傳感器期中試題及答案姓名：____________________

一、選擇題（每題2分，共20分）

1.下列哪個傳感器不屬于物理量傳感器？

A.溫度傳感器

B.壓力傳感器

C.光電傳感器

D.電流傳感器

2.下列哪個傳感器屬于模擬量傳感器？

A.溫度傳感器

B.壓力傳感器

C.數字溫度計

D.渦輪流量計

3.下列哪個傳感器屬于非接觸式傳感器？

A.溫度傳感器

B.壓力傳感器

C.電流傳感器

D.紅外傳感器

4.下列哪個傳感器屬于電容式傳感器？

A.位移傳感器

B.壓力傳感器

C.角度傳感器

D.速度傳感器

5.下列哪個傳感器屬于光纖傳感器？

A.光電傳感器

B.紅外傳感器

C.光纖傳感器

D.渦輪流量計

6.下列哪個傳感器屬于聲波傳感器？

A.溫度傳感器

B.壓力傳感器

C.聲波傳感器

D.紅外傳感器

7.下列哪個傳感器屬于磁電式傳感器？

A.位移傳感器

B.壓力傳感器

C.角度傳感器

D.速度傳感器

8.下列哪個傳感器屬于超聲波傳感器？

A.溫度傳感器

B.壓力傳感器

C.角度傳感器

D.超聲波傳感器

9.下列哪個傳感器屬于光纖傳感器？

A.光電傳感器

B.紅外傳感器

C.光纖傳感器

D.渦輪流量計

10.下列哪個傳感器屬于熱電偶傳感器？

A.溫度傳感器

B.壓力傳感器

C.角度傳感器

D.速度傳感器

二、填空題（每空2分，共10分）

1.傳感器是一種能將______轉換成電信號的裝置。

2.模擬量傳感器輸出的是______信號。

3.數字量傳感器輸出的是______信號。

4.非接觸式傳感器可以測量______和______。

5.電容式傳感器主要應用于______和______的測量。

三、簡答題（每題5分，共15分）

1.簡述傳感器的分類及其特點。

2.簡述模擬量傳感器和數字量傳感器的區別。

3.簡述非接觸式傳感器的應用范圍。

四、計算題（每題10分，共20分）

1.已知一個熱電偶的電動勢E為1.5mV/K，當溫度為300K時，測得電動勢E為3.5mV，求該熱電偶的冷端溫度。

2.一個電阻式溫度傳感器，其電阻隨溫度變化的特性為R=100Ω+0.5Ω/°C，當溫度為25°C時，傳感器的電阻為多少歐姆？

五、論述題（每題15分，共30分）

1.論述光電傳感器的原理、分類及在實際應用中的重要性。

2.論述傳感器在工業自動化領域的應用及其對提高生產效率和產品質量的意義。

六、設計題（每題20分，共40分）

1.設計一個簡單的溫度控制系統，包括傳感器、信號調理電路、控制單元和執行器，并簡要說明各部分的功能。

2.設計一個基于超聲波傳感器的測距系統，包括傳感器、信號處理電路和顯示單元，并簡要說明系統的工作原理和設計要點。

試卷答案如下：

一、選擇題（每題2分，共20分）

1.D

解析思路：電流傳感器屬于物理量傳感器，它將電流的物理量轉換為電信號。

2.A

解析思路：模擬量傳感器輸出的是連續變化的模擬信號，溫度傳感器輸出的是隨溫度變化的電壓信號。

3.D

解析思路：非接觸式傳感器通過非接觸方式檢測被測物體，紅外傳感器通過檢測紅外輻射來實現非接觸式測量。

4.A

解析思路：電容式傳感器通過測量電容的變化來感知物體的位移或壓力。

5.C

解析思路：光纖傳感器利用光纖的傳輸特性來感知外部環境的變化。

6.C

解析思路：聲波傳感器通過發射和接收聲波來檢測物體的距離或位置。

7.A

解析思路：磁電式傳感器利用磁電效應將磁場的物理量轉換為電信號。

8.D

解析思路：超聲波傳感器通過發射和接收超聲波來測量距離或檢測物體。

9.C

解析思路：光纖傳感器利用光纖的傳輸特性來感知外部環境的變化。

10.A

解析思路：熱電偶傳感器利用熱電效應將溫度的物理量轉換為電信號。

二、填空題（每空2分，共10分）

1.物理量

2.模擬

3.數字

4.位移，壓力

5.位移，壓力

三、簡答題（每題5分，共15分）

1.傳感器按工作原理分為物理量傳感器、化學傳感器、生物傳感器等。物理量傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器等，它們將物理量轉換為電信號。化學傳感器將化學物質的物理量轉換為電信號，生物傳感器將生物體的物理量轉換為電信號。

2.模擬量傳感器輸出的是連續變化的模擬信號，數字量傳感器輸出的是離散的數字信號。模擬量傳感器適用于連續變化的物理量的測量，數字量傳感器適用于離散的物理量的測量。

3.非接觸式傳感器可以測量位移和壓力。非接觸式傳感器避免了與被測物體直接接觸，適用于高溫、高壓、腐蝕性環境以及需要頻繁更換測量的場合。

四、計算題（每題10分，共20分）

1.解：根據熱電偶的電動勢公式E=α(T-T0)，其中E為電動勢，α為熱電偶的熱電系數，T為溫度，T0為冷端溫度。將已知值代入得3.5mV=α(300K-T0)，解得T0=297.5K。

2.解：根據電阻隨溫度變化的特性R=100Ω+0.5Ω/°C，當溫度為25°C時，R=100Ω+0.5Ω/°C×25°C=125Ω。

五、論述題（每題15分，共30分）

1.解：光電傳感器利用光電效應將光信號轉換為電信號。其原理是當光照射到光電元件上時，會產生光電子，從而產生電流。光電傳感器分為光電二極管、光電三極管、光電耦合器等。光電傳感器在工業自動化、醫療、通信等領域有廣泛的應用，如光電開關、光電傳感器、光電編碼器等。

2.解：傳感器在工業自動化領域的應用包括過程控制、質量檢測、故障診斷等。傳感器可以實時監測生產過程中的參數，如溫度、壓力、流量等，通過控制單元進行控制，提高生產效率和產品質量。

六、設計題（每題20分，共40分）

1.解：溫度控制系統包括傳感器、信號調理電路、控制單元和執行器。傳感器用于檢測溫度，信號調理電路用于將傳感器輸出的信號轉換為控制單元