2025年大学大二（自动化）传感器与检测技术测试题及答案.doc

2025年大学大二（自动化）传感器与检测技术测试题及答案

（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。
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（ ）
A. 线性度
B. 灵敏度
C. 响应时间
D. 重复性
3. 用于测量压力的电容式传感器，其工作原理基于（ ）
A. 电容的变化与压力成正比
B. 电容的变化与压力成反比
C. 电容的变化与压力的平方成正比
D. 电容的变化与压力的平方成反比
4. 热电偶传感器产生热电势的条件是（ ）
A. 两热电极材料相同且两端温度相同
B. 两热电极材料相同且两端温度不同
C. 两热电极材料不同且两端温度相同
D. 两热电极材料不同且两端温度不同
5. 下列哪种传感器可用于测量位移且精度较高？（ ）
A. 电位器式传感器
B. 电感式传感器
C. 超声波传感器
D. 光电式传感器
6. 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. 传感器输出信号与输入信号的比值
C. 传感器在规定条件下，输出量的变化与引起此变化的输入量变化之比
D. 传感器对输入信号的放大倍数
7. 基于半导体材料的气敏传感器，对哪种气体具有较高的灵敏度？（ ）
A. 氧气
B. 氢气
C. 一氧化碳
D. 二氧化碳
8. 应变片传感器测量应变时，其电阻变化主要是由（ ）引起的。
A. 长度变化
B. 横截面积变化
C. 电阻率变化
D. 以上都是
9. 光纤传感器利用光纤的（ ）特性来检测被测量。
A. 传光
B. 传电
C. 传感
D. 以上都不对
10. 下列关于传感器的说法，正确的是（ ）
A. 传感器只能测量物理量
B. 传感器的输出信号都是数字信号
C. 传感器的精度越高越好
D. 传感器的选型应根据实际测量需求来确定

第II卷（非选择题 共70分）
11. （10分）简述传感器的定义、组成及分类。
12. （15分）说明压电式传感器的工作原理及应用领域。
13. （15分）阐述霍尔传感器的工作原理，并举例说明其在实际中的应用。
14. （15分）材料：某自动化生产线需要检测产品的尺寸是否合格。现有一个产品，其尺寸要求为长度在100±0.5mm范围内。采用激光位移传感器进行检测，传感器输出的电压信号与产品长度成正比，比例系数为0.1V/mm。当检测该产品时，传感器输出电压为10.2V。
问题：该产品尺寸是否合格？请说明理由。
15. （15分）材料：在一个温度控制系统中，使用了热电偶传感器来测量温度。已知热电偶的热电势与温度的关系为E = aT + b（其中E为热电势，T为温度，a、b为常数）。当测量某一温度时，热电偶输出热电势为20mV，经过计算得出该温度为80℃。但实际测量环境温度经校准后为75℃。
问题：分析产生测量误差的可能原因，并提出改进措施。

答案：
1. C
2. C
3. A
4. D
5. B
6. A
7. C
8. D
9. C
10. D
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。组成一般包括敏感元件、转换元件、信号调理与转换电路等部分。分类方法多样，按被测量可分为物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器等；按工作原理可分为电阻式、电容式、电感式、压电式、磁电式等传感器。
12. 压电式传感器工作原理是基于压电效应，某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。应用领域有测量力、压力、加速度等，如在工业自动化中用于压力测量、振动测量等。
13. 霍尔传感器工作原理是基于霍尔效应，当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，在垂直于电流和磁场的方向上会产生一个附加电场，从而在半导体的两端产生电势差。例如在汽车速度测量中，通过测量霍尔元件输出的脉冲信号频率来计算车速；在电流测量中，利用霍尔效应制成的电流传感器可测量大电流。
14. 已知传感器输出电压与产品长度成正比，比例系数为0.1V/mm，输出电压为10.2V，则产品长度L = 1