2025年大学本科三年级（自动化）传感器技术阶段测试试题及答案

2025年大学本科三年级（自动化）传感器技术阶段测试试题及答案

（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：本卷共6题，每题5分。每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案填写在相应位置。1.以下哪种传感器不属于基于物理效应的传感器？A.应变片传感器B.压电式传感器C.光纤传感器D.霍尔传感器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.输出为直流信号C.利用互感原理工作D.灵敏度与线圈匝数无关4.某电容式传感器的电容量为C，当输入被测量变化时，电容量变化为ΔC，其灵敏度公式为？A.K=C/ΔCB.K=ΔC/CC.K=1/(CΔC)D.K=CΔC5.半导体气敏传感器主要用于检测？A.温度B.湿度C.气体浓度D.压力6.光纤传感器中，用于将光信号转换为电信号的部件是？A.光源B.光纤C.光探测器D.调制器第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个空，每空3分。请将答案填写在相应位置。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______、______和______三部分组成。2.热电偶的工作原理是基于______效应。3.超声波传感器利用超声波的______、______等特性来检测物体。（二）简答题（共20分）答题要求：简要回答问题，语言简洁明了。1.简述传感器的分类方法有哪些？（10分）2.说明应变片传感器测量应变的基本原理。（10分）（三）分析题（共15分）答题要求：结合所学知识，对给定问题进行分析解答。有一电阻应变片，其灵敏度K=2，初始电阻R0=120Ω。当受到应变时，电阻变化量ΔR=1.2Ω，求此时的应变量ε。（四）材料分析题（共15分）答题要求：阅读材料，回答问题。材料：在工业自动化生产中，常常需要对生产线上的温度进行精确监测。现采用热电偶传感器来测量温度。已知热电偶的热电势与温度之间存在一定的函数关系，通过测量热电势可以换算出温度值。在实际测量过程中，发现测量结果存在一定的误差。问题：请分析可能导致测量误差的原因有哪些？并提出相应的解决措施。（五）设计题（共15分）答题要求：根据题目要求，设计一个简单的传感器应用系统。设计一个利用霍尔传感器测量转速的系统，要求说明系统的组成部分、工作原理及工作过程。答案：第I卷：1.C2.C3.C4.B5.C6.C第II卷：（一）1.敏感元件、转换元件、基本转换电路2.热电3.反射、折射（二）1.按工作原理分类，如物理传感器、化学传感器、生物传感器等；按被测量分类，如位移传感器、压力传感器、温度传感器等；按敏感材料分类，如半导体传感器、陶瓷传感器、光纤传感器等；按能量关系分类，如能量转换型传感器、能量控制型传感器。2.应变片传感器的敏感栅由电阻丝绕制而成，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来测量应变。（三）根据公式ΔR=R0Kε，可得ε=ΔR/(R0K)=1.2/(120×2)=0.005。（四）原因：热电偶冷端温度不稳定、热电偶与测量电路连接不良、外界干扰等。解决措施：采用冷端温度补偿装置稳定冷端温度；确保连接良好；采取屏蔽等抗干扰措施。（五）系统组成：霍尔传感器、信号调理电路、计数器、显示器。工作原理：当带有磁性的旋转体转动时，霍尔传感器会周