2025年中职（物联网技术应用）传感器应用试题及解析.doc

2025年中职（物联网技术应用）传感器应用试题及解析

（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：本卷共6题，每题5分。每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题后的括号内。

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. 光信号
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. 应变片式传感器是利用（ ）制成的。
A. 电阻应变效应 B. 压阻效应 C. 压电效应 D. 霍尔效应
答案：A

4. 压电式传感器适合测量（ ）
A. 静态力 B. 动态力 C. 压力 D. 位移
答案：B

5. 霍尔元件能够检测的物理量是（ ）
A. 电压 B. 电流 C. 磁场 D. 温度
答案：C

6. 热电阻传感器中，铂电阻的测量精度（ ）
A. 最高 B. 中等 C. 较低 D. 不确定
答案：A

第II卷（非选择题，共70分）

二、填空题（共10分）
答题要求：本大题共5个空，每空2分。请将答案填在题中的横线上。

1. 传感器一般由敏感元件、转换元件和______三部分组成。
答案：基本转换电路

2. 传感器的灵敏度是指传感器在稳态下输出量变化值与输入量变化值的______。
答案：比值

3. 金属应变片的灵敏系数主要由______决定。
答案：材料的几何尺寸变化

4. 压电式传感器的工作原理是基于______。
答案：压电效应

5. 热敏电阻按温度系数可分为正温度系数热敏电阻、负温度系数热敏电阻和______。
答案：临界温度系数热敏电阻

三、简答题（共20分）
答题要求：简要回答下列问题，每题10分。

1. 简述传感器的作用。
答案：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。其作用是将各种非电量（如力、温度、压力、位移、速度等）转换为电量（如电压、电流、电阻等），以便后续进行测量、控制、处理等操作，从而实现对各种物理量的监测和感知，是物联网系统中获取信息的关键部件。

2. 说明应变片式传感器测量应变的原理。
答案：应变片式传感器利用电阻应变效应，当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值会发生变化。通过测量电阻的变化，就可以得知应变的大小。具体来说，金属丝的电阻R=ρL/A（其中ρ为电阻率，L为长度，A为截面积），当应变使L、A发生变化时，电阻R就会改变，通过测量电阻变化量就能计算出应变值。

四、分析题（共20分）
答题要求：阅读以下材料，回答问题。

材料：有一个基于应变片式传感器的称重系统，当物体放置在称重平台上时，应变片产生应变，从而使电阻发生变化。已知应变片的灵敏系数K=2，初始电阻R0=120Ω，当物体称重时，应变片的电阻变化量ΔR=1.2Ω。

1. 计算此时应变片的应变量ε。
答案：根据电阻应变效应公式ΔR/R0=Kε，可得ε=ΔR/(K×R0)。将已知数据代入，ε=1.2/(2×120)=0.005。

2. 若要提高该称重系统的测量精度，可以采取哪些措施？
答案：可以采取以下措施提高测量精度：选用更高灵敏系数的应变片，这样在相同应变下电阻变化更明显，测量更精确；优化电路设计减少干扰，使电阻变化测量更准确；对系统进行校准和标定，消除可能存在的误差；提高应变片的安装精度，确保其能准确感受应变。

五、设计题（共20分）
答题要求：根据题目要求，设计一个简单的传感器应用电路。

设计一个利用热敏电阻测量温度的电路，要求能够将温度变化转换为电压变化，并通过电压表显示出来。已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小，电源电压为12V，电压表量程为0 - 5V。
答案：可采用分压式电路。将热敏电阻Rt与一个固定电阻R串联后接在12V电源两端，在Rt与R的分压点处引出电压接到电压表上。当温度变化时，热敏电阻阻值改变，分压点电压也随之改变，从而通过电压表显示出与温度相关的电压变化。例如，可根据热敏电阻的温度特性曲线，选择合适的固定电阻R值，使得在所需温度范围内电压表能有明显的电压变化显示。