2025年大学第一学年（自动化）传感器技术综合测试试题及答案.doc

2025年大学第一学年（自动化）传感器技术综合测试试题及答案

（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。请将正确答案的序号填在括号内。

1. 传感器的静态特性指标不包括以下哪一项（ ）
A. 线性度
B. 迟滞
C. 响应时间
D. 重复性
2. 以下哪种传感器属于有源传感器（ ）
A. 应变片
B. 热电偶
C. 压电陶瓷
D. 光电二极管
3. 测量压力的传感器中，利用应变效应工作的是（ ）
A. 压阻式压力传感器
B. 电容式压力传感器
C. 电感式压力传感器
D. 压电式压力传感器
4. 下列关于传感器的说法，错误的是（ ）
A. 传感器是获取信息的关键部件
B. 传感器的精度越高越好
C. 传感器的灵敏度会影响测量范围
D. 传感器的分辨率与测量精度有关
5. 霍尔元件是基于（ ）原理工作的。
A. 电磁感应
B. 霍尔效应
C. 压电效应
D. 热电效应
6. 用于温度测量的热电阻传感器，其电阻值随温度的升高而（ ）
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 先增大后减小
7. 传感器的输出信号与输入信号之间的关系曲线称为（ ）
A. 灵敏度曲线
B. 线性度曲线
C. 校准曲线
D. 特性曲线
8. 下列哪种传感器可用于检测气体浓度（ ）
A. 气敏传感器
B. 湿敏传感器
C. 磁敏传感器
D. 光敏传感器
9. 传感器的动态特性主要由（ ）来描述。
A. 上升时间、响应时间、超调量
B. 线性度、迟滞、重复性
C. 灵敏度、分辨率、精度
D. 零点输出、满量程输出、线性度
10. 光纤传感器利用了光纤的（ ）特性。
A. 传光
B. 传电
C. 传磁
D. 传热

第II卷（非选择题 共70分）
11. （10分）简述传感器的定义和组成部分，并说明传感器在自动化系统中的作用。
12. （15分）分析电容式传感器的工作原理，列举三种常见的电容式传感器类型，并说明其应用场景。
13. （15分）某温度传感器的测量范围为0 - 100℃，灵敏度为0.5mV/℃，线性度为±0.5%。当输入温度为50℃时，理论输出电压应为多少？若实际输出电压为24.75mV，计算该传感器的非线性误差。
14. （15分）材料：在工业自动化生产线上，需要检测产品的尺寸是否合格。现有一个电感式位移传感器，其工作原理是基于电磁感应原理检测位移变化。已知该传感器的测量范围为0 - 10mm，灵敏度为2mV/mm。当检测到产品的位移变化时，传感器输出电压信号。问题：请说明电感式位移传感器在该检测场景中的工作过程，并计算当产品尺寸变化导致传感器输出电压变化了5mV时，产品尺寸的变化量。
15. （15分）材料：在智能家居系统中，需要对室内环境的光照强度进行监测和控制。现有一个光敏电阻传感器，其阻值随光照强度的增加而减小。当光照强度低于设定值时，系统会自动开启灯光。问题：请阐述光敏电阻传感器在该智能家居系统中的工作原理，并说明如何通过该传感器实现对灯光的自动控制。

答案：
1. C
2. B
3. A
4. B
5. B
6. A
7. D
8. A
9. A
10. A

11. 传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号 的器件或装置。组成部分包括敏感元件、转换元件、信号调理与转换电路等。在自动化系统中，传感器用于获取各种物理量、化学量等信息，将其转换为电信号等便于处理和传输的信号，为后续的控制、监测等环节提供基础数据，是自动化系统实现精确控制和可靠运行的关键部件。
12. 电容式传感器工作原理是将被测量的变化转换为电容量的变化。常见类型有变极距型、变面积型、变介质型。变极距型常用于压力测量等；变面积型可用于位移测量等；变介质型可用于液位测量等。
13. 理论输出电压：50℃×0.5mV/℃ = 25mV。非线性误差：(25 - 24.75) / 25×1 = 1%。
14. 工作过程：当产品尺寸变化时，会引起传感器检测头与产品间的距离变化，导致电磁感应中的磁通量变化，从而使传感器输出电压信号变化。产品尺寸变化量：5mV÷2mV/mm = 2.5mm。
15. 工作原理：光照强度变化时，光敏电阻阻值改变，导致电路中电流或电压变化，从而输出与光照强度相关的电信号。自动控制实现：将光敏电阻接入电路，当光照强度低于设定值时，光敏电阻阻值增大，电路电流减小，通过检测电路将信号传至控制系统，控制系统触发继电器等控制装置开启灯光。