2025年传感器技术与应用职业资格考试试题及答案

2025年传感器技术与应用职业资格考试试题及答案一、单项选择题（共20题，每题1分，共20分）1.以下关于传感器的定义，正确的是（）。A.将非电信号转换为电信号的装置B.将电信号转换为非电信号的装置C.仅能测量物理量的装置D.仅用于工业控制的装置2.压电式传感器的工作原理基于（）。A.热电效应B.压电效应C.霍尔效应D.光电效应3.以下哪种传感器属于生物传感器？（）A.pH传感器B.加速度传感器C.气体传感器D.温度传感器4.电阻应变片的灵敏度系数K表示（）。A.应变片电阻变化率与机械应变的比值B.应变片电阻值与机械应变的比值C.应变片长度变化与原长的比值D.应变片横截面积变化与原面积的比值5.热电偶的热电势由（）组成。A.接触电势和温差电势B.仅接触电势C.仅温差电势D.电阻变化电势6.以下不属于传感器静态特性指标的是（）。A.线性度B.灵敏度C.响应时间D.重复性7.光电传感器中，利用外光电效应的器件是（）。A.光敏电阻B.光电二极管C.光电倍增管D.光电池8.以下哪类传感器常用于测量微小位移？（）A.电容式传感器B.磁电式传感器C.超声波传感器D.红外传感器9.气体传感器中，MQ2型传感器主要检测（）。A.氧气B.甲烷、丙烷C.二氧化碳D.氮气10.以下关于传感器标定的描述，错误的是（）。A.标定需在标准条件下进行B.标定仅需一次即可长期使用C.需使用高精度标准仪器作为参考D.包括静态标定和动态标定11.压阻式传感器的敏感元件通常采用（）。A.金属应变片B.半导体材料C.压电陶瓷D.光纤12.以下哪项是电感式传感器的主要缺点？（）A.抗干扰能力弱B.量程小C.结构复杂D.成本高13.用于测量液体压力的传感器，其敏感膜片材料需具备（）。A.高磁导率B.耐腐蚀性C.高弹性模量D.低电阻率14.以下哪种传感器可实现非接触式温度测量？（）A.PT100热电阻B.热电偶C.红外测温仪D.半导体热敏电阻15.传感器信号调理电路中，电桥电路的主要作用是（）。A.放大信号B.抑制噪声C.将电阻变化转换为电压变化D.实现信号线性化16.以下关于传感器分辨率的描述，正确的是（）。A.传感器能检测到的最小输入变化量B.传感器输出与输入的比值C.传感器在全量程内的最大偏差D.传感器重复测量同一量时的分散程度17.光纤传感器的工作基础是（）。A.光的反射B.光的折射C.光的全反射D.光的干涉或强度调制18.以下哪种传感器常用于汽车安全气囊触发？（）A.温度传感器B.加速度传感器C.湿度传感器D.气体传感器19.传感器动态特性的主要指标不包括（）。A.固有频率B.阻尼比C.线性度D.上升时间20.以下关于生物传感器的描述，错误的是（）。A.以生物活性物质作为敏感元件B.可检测血糖、胆固醇等生物量C.仅能用于医疗领域D.通常结合换能器将生物信号转换为电信号二、多项选择题（共10题，每题2分，共20分。每题至少有2个正确选项，错选、漏选均不得分）21.传感器按工作原理分类，包括（）。A.物理型B.化学型C.生物型D.智能型22.以下属于传感器动态特性分析方法的是（）。A.阶跃响应法B.正弦响应法C.线性度分析D.重复性测试23.电阻应变片的主要参数包括（）。A.标称电阻值B.灵敏度系数C.栅长D.工作温度范围24.光电传感器的常见类型有（）。A.透射式B.反射式C.漫反射式D.接触式25.温度传感器的标定方法包括（）。A.比较法B.固定点法C.自校准法D.动态响应法26.以下哪些是传感器抗干扰的常用措施？（）A.屏蔽B.接地C.滤波D.增加量程27.电容式传感器的优点包括（）。A.动态响应好B.结构简单C.温度稳定性高D.量程大28.气体传感器的敏感材料类型有（）。A.金属氧化物半导体B.电化学材料C.高分子聚合物D.压电陶瓷29.以下哪些场景需要使用湿度传感器？（）A.粮食仓储B.电子元件生产车间C.汽车发动机D.气象观测30.智能传感器的特点包括（）。A.内置微处理器B.自诊断功能C.数据存储D.仅输出模拟信号三、填空题（共10题，每题1分，共10分）31.传感器的基本组成通常包括敏感元件、__________和转换电路。32.压电材料分为压电晶体（如石英）和__________（如PZT）。33.热电阻传感器中，PT100的“100”表示__________时的电阻值为100Ω。34.电感式传感器按转换原理可分为自感式、互感式和__________。35.传感器的线性度是指传感器输出输入特性曲线与__________之间的最大偏差。36.霍尔传感器的工作原理基于__________，其输出电压与磁感应强度成正比。37.光纤传感器按光在光纤中的作用可分为功能型（传感型）和__________（传光型）。38.气体传感器的响应时间是指从接触目标气体到输出达到__________所需的时间。39.应变测量中，为消除温度误差，常采用__________补偿法。40.生物传感器的敏感元件通常由__________（如酶、抗体）和换能器结合而成。四、简答题（共5题，第4143题每题5分，第4445题每题6分，共27分）41.简述传感器静态特性和动态特性的区别，并各列举2个指标。（5分）42.说明电阻应变片测量应变时，为何需要电桥电路？常用的电桥连接方式有哪些？（5分）43.对比热电偶和热电阻在温度测量中的优缺点。（5分）44.设计一个基于光电传感器的自动门控制系统，需说明传感器选型、信号处理流程及控制逻辑。（6分）45.开放型问题：在智慧农业中，需监测土壤湿度、光照强度和CO₂浓度，试分析每种参数对应的传感器选型要点（如精度、环境适应性、功耗等）。（6分）五、应用题（共3题，第46题8分，第47题7分，第48题8分，共23分）46.计算与分析题：某电阻应变片的灵敏度系数K=2.0，初始电阻R₀=120Ω。当被测构件产生ε=500με（1με=1×10⁻⁶）的应变时，求：（1）应变片的电阻变化量ΔR；（2）若采用单臂电桥（电源电压U=5V），电桥输出电压U₀（电桥为等臂电桥，忽略非线性误差）。（8分）47.误差分析题：某热敏电阻温度传感器的标定数据如下表（测量范围0100℃），计算其非线性误差（以满量程输出的百分比表示）。（7分）|温度t（℃）|0|20|40|60|80|100||||||||||输出电压U（mV）|100|280|440|580|690|760|（注：拟合直线方程为U=6.5t+100）48.综合设计题：设计一个用于工业机器人的多传感器集成系统，需实现关节角度检测、力/力矩感知和碰撞检测功能。要求：（1）选择各功能对应的传感器类型；（2）说明传感器信号的处理流程（包括调理、采集、通信）；（3）提出系统抗干扰的关键措施。（8分）参考答案一、单项选择题1.A2.B3.A4.A5.A6.C7.C8.A9.B10.B11.B12.A13.B14.C15.C16.A17.D18.B19.C20.C二、多项选择题21.ABC22.AB23.ABCD24.ABC25.AB26.ABC27.AB28.ABC29.ABD30.ABC三、填空题31.转换元件32.压电陶瓷33.0℃34.涡流式35.拟合直线36.霍尔效应37.非功能型38.稳定值90%39.温度40.生物活性物质四、简答题41.区别：静态特性描述传感器在输入量缓慢变化（或恒定）时的输出输入关系；动态特性描述输入量快速变化时的响应能力。静态指标示例：线性度、灵敏度；动态指标示例：固有频率、上升时间。（5分）42.原因：应变片的电阻变化ΔR很小（通常仅几毫欧至几十毫欧），需通过电桥将电阻变化转换为可测量的电压信号。常用连接方式：单臂电桥、半桥（双臂）、全桥（四臂）。（5分）43.热电偶优点：测量范围宽（200℃~2000℃）、结构简单、动态响应快；缺点：需冷端补偿、输出信号小（mV级）。热电阻优点：精度高（如PT100精度可达±0.1℃）、输出信号大；缺点：测量范围较窄（200℃~850℃）、需恒流源供电。（5分）44.选型：反射式光电传感器（如红外对管），因需检测移动物体。信号处理流程：传感器输出光强变化→经放大电路（如运放LM358）→比较器（如LM339）转换为开关信号→输入微控制器（如STC89C52）。控制逻辑：当检测到障碍物（反射光强变化）→输出高电平→驱动电机开门；延迟后无障碍物→电机反转关门。（6分）45.土壤湿度：选型要点包括测量范围（0100%RH）、精度（±2%~5%）、耐腐蚀性（土壤酸碱环境）、低功耗（适合野外长期监测），可选FDR频域反射式传感器。光照强度：需覆盖0~200000lux范围，精度±5%，光谱响应匹配太阳光谱，可选硅光电池或光敏二极管（如BH1750数字传感器）。CO₂浓度：量程05000ppm（农业需求），精度±50ppm，抗干扰（避免其他气体交叉敏感），可选NDIR红外气体传感器（如S8系列）。（6分）五、应用题46.（1）ΔR=K·R₀·ε=2.0×120×500×10⁻⁶=0.12Ω（4分）（2）单臂电桥输出U₀=(ΔR/(4R₀))·U=(0.12/(4×120))×5=0.00125V=1.25mV（4分）47.满量程输出U_FS=760100=660mV各点与拟合直线的偏差ΔU：t=0℃：100(6.5×0+100)=0mVt=20℃：280(6.5×20+100)=280230=50mVt=40℃：440(6.5×40+100)=440360=80mVt=60℃：580(6.5×60+100)=580490=90mV（最大偏差）t=80℃：690(6.5×80+100)=690620=70mVt=100℃：760(6.5×100+100)=760750=10mV非线性误差δ_L=(|ΔU_max|/U_FS)×100%=(90/660)×100%≈13.6%（7分）48.（1）传感器选型：关节角度检测用旋转编码器（如绝对式光电编码器）；力/力矩感知用应变式力传感器（或六维力传感器）；碰撞检测用触觉传感器（如压阻式阵列传感器）或加速度传