2025年高职第一学年（电子信息工程技术）传感器应用试题及答案.doc

2025年高职第一学年（电子信息工程技术）传感器应用试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）
答题要求：本卷共20小题，每小题2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. 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
2. 以下哪种传感器不属于基于电磁感应原理工作的？
A. 电感式传感器
B. 磁电式传感器
C. 霍尔传感器
D. 热电偶传感器
3. 应变片式传感器是利用了材料的什么特性来测量应变的？
A. 压电效应
B. 压阻效应
C. 电磁感应
D. 热电效应
4. 电容式传感器测量位移时，其电容量的变化与位移成什么关系？
A. 正比
B. 反比
C. 平方关系
D. 立方关系
5. 超声波传感器的工作频率通常在什么范围？
A. 20Hz - 20kHz
B. 20kHz - 1MHz
C. 1MHz - 10MHz
D. 10MHz - 100MHz
6. 以下哪种传感器常用于测量气体浓度？
A. 气敏传感器
B. 湿敏传感器
C. 热敏传感器
D. 光敏传感器
7. 光纤传感器利用了光纤的什么特性来实现传感功能？
A. 传光特性
B. 传电特性
C. 传声特性
D. 传热特性
8. 热电偶传感器产生热电势的条件不包括以下哪点？
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. 两热电极材料不同
9. 热电阻传感器的阻值随温度的变化规律是？
A. 线性变化
B. 指数变化
C. 对数变化
D. 抛物线变化
10. 霍尔传感器能够测量以下哪些物理量？（多选）
A. 磁场强度
B. 电流
C. 位移
D. 压力
11. 压电式传感器主要用于测量什么物理量？（多选）
A. 力
B. 压力
C. 加速度
D. 温度
12. 以下哪种传感器可用于非接触式测量？（多选）
A. 激光位移传感器
B. 超声波传感器
C. 电容式传感器
D. 应变片式传感器
13. 传感器信号调理电路的作用不包括以下哪一项？
A. 放大
B. 滤波
C. 数字化
D. 线性化
14. 模拟传感器输出信号的特点是？
A. 离散的数字量
B. 连续的模拟量
C. 脉冲信号
D. 开关信号
15. 数字传感器与模拟传感器相比，优势在于？（多选）
A. 抗干扰能力强
B. 精度高
C. 便于与数字系统接口
D. 成本低
16. 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. 传感器输出信号的最大变化量
C. 传感器的测量范围
D. 传感器的精度
17. 以下哪种传感器适合用于测量微小位移？
A. 电位器式传感器
B. 电感式传感器
C. 电容式传感器
D. 应变片式传感器
18. 光电式传感器利用了光的哪些效应来实现传感？（多选）
A. 光电效应
B. 光生伏特效应
C. 光热效应
D. 光弹性效应
19. 传感器的迟滞现象是指？
A. 传感器在正反行程中输出特性不一致的现象
B. 传感器对同一输入信号在一段时间内输出不稳定的现象
C. 传感器输出信号随时间变化的现象
D. 传感器测量误差随测量次数变化的现象
20. 以下哪种传感器可用于测量转速？
A. 磁电式传感器
B. 压电式传感器
C. 气敏传感器
D. 湿敏传感器

第II卷（非选择题，共60分）

（一）填空题（每空2分，共10分）
答题要求：请在横线上填写正确答案。
1. 传感器一般由敏感元件、转换元件和______三部分组成。
2. 电感式传感器分为自感式和______式。
3. 热电偶的热电势由接触电势和______组成。
4. 光纤传感器按其工作原理可分为功能型和______型。

（二）简答题（每题10分，共20分）
答题要求：简要回答问题，条理清晰，语言简洁。
1. 简述传感器的分类方法有哪些？
2. 说明电容式传感器的优缺点。

（三）分析题（每题10分，共20分）
答题要求：结合所学知识，对给定问题进行分析解答。
1. 分析应变片式传感器测量应变时，温度变化对测量结果的影响及解决方法。
2. 当超声波传感器用于液位测量时，分析其测量原理及可能存在的误差因素。

（四）材料分析题（每题10分，共10分）
答题要求：阅读材料，回答问题。
材料：一种新型的气体传感器，它利用了气体与敏感材料之间的化学反应导致敏感材料电学性能变化的原理来检测气体浓度。该传感器具有较高的灵敏度和选择性。在实际应用中，将该传感器置于含有特定气体的环境中，传感器输出的电信号会随着气体浓度的变化而变化。
问题：请分析该气体传感器的工作原理，并说明其在实际应用中的优势。

（五）设计题（共10分）
答题要求：根据题目要求进行设计。
设计一个利用传感器测量物体重量的简单电路，要求写出所需传感器类型、信号调理电路的主要组成部分及工作原理。

答案：
1. C
2. D
3. B
4. A
5. B
6. A
7. A
8. A
9. A
10. ABC
11. ABC
12. ABC
13. C
14. B
15. ABC
16. A
17. C
18. ABC
19. A
20. A
填空题答案：1. 转换电路 2. 互感 3. 温差电势 4. 非功能

简答题答案：
1. 传感器分类方法有：按工作原理分，如电阻式、电容式、电感式等；按被测量分，如位移传感器、压力传感器、温度传感器等；按输出信号分，如模拟传感器、数字传感器；按能量转换关系分，有源传感器、无源传感器；按是否接触被测量分，接触式传感器、非接触式传感器。
2. 优点：结构简单、灵敏度高、动态响应特性好、适应性强、可以实现非接触测量。缺点：输出非线性、寄生电容影响大、输出阻抗高。

分析题答案：
1. 温度变化会使应变片的阻值发生变化，从而导致测量应变时产生误差。解决方法：采用温度补偿片进行补偿；采用电桥补偿法；采用热敏电阻进行温度补偿等。
2. 测量原理：超声波从发射换能器发出，经液体表面反射后被接收换能器接收，根据超声波在液体中传播的时间计算液位高度。误差因素：超声波在液体中传播速度受温度影响；液位表面波动影响反射波接收；换能器性能变化等。

材料分析题答案：工作原理：利用气体与敏感材料化学反应使敏感材料电学性能变化来检测气体浓度。优势：灵敏度高，能检测到低浓度气体；选择性好，可针对特定气体检测；可实现对特定气体浓度变化的实时监测，为环境监测、工业生产等领域提供准确气体浓度信息。

设计题答案：所需传感器类型：应变片式传感器。信号调理电路主要组成部分：电桥电路、放大器、滤波器等。工作原理：应变片粘贴在物体上，物体受力产生应变使应变片阻值变化，通过电桥电路将阻值变化转换为电压变化，经放大器放大后，再通过滤波器滤除干扰信号，输出与物体重量相关的电信号。