浙江专用高考通用技术大一轮优选 第十四单元检测题组 电子控制系统的概述设计及其应用.docx
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浙江专用高考通用技术大一轮优选第十四单元检测题组电子控制系统的概述设计及其应用
单元检测题组
时间:
45分钟 分值:
80分
一、选择题(每题2分,共4分)
1.某年春节报道,中国游客在日本电器店中,频频买断货的智能马桶盖,极有可能是中国制造的。
这类智能马桶盖具有便座加热、温水洗净、暖风干燥、杀菌抗菌等多种功能。
在寒冷的冬天,便座可以保持在26℃的温度,人们如厕坐上便座时,就加热保持38℃的便座温度。
该便座加热控制系统属于什么控制,选择什么感应器件,较合理的是( )
A.开环控制,红外传感器
B.开环控制,重力感应器
C.闭环控制,红外传感器
D.闭环控制,重力感应器
答案 D 本题考查控制系统的类型和传感器的选择。
该系统需要保持所控制的温度,因此宜采用闭环控制;需要感知人是否坐在马桶盖上,应采用重力传感器,因此D项正确。
2.音乐集成电路JN6201的内部有微处理器和多个多谐振荡器,通过一定的程序控制,可以产生不同的乐曲,能输出音乐的引脚是( )
A.引脚9,引脚10B.引脚10,引脚11
C.引脚11,引脚14D.引脚9,引脚14
答案 C 本题考查集成元件的引脚分布。
JN6201集成元件中,11、14脚输出音乐信号,10脚可接发光二极管,9脚可接继电器电路,因此C项正确。
二、非选择题(共76分)
3.(10分)如图是光电报警器,当有人进入报警区时,传感器光敏管V的光被遮挡,UA与非门的1脚电位升高,2脚为0,所以3脚的电位也升高。
由于UA的输出3脚与UB与非门的输入5、6脚直接相连,即高电位,故UB的输出4脚为低电位。
因为3脚电位高于4脚电位,所以电容通过电阻R1充电,使2脚的电位上升,3脚的电位下降,从而使4脚电位升高。
周而复始形成振荡,产生的交变电流通过蜂鸣器Y发出报警的声音。
(1)用A、B表示4011中与非门的两个输入端(1、2脚),Y表示输出端(3脚),则输入、输出端之间的逻辑关系是 。
(2)当传感器光敏管的光被人遮挡时,光敏管V的阻值 (在①增大;②减小;③不变中选择一项,将序号填写在“ ”处)。
(3)如果将传感器光敏管V与R2对换后,当传感器光敏管的光被人遮挡时,此时蜂鸣器Y (在①发出报警声;②不发报警声中选择一项,将序号填写在“ ”处)。
(4)该报警器通过蜂鸣器发出的报警声太小,需要设计一个信号放大器,将振荡器产生的交变电流放大,然后推动扬声器发出响亮的声音。
请你根据上述要求,在虚线框中画全电路:
答案
(1)Y=
(2)① (3)② (4)见解析
解析 本题考查的是电子控制技术的设计能力。
(4)虚线框中的信号放大器可以将振荡器产生的交变电流放大,然后推动扬声器发出响亮的声音。
当然也可以采用PNP型管,但接入电路的电源极性要相反。
4.(10分)如图a所示是烟雾报警实验电路原理图,虚线左边是烟雾信号采集电路,当有烟雾时,光电接收二极管V2才能接收到发光二极管V1被烟雾散射的光线,从截止变为导通。
虚线右边是报警电路,其中SR4013是可编程语音芯片,触发信号经引脚TG输入并经过处理后,从引脚COUT输出报警信号,最终使蜂鸣器发出警报,其他三个引脚与信号无关。
请完成以下任务:
图a 烟雾报警实验电路原理图
图b 多用电表示值
图c 74LS32引脚图
(1)如图b所示的指针式多用电表显示了电阻器R1的阻值,已知测量时采用的电阻挡是R×100,则电阻器R1的阻值为 ;
(2)当房间中有烟雾时,三极管VT1的基极电位 (在①升高;②降低;③不变中选择一项,将序号填写在“ ”处);
(3)当烟雾报警器响起时,可编程语音芯片SR4013引脚TG得到的触发信号为 (在①高电平;②低电平中选择一项,将序号填写在“ ”处);
(4)张雷完成实验后,决定将该电路应用于家里的5个房间。
报警电路只装一个在客厅,每个房间装一个烟雾信号采集电路,再用一个四2输入或门集成电路74LS32(引脚见图c)将5个房间烟雾信号传送给报警电路,使任何一个房间出现烟雾就立刻报警。
请你根据上述要求将虚线框中的未接好的电路引脚进行连接。
答案
(1)2kΩ~2.2kΩ
(2)① (3)① (4)见解析
解析 本题考查的是简单电子控制系统的设计与应用。
(1)2kΩ~2.2kΩ都正确。
表头读数乘以电阻挡挡位倍数才是阻值的测量值。
(2)无烟雾时V2截止,VT1基极无电压;当有烟雾时,光电接收二极管V2导通,电阻R3获得的分压就是VT1的基极电压。
(3)当有烟雾时,光电接收二极管V2导通,VT1获得偏置电压,并使VT2导通,输出高电平,所以引脚TG接收的是高电平触发信号。
(4)如图所示
其他合理答案也正确。
5.(10分)如图所示是插座过压、欠压保护电路原理图,CD4001是四2输入或非门。
请完成以下任务:
(1)图中K符号对应的元器件为 ;
(2)集成电路CD4001中或非门的两个输入端5脚和6脚与输出端4脚的逻辑关系是 ;
(3)图中二极管VD6的作用是 (在①保护;②交流电整流中选择一项,将序号填写在“ ”处);
(4)小黄同学准备将该保护电路用于办公室的插座控制保护。
由220V交流电源供电,采用电磁继电器的触点作为保护开关,用三极管控制继电器触点的闭合与断开,发光二极管显示工作状态。
请根据上述要求在虚线框中帮助小黄画全电路。
答案
(1)电磁继电器
(2)有高出低,全低出高
(3)①
(4)如图所示
6.(9分)下图所示电路是电热水器温度控制器电路。
电路主要由热敏电阻Rt、比较器、驱动电路及加热器RL等组成。
通过电路可自动控制加热器的开闭,使水温保持在90℃。
热敏电阻在25℃时的阻值为100kΩ,温度系数为1K/℃。
在比较器IC741的反向输入端(2脚)加有3.9V的基准电压,在比较器的同向输入端(3脚)加有Rp和热敏电阻Rt的分压电压。
当水温低于90℃时,比较器输出端(6脚)输出高电位,驱动VT1和VT2导通,使继电器K工作,K1吸合接通加热器电路;当水温高于90℃时,比较器输出端变为低电位,VT1和VT2截止,继电器K则断开加热器电路。
(1)该电热水器温度控制器的控制方式是 (在①开环控制;②闭环控制中选择一项,将序号填写在“ ”处);
(2)当水温变高时,热敏电阻Rt的阻值 (在①增大;②减小;③不变中选择一项,将序号填写在“ ”处);
(3)若想把控制水温调整到85℃,则可以 Rp的阻值(在①增大;②减小中选择一项,将序号填写在“ ”处);
(4)本电路也可改成制冷温度控制,通过改变比较器IC741的反向输入端(3脚)的基准电压来设定一个较低的温度(如1℃),继电器K断开或闭合的是制冷用压缩机的电路,当温度高于1℃时要求接通压缩机电路使之开始制冷,此时需要对虚线框部分加入一个逻辑门电路,请在下边线框内画出修改后的电路。
答案
(1)②
(2)② (3)② (4)见解析
解析 本题考查的是简单电子控制系统的设计与应用。
(1)本控制系统通过热敏电阻反馈来减少被控温度的偏差,所以属于闭环控制系统。
(2)热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小。
(3)控制水温从90℃降低到85℃,此时热敏电阻的阻值比原来90℃时的阻值增大,要使IC741的同向输入端(3脚)能达到反向输入端(2脚)的基准电压,必须增大通过Rt的电流,所以需要减小Rp的电阻。
(4)如图所示
只需要在IC741的输出端(6脚)加接一个非门就能实现相应的功能。
7.(9分)下图为冬季鱼缸恒温控制电路,当温度降到一定值时,恒温电路工作,使电热丝通电,对水缸进行加热;当温度升高到一定值时,自动切断电热丝电源,从而实现鱼缸恒温控制。
(1)补全该电子控制系统的方框图。
① ,② ,③ ,④ ,⑤ 。
(2)RT为正温度系数热敏电阻,该电阻当温度升高时,电阻值将 ;(增大,减小)
(3)继电器J线圈额定电压应选择 。
(直流6V,直流12V)
(4)当RP中心抽头向上调时,则鱼缸温度将 (升高,降低);
(5)当继电器J吸合时,但电热丝不加热,则可能的故障是 。
答案
(1)①预制控制温度 ②控制处理 ③继电器、电热丝等工作 ④被控对象 ⑤正温度系数热敏电阻RT
(2)增大 (3)直流6V (4)升高 (5)继电器常开触头接触不良
解析 本题考查电子控制系统的分析。
正温度系数热敏电阻RT在该电路中作为检测装置,其阻值和温度成正比,继电器J作为执行器,接在6V直流电源两端,其额定电压应为6V。
当RP中心抽头往上调时,三极管
的基极电位升高,将使继电器容易吸合,从而使鱼缸温度升高。
当继电器吸合,但电热丝不工作时,最大的可能就是常开触点的问题。
8.(8分)陈晨同学通过电子控制系统设计和制作的学习,想利用音乐集成电路JN6201设计制作一个天亮提醒器,以便帮助提醒农场里做活的农民。
电路原理图如下:
(1)根据该电路原理图的设计,如果要调节光线的亮度来控制报警声,应该调节元器件 ;
(2)该电子控制在电路接通电源不发出报警声时V2处于 状态,发出报警时V2处于 状态;
(3)在使用了该报警器后,农民反映使用情况良好,希望陈晨改进下该电路,设计和制作一个能在下雨时报警提醒的音乐报警器。
从电路原理分析来看,陈晨只需要把光敏电阻RG改换成 就可以。
答案
(1)RW
(2)截止 导通 (3)湿敏电阻或湿敏传感器
解析 本题考查开环电子控制系统的分析。
该系统不发生报警时,JN6201的14脚为低电平,三极管V2截止;发生报警时,JN6201的14脚为高电平,三极管V2导通。
调节RW,可使三极管V1基极电位发生改变。
若希望该系统在下雨天报警,应将光敏电阻改为湿敏传感器或湿敏电阻。
9.(10分)如图所示是某一控制烧水声光报警的开环控制电路,图中温度传感器RT(浸在水中),选用当水温上升时电阻减小,反之电阻增大的热敏电阻。
可调电阻器RP用来设置温控点,R1、R2、
、
组成控制电路,
为发光二极管完成光报警,非门G1、G2和R3、C1及扬声器元件组成(多谐振荡器)完成声报警电路。
请分析该电路工作原理,完成下列各题,在“ ”处填写上相应内容。
(1)RT称为 温度系数热敏电阻(在①正;②负中选择一项,将序号填入);
(2)电路图中三极管
型号是 (在①PNP,②NPN中选择一项,将序号填入);
(3)当水温加热升高达到设定温控点时,三极管
处在 状态;(在①放大,②饱和导通,③截止中选择一项,将序号填入)。
此时发光二极管
(在①亮,②不亮中选择一项,将序号填入),扬声器 (在①发出响声,②没有响声中选择一项,将序号填入)。
答案
(1)②
(2)① (3)② ① ①
解析 本题考查逻辑电路的分析。
根据题意,该热敏电阻为负温度系数热敏电阻,三极管
为PNP型。
当水温升高至设定温度时,三极管
导通,发光二极管
发光,扬声器发出响声。
10.(10分)如图所示是某一恒温(需加热)水箱闭环控制电路原理图,图中RT为热敏电阻,其功能是接收水温信息,安装时它是浸在水中,
、
和R是信号处理电路(控制器),J是继电器,它的开关是电热棒(浸在水中,图中没有画出)的电源开关,RP用来设定温控点。
请分析该电路工作原理,完成下列各题,在“ ”处填写上相应内容。
(1)RT应选用 温度系数热敏电阻(在①正;②负中选择一项,将序号填入);
(2)电路图中三极管
、
型号均是 (在①PNP,②NPN中选择一项,将序号填入);
(3)当水温加热升高达到设定温控点时,三极管
、
处在 状态。
(在①放大,②饱和导通,③截止中选择一项,将序号填入)。
此时继电器J (在①接通,②断开中选择一项,将序号填入),电热棒电源控制开关自动 (在①开;②关中选择一项,将序号填入)。
答案
(1)①
(2)② (3)③ ② ②
解析 本题考查电子控制电路的分析。
根据题意,三极管
、
均是NPN型。
当水温加热升高达到设定温控点时,电热棒电源控制开关应断开,则继电器J处于断开状态,则两个三极管均处于截止状态,即三极管
的基极为低电平,因此此时热敏电阻阻值应远大于可调电阻RP,即该热敏电阻为正温度系数热敏电阻。
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