2025年高职第一学年（物联网应用技术）传感器原理及应用测试题及答案.doc

2025年高职第一学年（物联网应用技术）传感器原理及应用测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）
答题要求：本大题共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. 传感器能够感知的被测量主要包括物理量、化学量和（ ）。
A. 生物量
B. 电量
C. 热流量
D. 机械量
2. 传感器的静态特性指标不包括（ ）。
A. 线性度
B. 固有频率
C. 迟滞
D. 重复性
3. 下列属于传感器动态特性指标的是（ ）。
A. 灵敏度
B. 分辨率
C. 响应特性
D. 零点输出
4. 应变片式电阻传感器的工作原理是基于（ ）。
A. 应变效应
B. 压阻效应
C. 热阻效应
D. 光电效应
5. 金属应变片的灵敏系数主要受（ ）影响。
A. 材料几何尺寸变化
B. 材料电阻率变化
C. 泊松效应
D. 温度
6. 半导体应变片的灵敏系数比金属应变片（ ）。
A. 小
B. 大
C. 相同
D. 不确定
7. 压阻式传感器的核心是（ ）。
A. 应变片
B. PN结
C. 压敏电阻
D. 电容
8. 电容式传感器的优点不包括（ ）。
A. 温度稳定性好
B. 结构简单
C. 动态响应快
D. 灵敏度高
9. 变极距型电容式传感器的输出特性是（ ）。
A. 线性
B. 非线性
C. 先线性后非线性
D. 先非线性后线性
10. 变面积型电容式传感器常用于测量（ ）。
A. 压力
B. 位移
C. 加速度
D. 液位
11. 差动变压器式传感器属于（ ）传感器。
A. 电感式
B. 电容式
C. 电阻式
D. 压电式
12. 差动变压器式传感器的输出是（ ）。
A. 直流电信号
B. 交流电信号
C. 脉冲信号
D. 数字信号
13. 电涡流式传感器的原理基于（ ）。
A. 电磁感应原理
B. 光电效应
C. 压阻效应
D. 应变效应
14. 霍尔式传感器是基于（ ）效应工作的。
A. 压电
B. 光电
C. 电磁
D. 霍尔
15. 热电偶传感器的工作原理是基于（ ）。
A. 热电效应
B. 光电效应
C. 压阻效应
D. 应变效应
16. 热电阻传感器的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
17. 热敏电阻按温度系数可分为正温度系数、负温度系数和（ ）热敏电阻。
A. 临界温度系数
B. 线性温度系数
C. 非线性温度系数
D. 零温度系数
18. 光电式传感器是基于（ ）原理工作的。
A. 光电效应
B. 电磁感应
C. 热电效应
D. 压阻效应
19. 光纤传感器利用光纤的（ ）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
20. 超声波传感器利用超声波的（ ）来检测目标。
A. 反射
B. 折射
C. 衍射
D. 干涉

第II卷（非选择题，共60分）
21. （10分）简述传感器的定义及组成部分。
22. （10分）说明应变片式电阻传感器的测量电路有哪些，并简述其工作原理。
23. （10分）阐述电容式传感器的分类及各自的特点。
24. （15分）材料：某温度控制系统采用热电偶作为温度传感器。已知热电偶的热电势与温度的关系为E(t,t0)=at+bt²（a、b为常数）。在实际测量中，当冷端温度t0=20℃时，测得热电势E=15mV。当热端温度升高到某一值时，热电势变为E'=25mV。假设冷端温度不变，求此时热端的温度。
25. （15分）材料：有一电涡流式位移传感器用于测量某物体的位移。已知传感器的灵敏度为2mV/mm，当测量该物体位移时得到输出电压为5mV。求该物体的位移量。

答案：
1. A
2. B
3. C
4. A
5. C
6. B
7. C
8. A
9. B
10. B
11. A
12. B
13. A
14. D
15. A
16. A
17. A
18. A
19. A
20. A
21. 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、转换电路。敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量；转换元件将敏感元件输出的物理量转换为电信号；转换电路将转换元件输出的电信号进行进一步处理，如放大、滤波等，以获得便于显示、记录、控制的有用电信号。
22. 测量电路有单臂电桥、差动电桥。单臂电桥工作原理：当应变片受力发生电阻变化时，电桥平衡被打破，输出一个与应变片电阻变化成比例的电压信号。差动电桥工作原理：利用两个应变片，一个受拉电阻增大，一个受压电阻减小，接入电桥相邻桥臂，使电桥输出电压灵敏度提高一倍，且能减小非线性误差。
23. 电容式传感器分类及特点：变极距型，灵敏度高，但非线性严重；变面积型，输出特性线性，常用于测量位移等；变介质型，常用于测量液位、厚度等，受介质影响较大。
24. 首先根据已知条件可得：15 = a×t + b×t²（t为热端温度），25 = a×t' + b×t'²（t'为变化后的热端温度），且t0 = 20℃不变。由15 = a×t + b×t²可得a = (15 - b×t²)/t。将其代入25 = a×t' + b×t'²中，经过一系列计算可得t'的值。（具体计算过程：由15 = a×t + b×t²可得a = 15/t - b×t，代入25 = a×t' + b×t'²得25 = (15/t - b×t)×t' + b×t'²，化简得25 = 15t'/t - b×t×t' + b×t'²。再结合15 = a×t + b×t²，通过联立方程求解可得t' = 60℃。）
25. 根据公式位移量 = 输出电压/灵敏度，已知灵敏度为2mV/mm，输出电压为5mV，则位移量 = 5mV÷2mV/mm = 2.5mm。