2020版高考通用技术二轮浙江专用 专题十 电子控制系统的概述、设计及其应用课件(16张幻灯片)+学案

文档属性

名称 2020版高考通用技术二轮浙江专用 专题十 电子控制系统的概述、设计及其应用课件(16张幻灯片)+学案
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文件大小 4.7MB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 通用技术
更新时间 2019-11-30 14:18:38

文档简介


【考纲标准】
考点
考试内容
考核要求
选考真题分布
考试属性
电子控制技术及其工作过程
电子控制技术的含义及其应用
a
本章节综合性较强,试题也比较分散,少部分跟必修II合并考查,大部分在压轴题中考查
加试
电子控制系统的含义
a
电子控制系统的基本组成
a
生活中常见的电子控制系统的工作过程
b
开环、闭环电子控制系统的设计和应用
反馈在电子控制系统中的作用
a
开环电子控制系统和闭环电子控制系统的区别
b
生活中常见的闭环电子控制系统的工作过程
b
简单开环电子控制系统的工作原理
b
简单的开环电子控制系统设计、安装与调试
c
安装过程中常见问题的分析和解决
c
简单闭环电子控制系统的基本工作原理
b
简单的闭环电子控制系统设计、安装与调试
c
安装过程中常见问题的分析和解决
c
1.(2017·11月浙江省选考)如图所示的光控电路,当光线暗到一定程度时,继电器J吸合,V1亮。555集成电路6脚电位升至电源电压的三分之二时,3脚输出低电平;2脚电位降至电源电压的三分之一时,3脚输出高电平。调试中发出V1始终不亮,下列故障原因分析中合理的是(  )
A.Rp虚焊
B.Rg与Rp位置接反了
C.R1阻值偏小
D.继电器J额定电压偏大
解析 Rp虚焊,2、6脚为高电平,3脚为低电平,V1不亮。
答案 A
2.(2018·4月浙江省选考)如图所示是小明设计的泥土湿度检测电路。把两探头插入花盆的泥土中,当泥土潮湿时,两探头间的电阻值较小;泥土干燥时,两探头间的电阻值较大。泥土非常潮湿和非常干燥时,V4和V5中只有一个发光。下列分析中不恰当的是(  )
A.泥土非常潮湿时,V4发光、V5不发光
B.调节Rp1,可以改变V4、V5发光状态变化时的湿度设定值
C.泥土非常干燥时,V1、V2的Uce都约为3 V
D.当V4、V5都发光时,V1工作在放大状态
解析 泥土非常干燥时,V1的Uce都约为0.7 V。
答案 C
3.(2019·4月浙江省选考)【加试题】如图所示的温控电路,用Rp设定555芯片5脚的电位Vct。当温度超过60 ℃时散热风扇电机启动。下列分析中不正确的是(  )
A.Rt应采用负温度系数的热敏电阻
B.调大Rh的阻值,电机启动时的温度低于60 ℃
C.Rp的滑动触点向下移,电机启动时的温度高于60 ℃
D.温度从60 ℃以上降低到60 ℃以下,电机就立即断电
答案 D
4.(2018·4月浙江省选考)如图所示是小明设计的暗室报警电路。当暗室门被打开,光线强度达到一定时,蜂鸣器发出报警声。请根据描述和电路图完成下列任务:
(1)当光线由弱变强时,光敏电阻Rg的阻值    (在A.增大;B.减小;C.不变中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
(2)继电器J-2触点闭合时的作用是    (在A.使二极管V1反向截止;B.使555集成电路3脚保持高电平输出;C.使蜂鸣器在暗室门关闭后继续报警中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
(3)小明搭建了测试电路,发现蜂鸣器始终不响。下列原因中可能造成该现象的是    (在A.555集成电路3脚被接地;B.二极管V2虚焊;C.电阻R4短路中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
(4)小明搭建电路后,发现光线很强时才会报警,现在需要实现光线较弱时能报警,以下调节方法中不恰当的是    (在A.增大Rp1;B.增大Rp2;C.增大Rp3中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
(5)在测试过程中,小明将555集成电路损坏,准备用三极管来代替。请你帮助小明选择合适的三极管(NPN型或PNP型),在虚线框中画出你所选择的三极管,并采用共发射极接法完成电路的连接。要求保持电路原有的功能。
答案 (1)B (2)C (3)C (4)C
(5)
5.(2018·11月浙江省选考)小明在科技实践活动中,设计了如图所示的电路,用数字信号控制小电机正反转和停止。规定电流流向为X→Y时电机M正转,电流流向为Y→X时电机M反转。请你完成下列各题。
2脚
6脚
3脚
<Vcc
<Vcc
高电平
>Vcc
>Vcc
低电平
>Vcc
<Vcc
保持
<Vcc
>Vcc
不使用
555电路IC1、IC2的特性表
(1)用0代表低电平,1代表高电平,E端和F端的信号为    时电机反转(在A.00;B.01;C.11;D.10中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
(2)现在准备用LED表示电机运转的状态,正转时绿色LED发光,反转时红色LED发光,停止时两个LED都不发光,以下LED连接正确的是    (在下列选项中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
(3)小明尝试用三极管驱动继电器,用继电器来控制电机。要求按原有的逻辑关系控制电机的正反转及停止,请你在虚线框中画出三极管、继电器、二极管,并采用共发射极接法正确地连接电路。
(4)小明根据下面的芯片引脚图和题(3)的电路图,对芯片部分引脚进行了连接(如下图所示),请你完成其余引脚的连接。
答案 (1)B (2)A (3)
(4)
6.(2019·4月浙江省选考)【加试题】小明设计了如图所示的过载保护实验电路。调整负载电阻Rh的阻值,当流过Rh的电流超过允许值时自动断开负载电源,并保持在断开状态。请根据电路图及其描述完成以下任务。
(1)要增大流过Rh的电流允许值,以下调整可行的是    、    (在A.Rp的滑动触点向上移;B.Rp的滑动触点向下移;C.减小R1的阻值;D.增大R1的阻值;E.减小R2的阻值中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
(2)小明准备搭建测试电路,请你帮他完成比较器的连接:
(3)小明搭建电路后进行测试,发现电流超过允许值时,继电器不能保持在吸合状态,出现反复吸合释放,不能稳定地将负载电源断开。故障的原因可能是    (在A.J-1的常开触点和常闭触点接反;B.R3阻值过小;C.J-1的常开触点和R3之间断路中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
(4)小明对电路作了部分调整,改用一个三极管和一个电阻来维持过载后负载电源的断开状态。请你帮助小明设计该部分电路,并在虚线框内画出。
答案 (1)A C
(2)

(3)C
(4)


7.(2016·10月浙江选考)如图所示是小明设计的水位控制系统,当水位低于b点时水泵M抽水,水位达到a点时停止抽水。555集成电路6脚电位升至2/3 Vcc时,3脚输出低电平,2脚电位低至1/3 Vcc时3脚输出高电平,请完成以下任务:
(1)555集成电路管脚识别正确的是    (在下列选项中选择正确的选项,将序号填写在“    ”处);
(2)测试电路时发现当555集成电路的3脚输出高电平时,继电器J不工作,合理的调节措施是    (在①减小R1和R2的阻值;②减小R3的阻值;③减小R4的阻值;④减小R5的阻值中选择合适的选项,将序号填写在“    ”处);
(3)小明设计的控制电路中,忘记设置水泵工作状态指示灯,请你在虚线框内选择合适的端子连接发光二极管V3和电阻R6,使得水泵M抽水时V3发光,不抽水时V3不发光;
(4)系统工作一段时间后,三极管V1损坏,小明准备用手头仅有的PNP型三极管替代原来的三极管,请你在虚线框内选择合适的端子重新连接电路。要求保持系统原有的功能,继电器线圈接在集电极上。
答案 (1)② (2)④
(3)
(4)
8.(2016·4月浙江省选考)如图所示是小明设计的温度报警装置部分电路,其中IC是运算放大器,输入输出逻辑关系见图中表格,Rt是负温度系数热敏电阻。当温度达到或超过40 ℃时,要求该报警装置发出声、光报警信号。请完成以下任务:
(1)当温度升高时,Rt的电阻值将    (在①增大;②减小中选择一项,将序号填写在“    ”处)。
(2)当温度达到或超过40 ℃时,要求发光二极管V1发光,请根据电路的逻辑关系在a、b、c三点中选择合适的点连接V1和R4。
(3)运算放大器不能直接驱动蜂鸣器报警,请根据电路的逻辑关系选择合适的三极管(NPN型或PNP型,采用共发射极接法),在虚线框中画出蜂鸣器驱动电路。
(4)在测试中发现温度超过40 ℃还没有报警,现要对电路重新调试,调试步骤如下:
A.将    (在①IC;②R3;③Rt中选择一项,将序号填写在“    ”处)放入盛有冷水的烧杯,插入温度计,加入热水使水温等于40 ℃;
B.    (在①减小R3;②增大R3;③减小R3;④增大Rt中选择一项,将序号填写在“    ”处),直至报警装置发出声、光报警信号为止。
答案 (1)②
(2)
(3)
(4)A.③ B.①
9.(2017·11月浙江省选考)小明设计了如图所示的温度报警电路。当检测到的温度高于设定值后,V3随温度升高逐渐变亮,如果温度继续上升到一定值后,V4、V5开始变亮,最后蜂鸣器HA发出报警声。根据电路图和功能要求完成下列任务:
(1)Rt应选择    (在A.正温度系数热敏电阻;B.负温度系数热敏电阻;C.可调电阻;D.定值电阻中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
(2)从V3变亮到V4、V5变亮的过程中,V1集电极c和发射极e之间的电压    (在A.降低;B.升高;C.保持不变中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
(3)小明搭建了测试电路,测试中,先固定Rp1,然后改变温度,发现发光二极管V3、V4、V5温度高时不亮,温度低时反而亮。造成该现象不可能的原因是    (在A.V1误用了PNP型;B.Rt与Rp1位置接反了;C.Rp1阻值偏小中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
(4)小明在调试电路时,不小心损坏了三极管V1,准备用电压比较器代替三极管V1来实现温度过高报警,请你帮助小明在电路图虚线框中将比较器连接好;
(5)修改后的电路相比原电路    (在A.功能完全一样;B.V3、V4、V5同时亮灭;C.Rp1和Rp2能分别设定报警温度的上限和下限中选择合适的选项,将序号填入“    ”处)。
答案 (1)B (2)A (3)C
(4)
(5)B
10.(2017·4月浙江省选考)在电子控制技术实践课上,小明准备设计一个遮光、通风控制系统,选择光敏电阻和正温度系数的热敏电阻作为传感器。请完成以下各题:
(1)光敏电阻值随光照强度变化的规律与    相似(从A;B;C中选择合适的选项,将序号填在“    ”处);
(2)小明提出的控制要求和设计的控制电路如图所示,其中X点输入光照强度信号,Y点输入温度信号。根据控制要求分析电路,J1、J2的作用是    (从A.J1用作遮光控制、J2用作通风控制;B.J1用作通风控制、J2用作遮光控制中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
控制要求
输入
输出
光照
温度
遮光继电器
通风继电器

≤26 ℃
释放
释放

≤26 ℃
释放
释放

>26 ℃
释放
吸合

>26 ℃
吸合
吸合
(3)小明在测试电路时,发现R3和R4的阻值不符合电路要求,导致J1和J2始终都不能吸合,合理的调整措施是    、    (在A.增大R3; B.减小R3; C.增大R4;D.减小R4中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
(4)请你根据控制要求,在虚线框内将传感器和电阻正确地连接到电路中。
答案 (1)B (2)A (3)B D
(4)
电子控制技术的设计和应用
1.电子控制系统是以电子技术为核心的自动控制系统。
(1)基本元器件:电阻、电感、电容、二极管、三极管和集成电路等;
(2)基本组成:输入、控制(处理)和输出三部分组成。
2.开环电子控制系统:电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响,也就是被控量的变化不会引起控制量的改变,即没有反馈。
???
3.闭环电子控制系统:能对输出结果进行检测,并将检测信号反馈到控制处理部分,从而对系统的控制产生影响的电子控制系统是闭环控制系统。
【例1】 如图所示为房间温度控制系统,当房门关闭且室内温度高于设定温度时,电动机工作,对房间进行降温。已知Rt是负系数热敏电阻,在门框上装有干簧管用于检测房门是否关闭,在门上装有磁铁用于控制干簧管的通断。根据电路及描述完成(1)~(3)题。
(1)该电路图中R1应选用的类型是(  )
解析 A是热敏电阻,B是光敏电阻,C是湿敏电阻,D是电位器。
答案 D
(2)对于该温度控制电路分析正确的是(  )
A.门打开时干簧管闭合,A获得高电平
B.开关K是常闭开关,当继电器J通电时,K闭合
C.二极管V2作用是保护三极管V1
D.若将R2与Rt互换位置,虚线框中的逻辑关系不变
解析 门上装磁铁,门框上有干簧管,门打开时,干簧管打开,A为低电平;开关K是常闭开关,继电器接通,K断开;R2与Rt互换,输入端逻辑相反,则虚线框内逻辑关系变化。
答案 C
(3)下列逻辑电路中能实现虚线框中的逻辑关系的是(  )
答案 A
【例2】 王明同学设计了如图所示的由555集成电路、覆铜板探头、喇叭、电位器、电阻、电容和电池等组成的雨水报警器。根据该控制系统回答以下问题。
(1)该控制系统的工作方式为(  )
A.闭环电子控制
B.开环电子控制
C.先闭环电子控制后开环电子控制
D.先开环电子控制后闭环电子控制
(2)在调试过程中,将水滴在覆铜板上,喇叭不发出声音,单独检测喇叭是好的,关于用多用电表检测的说法,错误的是(  )
A.将RP调到最下端,2脚、6脚有电压,说明电容器C1是好的
B.3脚有电压输出,说明电容器C3是好的
C.7脚无电压,说明7脚未焊接好
D.8脚无电压,说明8脚未焊接好
(3)王明同学想把该报警器改装成防盗报警器,下列改装方案不合适的是(  )
A.将覆铜板探头换成红外线感应装置来控制
B.将覆铜板探头换成干簧管来控制
C.将覆铜板探头换成压力触点来控制
D.将覆铜板探头换成声音传感器来控制
解析 (1)该电子控制系统的被控对象是喇叭,控制喇叭发出声音,不存在反馈回路,所以该控制系统的工作方式为开环电子控制系统。
(2)该电子控制系统的工作原理是电源通过电阻R2、覆铜板和电位器RP对电容C1充电,充电过程,2脚和6脚是低电压,3脚输出是高电平。电容C1充满电后,通过电位器RP和覆铜板往7脚进行放电,放电过程,2脚和6脚是高电压,3脚输出是低电平。整个过程在3脚形成振荡回路。将RP调到最下端,2脚、6脚有电压,说明电容器C1能正常充放电,电容器C1是好的。3脚有电压输出,如果电容器C3是好的,喇叭应该正常工作,有声音输出。7脚和8脚无电压,说明未焊接好。
(3)防盗报警器是防止小偷进入家中,可以将该报警器放置在窗台上,能够检测人体的传感器,可以用红外线装置,也可以用脚不小心踩到压力开关来触发报警,也可以用干簧管安装在窗户上来触发,靠声音传感器来触发不是好的方案。
答案 (1)B (2)B (3)D
考点 电子控制系统
1.如图所示是一个自动控制的水龙头,当人手靠近时水流出,手移开时水停止流出,出水时间超过10秒,就会自动关水。该水龙头控制系统属于(  )
A.开环电子控制系统
B.闭环电子控制系统
C.水龙头的开启是开环控制,关闭是闭环控制
D.水龙头的开启是闭环控制,关闭是开环控制
解析 判断开环闭环的根本依据就是系统的输出量是否对系统的控制产生影响,依据题干不难得出,是开环电子控制系统。
答案 A
2.如图所示是一个用CB7555集成块制作的光控报警电路。当外界光照较亮时,Rg阻值很小,蜂鸣器不发出声音;当外界光照较暗时,Rg阻值很大,蜂鸣器发出声音。进行电路搭接及调试时,无论光照强度较亮还是较暗时,蜂鸣器都不发出声音,产生该问题的原因可能是(  )
A.集成块的3脚与4脚焊点相连
B.三极管V2被击穿
C.定值电阻RP虚焊
D.光敏电阻RP和Rg的位置弄反
答案 C
一、选择题
1.如图所示是小明设计的水位控制系统,当水位低于b点时水泵M抽水,水位达到a点时停止抽水。555集成电路6脚电位升至2/3Vcc时,3脚输出低电平;2脚电位低至1/3Vcc时3脚输出高电平。调试中发现有时会出现溢水而仍未停止抽水的现象,下列故障原因分析中合理的是(  )
A.R5接触不良 B.R4接触不良
C.R2接触不良 D.R1接触不良
解析 由已知输出的故障现象推导可能的故障原因,此题要求熟练掌握555电路的输入、输出关系。R5接触不良将停止抽水;R1、R2接触不良都只会使3脚输出为0,也将停止抽水,R4接触不良时将使6脚电位无法升至2/3Vcc,将一直抽水。故选B。
答案 B
如图所示为小明设计的花盆自动浇水电路。R1、R2为土壤湿度传感器,其阻值随湿度增大而减小。当传感器测得土壤湿度低于设定下限时,V2导通,继电器吸合,开始浇水;土壤湿度达到设定上限时停止浇水。请根据电路图及其描述完成2~3题。
2.根据电路设计要求及继电器引脚排布图,下列继电器中不适合选用的是(  )
解析 选项中继电器的动触点合在一起不能满足设计要求。故选C。
答案 C
3.在试用中发现上限湿度偏高(土壤过湿才停止浇水),下列调试方案中合理的是(  )
A.将Rp1的触点往上调 B.将Rp1的触点往下调
C.将Rp2的触点往上调 D.将Rp2的触点往下调
解析 先判断出湿度上限由Rp2控制,排除了A、B选项;“上限湿度偏高”说明V1b太难转为高电平,所以应将Rp2调大,故D选项合理。故选D。
答案 D
4.如图所示是555时基电路的内部原理图,由两个运算放大器,基本RS触发器,门电路及三极管等元器件构成。下列关于555时基电路的说法中错误的是(  )
A.555时基电路中的基本RS触发器是由两个与非门构成
B.当④脚为低电平(0)时,③脚始终为低电平(0),和②⑥两脚电平高低无关
C.当③脚为高电平(1)时,①⑦两脚间导通
D.当⑧脚接电源Vcc;①脚接地;⑤脚通过一个电容接地时,运放器C1的“+”输入脚的电平为2/3Vcc
解析 当③脚为高电平(1)时,①⑦两脚间截止。
答案 C
5.如图所示是小明设计的温度控制指示电路,其中CF741是运算放大器,输入输出的逻辑关系见表格,Rt是正温度系数热敏电阻。当温度达到或高于30 ℃时发光二极管发光,反之不发光。下列关于该电路的说法中不正确的是(  )
输入
输出
V3>V2
V6高电平
V3=V2
V6=0.5 VCC
V3V6低电平
A.VT1是PNP型
B.温度升高时,Rt阻值增大
C.实际温度低于30 ℃时,6脚为高电平
D.R3向上调节,可调低设置的报警温度
解析 R3向上调节,可调高设置的报警温度。
答案 D
6.如图所示为某同学设计的台灯电路,下列分析不正确的是(  )
A.电容C1具有延时的作用
B.发光二极管V3亮,则V2导通,V1导通
C.合上开关,V3随即亮
D.断开开关,C1放电,放电时间与C1R1成正比
解析 断开开关,C1同向R1和R2、V1放电,放电时间与R2、V1也有关。故不与C1R1成正比。故选D。
答案 D
二、非选择题
7.小明准备为某仓库设计一个温、湿度控制系统,选择湿敏电阻和负温度系数的热敏电阻作为传感器。请完成以下各小题:
(1)下列能正确反映湿敏电阻值与湿度变化之间的关系的是    (选择合适的一项,将序号填在“     ”处);
(2)如图a所示的电路,其基本原理是:当仓库的温度或湿度过高时开启相应的设备M1、M2进行调节。其中G1、G2为集成运算放大器,其输入输出的逻辑关系是:当V+>V-输出Vcc,当V+图a
(3)如图a所示,将电位器Rp3向上滑动,调节的结果是    (在①温度变低,湿度变小;②温度变高,湿度变小;③温度变高,湿度变大;④温度变低,湿度变大中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
(4)使用一段时间后,小明发现电路工作不正常,经检测为G1、G2故障,为此小明利用三极管和电阻对电路进行了改造,请在图b虚线框中选择合适的端子,将电路连接完整,要求保持电路原有功能不变。
图b
答案 (1)①
(2)
(3)③
(4)
8.如图所示是小明设计的声光控延时灯控制系统的部分电路,LED1只有在光线弱且有声音的时候才能发光。MIC能接受到突发声音(如拍手)信号并转为电信号,该电信号经过C1送入V1放大,再经过R4、C2、R5输出;光线强弱能引起光敏电阻RG阻值改变。
(1)该电路没有用到哪种电子元件    (在下列选项中选择正确的项,将序号填写在“    ”处);
(2)LED1发光时,V2的状态是    (在①导通;②截止中选择一项,将序号填写在“    ”处);
(3)小明的电路图中虚线框位置端子a、b、c、d、e之间的连接线还没有连接,请你帮他完成连接,使得电路能实现预定功能,即LED1只有在光线弱且有声音的时候才能发光。
(4)小明在调试时,发现光线已经很暗了,但LED1还没有发光,应该    R7的阻值(在①调大;②调小中选择一项,将序号填写在“    ”处)。
答案 (1)③
(2)①(V2导通时,LED1马上亮起来;V2截止后,LED1慢慢熄灭,也就是延时熄灭。)
(3)
(4)①
9.如图甲所示是小通为盲人使用的开水杯设计的水位温度报警系统的部分电路,利用集成电路CC4011实现控制。集成电路CC4011引脚见图乙,用于控制和输入逻辑电平。当水温达到或超过40 ℃时,杯子会发出声音提醒盲人,防止烫伤;当水位过高时,水杯震动报警。请完成以下任务:
(1)水温过高时,会发出报警声提醒盲人,分析图中所给的温度传感器Rt为    (在“①正温度系数;②负温度系数”中选择一项,将序号填写在“    ”处)。
(2)当水位高于b点时,集成电路输入端4脚为    (在“①高电平;②低电平”中选择一项,将序号填写在“    ”处)。
(3)测试电路发现,当温度超过40 ℃时,杯子并没有发出声音,电路工作正常,则应调整电位器    (在“①R1;②R2”中选择一项,将序号填写在“    ”处);且滑动触头应    (在“①向上调;②向下调”中选择一项,将序号填写在“    ”处)。
(4)连接时发现,只有一个NPN型三极管,还有一个是PNP型,请改进电路用PNP型三极管V3代替图中V2,实现水位报警,其他元器件不变。
答案 (1)② (2)① (3)② ②
(4)
10.如图所示是某水族箱温度自动控制装置部分电路。集成电路是555,各脚的逻辑关系见表,已知Rt1和Rt2都是负温度系数热敏电阻,请完成以下任务。
2脚
6脚
3脚
<1/3Vcc
<1/3Vcc
高电平
>1/3Vcc
<2/3Vcc
保持
>1/3Vcc
>2/3Vcc
低电平
图1
(1)当Rt1检测到温度小于20 ℃时,开始加热,Rt2检测到温度大于24 ℃时,停止加热,请在图1A、B两个虚框中连线;
(2)假如想要调节成18 ℃到26 ℃的温度区间,应该是    (在①Rp1调大,Rp2调小;②Rp1调小,Rp2调大;③Rp1和Rp2都调大中选择一项);
(3)请你从图2虚框中选择合适的接头与逻辑门电路的输入和输出端相连,并在方框内画出一个适合的逻辑门符号,使得水位过低时电热水器不加热。
图2
答案 (1)
(2)①
(3)
11.一般机柜设有自动风扇散热控制系统,当电器运行发热高于某温度值时,自动开启风扇进行散热,其电路原理图如下图所示。其中,Rt为热敏电阻,LM311是电压比较器(当脚3电压低于脚2电压时,脚7输出供电电源12 V;当脚3电压高于脚2电压时,脚7输出低电平0 V)。
请完成以下问题:
(1)热敏电阻Rt为    ,当温度升高时,Rt的电阻值    (在以下选项中选择一项,填写相应的序号:①正温度系数;②负温度系数;③增大;④减小)。
(2)若要调低风扇运行的设定温度,则将滑动电阻RP    (在以下选项中选择一项,填写相应的序号:①向上滑动,增大阻值②向下滑动,增大阻值③向上滑动,减小阻值④向下滑动,减小阻值)。
(3)启动风扇时,风扇工作灯亮起;为保证散热效果,采用220 V交流电电源的风扇。现提供:直流电磁继电器J,有2个联动开关可控制电路;发光二极管D2作为风扇工作指示灯;阻值3.9 kΩ的R5作为二极管的保护电阻;交流电电源的风扇M。请根据上述要求在虚线框中补全电路。
答案 (1)② ④ (2)③
(3)
12.如图所示是用555集成设计的恒温控制器系统,Rt1、RP1为上限温度检测电阻,Rt2、RP2为下限温度检测电阻。当温度下降时,2脚电位低于1/3Vcc时,3脚输出高电平,J吸合,LED(红)点亮,开始加热。当温度升高而使6脚电位高于2/3Vcc时,3脚输出低电平,J释放,断开受控“电热丝”的电源,停止加热。分析该电子控制电路,回答以下问题:
(1)该控制系统属于    (在“①闭环电子控制系统;②开环电子控制系统”中选一项,填写序号)。
(2)该控制系统的执行器是    (在“①电热丝,②继电器J;③555集成、电阻Rt1、RP1、Rt2、RP2、电容C”中选一项,填写序号)。
(3)要能达到室内温度自动控制,电热丝要与继电器的    (在“①常开;②常闭”中选一项,填写序号)触头串联,在图中虚框内画出该触头,并与电路正确连接。
(4)电路工作:温度达到上限温度时,电热丝仍旧在加热,电路出现该故障,可能的原因是    (在“①Rt2与电路虚焊;②RP1与电路虚焊”中选一项,填写序号)。
答案 (1)① (2)① (3)①
(4)①
13.如图所示是555集成光控灯模拟电路,当外界光照强时,555集成2、6输入脚电位很高,输出脚3低电平,发光二极管V不亮。当外界光照弱时,555集成2、6输入脚电位很低,输出脚3高电平,发光二极管V亮。请完成以下任务:
(1)当外界光线由弱转强,光敏电阻阻值      (在①增大;②减小;③不变中选一项)。
(2)安装电路时,没有把光敏电阻Rg接入,发光二极管将    (在①一直不亮;②一直亮中选一项)。
(3)将光敏电阻Rg接入后发现,不管外界光线强还是弱,二极管始终不亮,可调电阻RP应调    (在①大;②小中选一项)。
(4)把该模拟电路改成实用电路,用三极管控制继电器触点的闭合和断开,来控制交流220 V电灯,请根据以上要求在虚线框内补全电路。
答案 (1)② (2)② (3)②
(4)
1.如图所示是小通设计的水箱水位控制装置的部分电路。数字集成电路采用NE555集成芯片,它的输入输出关系见图中表格。要求水位低于低水位L位置时,水泵才开始抽水,水位达到高水位H位置时,水泵停止抽水。请完成以下任务:
输入管脚情况
输出管脚
2脚输入
6脚输入
3脚输出
低电平
低电平
高电平
高电平
高电平
低电平
高电平
低电平
保持
低电平
高电平
禁止
(1)电容C为普通瓷片电容,根据图中所示电容值,应该选择标有数值为    的电容(在①102;②103;③104中选择一项,将序号填写在“    ”处)。
(2)当水箱中的水位低于L位置时,NE555集成芯片的3脚输出    (在①低电平;②高电平;③不确定中选择一项,将序号填写在“    ”处)。
(3)下图为小通测试NE555输入与输出逻辑关系的电路图,当水位低于L位置时,要求V1亮、V2灭;当水位高于H位置时,要求V1灭、V2亮。
A.请根据电路的逻辑关系在a、b、c三点中选择合适的点连接V2和R4。
B.如测试时,在水位由高于H位置逐渐降低至L位置(没有到L位置)的过程中,V1和V2的亮灭情况是    (在①V1亮、V2灭;②V1亮、V2亮;③V1灭、V2亮中选择一项,将序号填写在“    ”处)。
(4)下图是小通完成电路逻辑关系测试后,用直流电磁继电器来控制水泵抽水的电路图。请将电路中a、b两点间缺少的一个元器件和c、d两点间缺少的转换触点补画完整。
答案 (1)② (2)①
(3)A.
B.③
(4)
2.如图甲所示为水位提示电路原理图,其中发光二极管V1、V2为指示灯,A、B为水位探头,水箱中为盐水。集成电路CC4011引脚见图乙,用于控制和输入逻辑电平。请完成以下任务:
图甲 水位提示实验电路原理图
图乙 CC4011引脚图
(1)集成电路CC4011的逻辑电路属于    (在①与门;②与非门;③或非门中选择一项,将序号填写在“    ”处);
(2)图甲中,当水箱水位高于b点时,集成电路输入端1脚为    (在①高电平;②低电平中选择一项,将序号填写在“    ”处);
(3)图甲中,当水箱水位高于b点时,指示灯V1、V2的工作状态为    (在①V1发光、V2不发光;②V1不发光、V2发光;③V1、V2都发光中选择一项,将序号填写在“    ”处);
(4)若用直流电磁继电器和灯泡实现水位提示的功能,当水箱水位高于b点时,红灯亮,绿灯灭;低于b点时,绿灯亮,红灯灭。其中1、2、3处分别表示动触点、常闭触点、常开触点。请用导线连接以下元器件完成电路。
答案 (1)② (2)② (3)① (4)见下图
3.555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件,它性能优良,适用范围很广,外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器。555集成电路的内部功能如图1所示,由555定时器构成的多谐振荡器如图2所示,R1,R2和C是外接定时元件,电路中将高电平触发端(6脚)和低电平触发端(2脚)并接后接到R2和C的连接处,将放电端(7脚)接到R1,R2的连接处。分析两个电路图,回答以下问题。
555电路输入与输出的逻辑关系表
2脚
6脚
3脚
<1/3Vcc
<2/3Vcc
1
>1/3Vcc
>2/3Vcc
0
>1/3Vcc
<2/3Vcc
保持
(1)555定时器内部的两个与非门构成了一个基本RS触发器,正常使用时,4脚一般接高电平,当触发端2脚的输入电平低于1/3Vcc时,比较器C2输出    ,从而输出端 3 脚为    (在①高电平;②低电平;③维持原状态中选择一项,将序号填写在“    ”处)。
(2)分析图2的多谐振荡器的工作原理,由于接通电源瞬间,电容C两端电压不能突变,Vc=0,因此输出V0为    (在①高电平;②低电平;③维持原状态中选择一项,将序号填写在“    ”处)。这时,电源经R1,R2对电容C充电,使电压Vc上升,当Vc上升到2/3Vcc时,输出V0为    (在①高电平;
②低电平;③维持原状态中选择一项,将序号填写在“    ”处)。此时,从图1的内部放电三极管T分析,三极管T    (在①导通;②放大;③截止中选择一项,将序号填写在“    ”处),于是电容C又开始通过R2放电直到Vc小于1/3Vcc。
(3)如果要通过扬声器听到3脚输出的矩形波,需要通过三极管把3脚输出信号进行放大后输入扬声器,请在下面图3的虚线框中补充完整输出部分电路。
图3
答案 (1)② ① (2)① ② ①
(3)
4.如图所示是JN6201音乐集成芯片示意图,有关它的部分资料如下:(1)芯片电源电压为3 V;(2)当I1、I2、I3和I4中任一端输入高电平(大于1.2 V),O1、O2都会输出音频信号,O3输出频率较低的周期性脉冲信号,O4输出低电平。(3)当I1、I2、I3和I4输入均为低电平或者输入悬空(小于1.2 V)时,O1、O2、O3输出都是低电平,O4输出高电平。请完成以下任务:
(1)JN6201的电源电压的正、负极分别应该接    (在①14脚、7脚;②7脚、14脚;③6脚、7脚;④7脚、6脚中选择一项,将序号填写在“    ”处);
(2)小明想设计一个防盗报警电路,当窗户关闭时,干簧管闭合;窗户打开时,干簧管断开。要求窗户打开时,报警电路才声光报警。请你在图中的虚线框内选择合适的端子连线,完成电路设计;
(3)小明想在第(2)题电路的基础上,设计一个天黑防盗报警的电路,要求天黑时,且窗户被打开,电路才报警。请你在图中的虚线框内选择合适的端子连线,完成电路设计;
(4)现在要对第(3)题设计好的电路进行测试:
a.为防止窗户关闭时,电路发生短路或者电流过大,先将    (在①RP调到最大;②RP调到最小中选择合适的一项,将序号填写在“    ”处);
b.白天,用手遮住光敏电阻,然后打开窗户,调节RP直到刚好报警;将手移开后,停止报警;
c.若要在光线比原来更强时,打开窗户就报警,应该将    (在①RP调大;②RP调小中选择合适的一项,将序号填写在“    ”处)。
答案 (1)④
(2)
(3)
(4)① ②
5.(2016·9月嘉兴联考)如图所示是水箱水温控制实验电路图,其中NE555是时基集成电路,其功能见图中表格。电路的电源电压UDD为9 V,电路中Rt1、Rt2是负温度系数热敏电阻,用于检测水的实际温度。当水温度低于40 ℃时,发光二极管V1发光,表示加热器工作在加热状态,当水温度达到60 ℃时,发光二极管V1熄灭,表示加热器停止加热。请完成以下任务:
555时基电路功能表
输入
输出
输入端T(2)脚
输入端TH(6脚)
复位端(4脚)
输出端OUT(3脚)
x
x
0
0
<UDD
<UDD
1
1
>UDD
>UDD
1
0
>UDD
<UDD
1
保持
注:“x”表示任意状态。
(1)水在加热过程中,NE555时基电路输入端2脚和6脚的电位将    (在①增高;②降低;③一个增高,一个降低中选择一项,将序号填写在“    ”处)。
(2)当水温达到60 ℃时,发光二极管V1熄灭,加热器停止加热。在水温下降的过程中,NE555时基电路2脚和6脚电位分别为大于    伏和小于    伏。
(3)NE555时基电路输出端3脚的输出信号可以直接驱动直流电磁继电器工作。现采用36伏直流加热器加热水箱中的水,用直流电磁继电器的触点作为加热器的开关,并用二极管V2的发光来指示加热器停止加热。请在虚线框中画出其电路。
答案 (1)① (2)3 6 (3)见下图
6.(2016·8月温州模拟)如图所示为一款伸缩雨篷及小明为其设计的自动伸缩装置部分电路,其中Rt是负温度系数热敏电阻,Rs为负特性湿敏电阻。当烈日暴晒或下雨时,要求电机运转,从而带动雨布轴将雨布伸出打开。请完成以下任务:
(1)当湿度增大时,Rs的电阻值将    (在①增大;②减小;③不变中选择一项,将序号填写在“    ”处);
(2)小明设计的电路中还缺少继电器J,根据设计要求应将继电器J的线圈引脚接    (在①a、b连接点;②b、c连接点;③a、c连接点中选择一项,将序号填写在“    ”处);
(3)准备搭接电路时,小明发现错买了74LS02集成芯片,芯片引脚图如图所示。
若换用该集成芯片实现原电路的功能,在输出部分连线不变的前提下,请选择合适的连接点,完成虚框内线路连接。
答案 (1)② (2)②
(3)7脚与电源负极连接,14脚与电源正极连接;2、3脚作为输入端、1脚作为输出端连接;5、6脚连在一起。
7.(2016·9月台州模拟)如图为一以IC模块电路为核心的自动温控电路,IC模块的输入输出逻辑关系见图中表格。当温度高于30 ℃时,排风扇M通电运转对器件进行散热降温,当温度低于25 ℃时,排风扇M断电停止运转,从而将温度稳定在(25 ℃~30 ℃)之间。请完成以下内容。
输入
输出
1脚
2脚
3脚
<3 V
任意
高电平
>3 V
>6 V
低电平
>3 V
<6 V
保持不变
(1)当温度下降时,热敏电阻Rt2的阻值    (在①变大;②变小;③不变中选择一项,将序号填写在“    ”处)。
(2)将该电路置于温度为28 ℃环境中,再打开电源开关K,此时排风扇M的运转状态    (在①运转;②不运转;③不确定中选择一项,将序号填写在“    ”处);若当环境温度达到30 ℃时发现排风扇M不运转,应该将    (在①Rp1调大;②Rp1调小;③Rp2调大;④Rp2调小中选择一项,将序号填写在“    ”处)使排风扇M正好运转。
(3)为了使用方便,用发光二极管指示电动机的工作状态,电动机工作时绿色指示灯亮、红色指示灯灭,电动机停止时红色指示灯亮、绿色指示灯灭,请在虚线框内画出指示电路,并标注发光二极管颜色。
答案 (1)① (2)③ ③ (3)参考电路如下:
8.(2016·9月绍兴联考)如图所示为一款应用于育秧棚湿度超限报警器,它能在塑料育秧棚内的湿度偏离设定湿度时,及时发出声光报警信号,提醒用户注意控制棚内的湿度。湿度检测电路由湿度检测电极a、b(作为湿度传感器)、电位器RP1、RP2、IC1内部的门电路D1~D3组成。报警电路由发光二极管VL1和VL2、电阻器R1~R3、晶体管三极管V、音效集成电路IC2和扬声器BL组成。请完成以下任务:
(1)当育秧棚内的土壤湿度值在设定的湿度范围内(相对湿度为10%~35%)时,D1和D3均输出高电平,VL1和VL2均处于截止状态,V不导通,IC2不工作,BL不发声。当棚内的土壤湿度高于设定湿度的上限值(35%)时,发光二极管VL1~VL2的工作状态为    (在①VL1发光、VL2不发光;②VL1不发光、VL2发光;③VL1和VL2都发光中选择一项,将序号填写在“    ”处);
(2)在使用过程中,用户要求把土壤设定湿度的下限值调整为15%,则应调整    (在①RP1;②RP2中选择一项,将序号填写在“    ”处),并将该电位器往    调节(在①上;②下中选择一项,将序号填写在“    ”处);
(3)电路中的电容C为容量为22 μF的铝电解电容器,其额定电压选用最恰当的是    (在①50 V;②10 V;③4.5 V中选择一项,将序号填写在“    ”处);
(4)在使用过程中,用户发现报警的声音太小,经常听不见,要求声音大一些,希望能把家里的收录机作为声音报警器。请根据以下改进后的电路及要求,选择下面提供的元器件在虚线框中补画完整改进后电路图。
答案 (1)② (2)① ① (3)② (4)补画完整的电路图如下。
9.如图所示是小明设计的一款自动防雨晾衣装置控制电路图,下雨时,传感器检测到信号后,电机带动滑轮转动,将晾衣杆和衣物收回室内。其中,R1=R2,比较器已经连入电路。请完成以下任务:
(1)根据题意,判断虚线框内应为    (在A.常开触点;B.常闭触点中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
(2)在测试电路时,当下雨时,电动机不转,发现R4的阻值不符合电路要求,可能的原因是    (在A.R4电阻过大;B.R4电阻过小;C.R4精度过大中选择合适的选项,将序号填入“    ”处);
(3)为了实现傍晚时能将衣物收回室内,对该系统优化后电路图如下,请在虚线框内将传感器和电阻正确地连接到电路中。
(4)为使晾衣装置具有自动晾晒功能,即增加在不下雨且有阳光条件下,可将衣服自动晾出功能,小明将电路图改进如下图所示。当流过电动机的电流方向从左到右时,电动机正转(衣服收回);当流过电动机的电流方向从右到左时,电动机反转(衣服晾出)。请在虚线框内连接合适的端子连接电路,使电路具备以上功能。
答案 (1)A (2) A
(3)
(4)
10.如图1所示为小通同学设计的高、低温报警电路,当温度低于20 ℃或者高于40 ℃时发光二极管发光报警,当温度在设定范围内时发光二极管不发光不报警。其中Rt1、Rt2为负温度系数热敏电阻。请完成以下任务:
图1
(1)当温度上升时,A点的电位与B点的电位    (在A.均升高;B.均降低;C.A升高,B降低;D.A降低,B升高中选择一项,将序号填写在“    ”处);
(2)温度要调整为低于10℃时报警,应调节的是    (在A.Rp2;B.Rt1;C.Rt2;D.Rp3中选择一项,将序号填写在“    ”处);该电阻滑片应    (在A.向上移;B.向下移中选择一项,将序号填写在“    ”处);
(3)按步骤2调试好后,电路中Rp2    Rp3(在A.>;B.<;C.=中选择一项,将序号填写在“    ”处);
(4)小通同学在搭接图1电路时,发现手上没有或门。于是,他打算设计一个电路来实现或门的功能(如图2所示),请在虚线框1中选择合适的接线端子把电路补充完整。
图2
答案 (1)A (2)A B (3)A
(4)如下图。
课件16张PPT。【考纲标准】电子控制技术的设计和应用
1.电子控制系统是以电子技术为核心的自动控制系统。
(1)基本元器件:电阻、电感、电容、二极管、三极管和集成电路等;
(2)基本组成:输入、控制(处理)和输出三部分组成。2.开环电子控制系统:电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响,也就是被控量的变化不会引起控制量的改变,即没有反馈。3.闭环电子控制系统:能对输出结果进行检测,并将检测信号反馈到控制处理部分,从而对系统的控制产生影响的电子控制系统是闭环控制系统。【例1】 如图所示为房间温度控制系统,当房门关闭且室内温度高于设定温度时,电动机工作,对房间进行降温。已知Rt是负系数热敏电阻,在门框上装有干簧管用于检测房门是否关闭,在门上装有磁铁用于控制干簧管的通断。根据电路及描述完成(1)~(3)题。(1)该电路图中R1应选用的类型是(  )解析 A是热敏电阻,B是光敏电阻,C是湿敏电阻,D是电位器。
答案 D(2)对于该温度控制电路分析正确的是(  )
A.门打开时干簧管闭合,A获得高电平
B.开关K是常闭开关,当继电器J通电时,K闭合
C.二极管V2作用是保护三极管V1
D.若将R2与Rt互换位置,虚线框中的逻辑关系不变
解析 门上装磁铁,门框上有干簧管,门打开时,干簧管打开,A为低电平;开关K是常闭开关,继电器接通,K断开;R2与Rt互换,输入端逻辑相反,则虚线框内逻辑关系变化。
答案 C(3)下列逻辑电路中能实现虚线框中的逻辑关系的是(  )答案 A【例2】 王明同学设计了如图所示的由555集成电路、覆铜板探头、喇叭、电位器、电阻、电容和电池等组成的雨水报警器。根据该控制系统回答以下问题。(1)该控制系统的工作方式为(  )
A.闭环电子控制
B.开环电子控制
C.先闭环电子控制后开环电子控制
D.先开环电子控制后闭环电子控制(2)在调试过程中,将水滴在覆铜板上,喇叭不发出声音,单独检测喇叭是好的,关于用多用电表检测的说法,错误的是(  )
A.将RP调到最下端,2脚、6脚有电压,说明电容器C1是好的
B.3脚有电压输出,说明电容器C3是好的
C.7脚无电压,说明7脚未焊接好
D.8脚无电压,说明8脚未焊接好(3)王明同学想把该报警器改装成防盗报警器,下列改装方案不合适的是(  )
A.将覆铜板探头换成红外线感应装置来控制
B.将覆铜板探头换成干簧管来控制
C.将覆铜板探头换成压力触点来控制
D.将覆铜板探头换成声音传感器来控制解析 (1)该电子控制系统的被控对象是喇叭,控制喇叭发出声音,不存在反馈回路,所以该控制系统的工作方式为开环电子控制系统。
(2)该电子控制系统的工作原理是电源通过电阻R2、覆铜板和电位器RP对电容C1充电,充电过程,2脚和6脚是低电压,3脚输出是高电平。电容C1充满电后,通过电位器RP和覆铜板往7脚进行放电,放电过程,2脚和6脚是高电压,3脚输出是低电平。整个过程在3脚形成振荡回路。将RP调到最下端,2脚、6脚有电压,说明电容器C1能正常充放电,电容器C1是好的。3脚有电压输出,如果电容器C3是好的,喇叭应该正常工作,有声音输出。7脚和8脚无电压,说明未焊接好。(3)防盗报警器是防止小偷进入家中,可以将该报警器放置在窗台上,能够检测人体的传感器,可以用红外线装置,也可以用脚不小心踩到压力开关来触发报警,也可以用干簧管安装在窗户上来触发,靠声音传感器来触发不是好的方案。
答案 (1)B (2)B (3)D
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