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2025年大学物联网（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30分）
（总共10题，每题3分，每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请将正确答案填在括号内）
1. 以下哪种传感器不属于物理传感器？（ ）
A. 温度传感器 B. 压力传感器 C. 气体传感器 D. 加速度传感器
2. 传感器的静态特性不包括以下哪一项？（ ）
A. 线性度 B. 灵敏度 C. 响应时间 D. 重复性
3. 热电偶的工作原理基于（ ）。
A. 热阻效应 B. 热电效应 C. 压电效应 D. 霍尔效应
4. 下列哪种材料常用于制作应变片？（ ）
A. 铜 B. 铝 C. 半导体 D. 镍铬合金
5. 超声波传感器主要利用超声波的（ ）来检测目标物体。
A. 反射 B. 折射 C. 衍射 D. 干涉
6. 光纤传感器利用了光的（ ）特性。
A. 反射 B. 折射 C. 散射 D. 以上都是
7. 传感器的输出信号通常需要进行（ ）处理才能被后续电路使用。
A. 放大 B. 滤波 C. 整形 D. 以上都是
8. 以下哪种传感器可用于检测磁场强度？（ ）
A. 磁敏电阻传感器 B. 气敏传感器 C. 湿敏传感器 D. 光敏传感器
9. 智能传感器与传统传感器相比，增加了（ ）功能。
A. 数据采集 B. 信号处理 C. 智能决策 D. 显示输出
10. 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. 传感器输出信号的变化范围
C. 传感器的测量精度
D. 传感器的响应速度

第II卷（非选择题 共70分）
二、填空题（每空2分，共20分）
1. 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，通常由______、______和______三部分组成。
2. 应变片的灵敏系数K表示单位应变引起的______变化。
3. 光电传感器主要由______、______和______三部分组成。
4. 传感器的迟滞现象是指传感器在正行程和反行程期间，输出输入特性曲线______的现象。
5. 物联网中传感器节点的能量主要来源于______、______和______。

三、简答题（每题10分，共30分）
1. 简述传感器的分类方法有哪些？
2. 说明温度传感器的常见类型及各自的特点。
3. 简述智能传感器的特点和优势。

四、综合分析题（共15分）
材料：某工厂需要监测生产线上的温度和压力变化，以确保产品质量稳定。现选用了热电偶作为温度传感器，应变片作为压力传感器。
问题：
1. 请分析热电偶和应变片在该应用中的工作原理。（5分）
2. 如何将传感器采集到的信号传输到监控系统中？（5分）
3. 为了提高监测的准确性，还可以采取哪些措施？（5分）

五、设计题（共5分）
设计一个简单的传感器应用系统，用于检测室内光照强度，并根据光照强度控制灯具的开关。要求：
1. 说明选用的传感器类型及理由。（2分）
2. 画出系统的原理图，并简要说明工作过程。（3分）

答案：
一、选择题：1.C 2.C 3.B 4.D 5.A 6.D 7.D 8.A 9.C 10.A
二、填空题：1.敏感元件、转换元件、基本转换电路；2.电阻；3.光源、光电器件、检测电路；4.不重合；5.电池、太阳能、振动发电
三、简答题：1.按被测量分类、按工作原理分类、按敏感材料分类、按能量关系分类、按输出信号分类等。2.热电偶：利用热电效应，测量精度高、测温范围广；热电阻：利用电阻随温度变化，精度高、稳定性好；热敏电阻：灵敏度高、响应速度快。3.特点：具有自诊断、自适应、自补偿等功能；优势：提高测量精度、增强可靠性、降低成本等。
四、综合分析题：1.热电偶利用热电效应将温度变化转换为电动势变化；应变片利用应变与电阻变化关系测量压力。2.可通过信号调理电路将传感器信号放大、滤波等处理后，采用有线或无线通信方式传输到监控系统。3.可对传感器进行定期校准，优化信号传输线路，增加冗余备份等。
五、设计题：1.选用光敏电阻，因其对光照强度敏感，成本低，电路简单。2.原理图：光敏电阻与一个定值电阻串联接电源两端，中间连接一个比较器，比较器输出接继电器控制灯具。工作过程：光照强度变化时，光敏电阻阻值改变，导致电路中电流和电压变化，比较器输出信号控制继电器通断，从而控制灯具开关。