3.光纤传感器按测量原理可分为功能型光纤传感器和______光纤传感器。4.超声波传感器的工作频率越高，其分辨率越______。5.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。三、简答题（共20分）答题要求：简要回答问题，语言简洁明了，条理清晰。1.简述传感器的作用及在物联网中的地位。（5分）2.说明应变片式传感器测量应变的基本原理。（5分）3.电容式传感器有哪些优点？（5分）4.简述霍尔式传感器的应用领域。（5分）四、分析题（共20分）答题要求：阅读材料，分析问题，结合所学知识进行解答。材料：有一个基于应变片式传感器的测力系统，当施加力F时，应变片电阻发生变化，通过测量电阻变化来计算力的大小。已知应变片的灵敏度系数为K，初始电阻为R₀，在力F作用下电阻变为R。问题：1.推导力F与电阻变化量ΔR之间的关系。（10分）2.若要提高该测力系统的灵敏度，可采取哪些措施？（10分）五、设计题（共20分）答题要求：根据题目要求，设计一个合理的传感器应用方案。设计一个利用超声波传感器检测物体距离的系统，要求：1.简述系统的工作原理。（5分）2.画出系统的组成框图，并说明各部分的作用。（10分）3.说明如何提高系统测量距离的精度。（5分）答案：第I卷答案1.C2.C3.B4.B5.B6.A7.C8.A9.A10.B第II卷答案二、填空题答案1.转换电路2.有源3.非功能型4.高5.电阻值三、简答题答案1.传感器的作用是感受被测量并转换成可用输出信号。在物联网中，传感器是获取物理世界信息的源头，是物联网实现物物相连的基础，为后续的数据处理和应用提供原始数据。2.应变片式传感器测量应变的基本原理是：当应变片受到外力作用产生应变时，其电阻值会发生变化，通过测量电阻变化量，利用应变片的灵敏度系数，就可以计算出应变的大小。3.电容式传感器的优点有：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。4.霍尔式传感器的应用领域包括：测量磁场强度、电流检测、位移测量、压力测量、转速测量等，在汽车、工业自动化、仪器仪表等领域广泛应用。四、分析题答案1.根据应变片电阻变化公式ΔR=R₀Kε，其中ε为应变，而应变ε=F/(EA)（E为材料弹性模量，A为应变片横截面积），可得F=(EAΔR)/(KR₀)。2.提高该测力系统灵敏度的措施有：选用灵敏度系数K更大的应变片；增大应变片的横截面积A；减小应变片的初始电阻R₀；采用更精密的测量电路来准确测量电阻变化量等。五、设计题答案1.系统工作原理：超声波传感器向物体发射超声波信号，超声波遇到物体后反射回来，传感器接收到反射波，通过测量发射波与反射波的时间差，利用声速公式计算出物体与传感器之间的距离。2.系统组成框图：包括超声波发射电路、超声波传感器、超声波接收电路、信号处理电路、显示电路。超声波发射电路产生高频电信号驱动超声波传感器发射超声波；超声波传感器负责发射和接收超声波；超声波接收电路将接收到的超声波信号转换为电信号；信号处理电路对电信号进行放大