2025年高职机电（传感器应用技术）试题及答案.doc

2025年高职机电（传感器应用技术）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）
1. 传感器的输出量通常为（ ）
A. 非电量信号 B. 电量信号 C. 位移信号 D. 压力信号 （答案：B）
2. 下列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 （答案：C）
3. 应变片式传感器利用的是（ ）原理
A. 应变效应 B. 压阻效应 C. 热阻效应 D. 光电效应 （答案：A）
4. 电容式传感器能检测的物理量不包括（ ）
A. 位移 B. 压力 C. 加速度 D. 温度 （答案：D）
5. 压电式传感器适用于测量（ ）
A. 静态力 B. 动态力 C. 直流信号 D. 低频信号 （答案：B）
6. 霍尔传感器基于（ ）效应工作
A. 电磁感应 B. 霍尔 C. 光电 D. 热电 （答案：B）
7. 传感器的分辨率是指（ ）
A. 传感器能够检测到的最小输入变化量
B. 传感器输出量与输入量的比值
C. 传感器的测量范围
D. 传感器的精度 （答案：A）
8. 下列哪种传感器属于有源传感器（ ）
A. 电阻应变片 B. 压电式传感器 C. 电容式传感器 D. 电感式传感器 （答案：B）

第II卷（非选择题，共60分）
9. 简答题：简述传感器的组成及各部分作用。（10分）
传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路组成。敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量；转换元件将敏感元件输出的物理量转换为电信号；转换电路将转换元件输出的电信号进行进一步处理，如放大、滤波、调制等，以获得便于显示、记录、处理和控制的有用电信号。

10. 分析题：某应变片式传感器在测量力时，已知其灵敏度为2mV/N，当受到50N的力作用时，求其输出电压。（10分）
根据灵敏度公式：输出电压 = 灵敏度×输入力。已知灵敏度为2mV/N，输入力为50N，则输出电压 = 2mV/N×50N = 100mV。

11. 设计题：设计一个利用压电式传感器测量振动频率的电路，简述设计思路。（15分）
设计思路：压电式传感器将振动信号转换为电荷信号，通过电荷放大器将电荷信号转换为电压信号，再经过带通滤波器滤除干扰信号，提取出振动频率对应的信号，最后通过频率计测量振动频率。

12. 材料分析题：
材料：在工业自动化生产线上，需要对产品的尺寸进行精确测量。现使用激光位移传感器进行测量，测量数据如下：产品1尺寸为50.2mm，产品2尺寸为49.8mm，产品3尺寸为50.5mm。已知该激光位移传感器的测量精度为±0.1mm。
问题：分析每个产品尺寸测量是否在精度范围内，并说明理由。（15分）
产品1尺寸为50.2mm，其测量范围在50.1mm到50.3mm之间，在精度范围内；产品2尺寸为49.8mm，其测量范围在49.7mm到49.9mm之间，不在精度范围内；产品3尺寸为50.5mm，其测量范围在50.4mm到50.6mm之间，在精度范围内。

13. 综合题：
有一温度控制系统，采用热电偶作为温度传感器。已知热电偶的分度号为K，其输出热电势与温度的关系为E(t,t0)=at+bt²+ct³+……（其中t为测量温度，t0为参考温度）。当测量温度为200℃时，输出热电势为8.137mV。系统要求温度控制精度为±1℃。
问题①：若实际测量温度为201℃，计算此时理论上的热电势变化范围。（5分）
问题②：如何根据热电势变化来调整温度控制系统，简述控制过程。（5分）
问题①：已知温度控制精度为±1℃，当测量温度从200℃变为201℃时，根据热电势与温度的关系，可计算出热电势的变化范围。设热电势变化量为ΔE，根据泰勒公式展开，忽略高阶项，可得ΔE≈a×1℃+b×2t×1℃+c×3t²×1℃（t = 200℃），代入相关系数计算出ΔE的范围。
问题②：当检测到热电势变化时，将实际热电势与设定温度对应的理论热电势进行比较。若热电势高于理论值，说明温度偏高，通过调节制冷设备等方式降低温度；若热电势低于理论值，说明温度偏低，通过调节加热设备等方式升高温度，直至热电势在理论范围内，实现温度的精确控制。