5.3 闭环电子控制系统的设计和应用（分层作业）通用技术苏教版2019选择性必修1

5.3闭环电子控制系统的设计和应用（分层作业） 【基础达标】 1.如图所示是自动浇花机电路图。当花盆内土壤水分蒸发湿度减小到一定程度时,会启动水泵自动浇水,当花盆内土壤湿度达到一定值时停止浇水,从而使土壤湿度保持在一定范围。下列关于该电路的说法中不正确的是(　　) A.继电器的选用,主要根据电路电源电压和水泵的额定值来确定 B.电路中的湿度传感器是负电阻湿度特性的,即湿度越大,电阻越小 C.当土壤湿度增加到一定值时,三极管VT1处于饱和状态,水泵停转 D.电位器RP的作用是调节土壤湿度的控制范围 2.如图所示为小明设计的孵化箱温控电路，可将温度保持在37 ℃～39 ℃。下列分析中正确的是（　　） A.Rt1、Rt2均为正温度系数热敏电阻 B.调整RP1设定下限温度值，调整RP2设定上限温度值 C.温度在37 ℃～39 ℃时，a、b、c均为低电平 D.把3个或非门改成与非门，电路功能不变 3.如图所示是温度区间控制电路，当VD2发光时，表示加热器工作。下列对该电路的分析中正确的是（　　） A.Rt是正温度系数的热敏电阻 B.VD1虚焊时,电路无法实现区间控制 C.调小Rp2，温度上下限值都增大 D.Rp1滑动端上移，温度下限值增大 4.如图所示是一个温度控制电路，当温度升高到设定值时，风扇启动降温。下列分析中正确的是（　　） A.该电路具有将温度控制在某一区间的功能 B.LED是风扇工作指示灯，当风扇启动时，LED灯亮 C.RT是正温度系数热敏电阻 D.为提高风扇的启动温度，可减小Rp1阻值 5.如图所示是温度控制电路，采用负温度系数热敏电阻。高温启动风扇，低温风扇停止。555功能如表所示。下列说法中不正确的是 （　　） A.R1是热敏电阻 B.当风扇启动时，VD1发光 C.RP触点向下滑动，设定温度值变低 D.VD2在断电瞬间保护VT 【能力提升】 6.如图所示为小明设计的温控电路,当温度低于下限时,电热丝加热升温,当温度上升到上限时,电热丝停止加热。LM393是电压比较器,当V＋＞V－时,1脚输出高电平,当V＋＜V－时,1脚输出低电平。在调试电路时,下列说法中不正确的是(　　) A.调大R1的阻值,只调低温度的下限 B.调大R3的阻值,会同时调低温度的上、下限 C.电热丝加热时,VT1最好调成饱和状态 D.继电器的触点开路电压大于220 V(交流) 7.如图所示是小明设计的温度控制系统电路，可将保温箱的温度保持在30 ℃～50 ℃。下列关于该电路的分析正确的是（　　） A.Rt为正温度系数热敏电阻 B.IC1控制上限、IC2控制下限 C.将RP2调大可调高下限温度 D.该电路中继电器触点额定工作电压为220 V交流电 【链接真题】 [2022.6浙江]8.如图所示的控制电路，当温度低于下限时继电器J吸合，加热器开始加热；温度高于上限时继电器J释放，加热器停止加热；Rt短路或断路时，加热器均不加热。下列分析中，不正确的是（　　） A.R6断路且温度低于下限时，VD3发光 B.R3短路时，加热器不会加热 C.加热器加热时，N1输出低电平 D.Rt断路时，N2输出高电平 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.3闭环电子控制系统的设计和应用（分层作业） 【基础达标】 1.如图所示是自动浇花机电路图。当花盆内土壤水分蒸发湿度减小到一定程度时,会启动水泵自动浇水,当花盆内土壤湿度达到一定值时停止浇水,从而使土壤湿度保持在一定范围。下列关于该电路的说法中不正确的是 (　　) A.继电器的选用,主要根据电路电源电压和水泵的额定值来确定 B.电路中的湿度传感器是负电阻湿度特性的,即湿度越大,电阻越小 C.当土壤湿度增加到一定值时,三极管VT1处于饱和状态,水泵停转 D.电位器RP的作用是调节土壤湿度的控制范围 答案：C 解析：当土壤湿度增加到一定值时，三极管VT1导通，由于VT1采用共集电极接法，VT1无法工作在饱和状态，应处于放大状态。 2.如图所示为小明设计的孵化箱温控电路，可将温度保持在37 ℃～39 ℃。下列分析中正确的是（　　） A.Rt1、Rt2均为正温度系数热敏电阻 B.调整RP1设定下限温度值，调整RP2设定上限温度值 C.温度在37 ℃～39 ℃时，a、b、c均为低电平 D.把3个或非门改成与非门，电路功能不变 答案：B 解析：A项，当温度小于37 ℃时，继电器吸合，电热丝加热，此时三极管VT导通（c=0），即a=0、b=0，Rt1、Rt2阻值大，温度低阻值大，Rt1、Rt2为负温度系数热敏电阻；B、C项，当温度在37 ℃到39 ℃之间时，触发器应处于保持状态，即此时a=0、b=1，b点产生电平转变，故RP1控制下限温度，RP2控制上限温度；D项，若把3个或非门改成与非门，逻辑相反，触发器保持状态转变，a=0、b=1时，触发器无法保持。 3.如图所示是温度区间控制电路，当VD2发光时，表示加热器工作。下列对该电路的分析中正确的是（　　） A.Rt是正温度系数的热敏电阻 B.VD1虚焊时,电路无法实现区间控制 C.调小Rp2，温度上下限值都增大 D.Rp1滑动端上移，温度下限值增大 答案：B 解析：A项，当温度低于下限时，加热器加热，VD2发光，比较器输出高电平，V＋>V－，Rt的阻值大，温度低阻值大，Rt为负温度系数的热敏电阻；B项，VD1虚焊时，Rp2无法接入电路，则V+没有变化，电路就无法实现区间控制；C项，当温度低于设定的温度下限值时，Rp2不参与工作，即Rp2与下限温度无关；D项，Rp1滑动端上移，Rp1的阻值增大，Rt的阻值变大，温度变低，即温度下限值变小。 4.如图所示是一个温度控制电路，当温度升高到设定值时，风扇启动降温。下列分析中正确的是（　　） A.该电路具有将温度控制在某一区间的功能 B.LED是风扇工作指示灯，当风扇启动时，LED灯亮 C.RT是正温度系数热敏电阻 D.为提高风扇的启动温度，可减小Rp1阻值 答案：D 解析：B项，LED亮时，继电器工作，常闭触点断开，此时风扇不工作；C项，风扇启动时，继电器不工作，三极管VT截止，LED灯不亮，比较器输出高电平，V－为低电平，RT阻值小，温度高阻值小，RT为负温度系数热敏电阻；A、D项，电容器充、放电的电压差值0.7 V左右，延时功能不明显，且电路中比较器和三极管是单点控制，则该电路不具备区间控制功能，故调高温度的设定值，RT阻值变小，则可调小Rp1、调小Rp2或增大R1。 5.如图所示是温度控制电路，采用负温度系数热敏电阻。高温启动风扇，低温风扇停止。555功能如表所示。下列说法中不正确的是 （　　） A.R1是热敏电阻 B.当风扇启动时，VD1发光 C.RP触点向下滑动，设定温度值变低 D.VD2在断电瞬间保护VT 答案：B 解析：高温启动风扇，三极管VT截止，3脚输出高电位，7脚悬空，VD1不发光，2、6脚低电位，5脚为高电位，采用的是负温度系数热敏电阻，温度高阻值小，则R1阻值小，为热敏电阻；RP触点向下滑动，2、6脚电位变低，5脚电位也变低，R1阻值大，设定值变低；继电器断电瞬间会产生反向感应电动势，易损坏三极管，VD2在断电瞬间保护三极管VT。 【能力提升】 6.如图所示为小明设计的温控电路,当温度低于下限时,电热丝加热升温,当温度上升到上限时,电热丝停止加热。LM393是电压比较器,当V＋＞V－时,1脚输出高电平,当V＋＜V－时,1脚输出低电平。在调试电路时,下列说法中不正确的是(　　) A.调大R1的阻值,只调低温度的下限 B.调大R3的阻值,会同时调低温度的上、下限 C.电热丝加热时,VT1最好调成饱和状态 D.继电器的触点开路电压大于220 V(交流) 答案：A 解析：当温度上升到上限时，电热丝停止加热，继电器释放，比较器输出高电平，Rt的阻值小，温度低阻值小，Rt为负温度系数热敏电阻；A项，由题意可知，R1同时控制上、下限温度，调大R1的阻值，上、下限温度都会受到影响；B项，R3同时控制上、下限温度，调大R3的阻值，比较器V-减小，V+也减小，Rt的阻值大，设定温度调低，即同时调低温度的上、下限；C项，电热丝加热时，VT1最好调成饱和状态，使继电器两端电压最大，线圈绝对吸合；D项，触点回路的电源电压为220 V交流电，为使触点正常工作，继电器的触点开路电压大于220 V交流电。 7.如图所示是小明设计的温度控制系统电路，可将保温箱的温度保持在30 ℃～50 ℃。下列关于该电路的分析正确的是（　　） A.Rt为正温度系数热敏电阻 B.IC1控制上限、IC2控制下限 C.将RP2调大可调高下限温度 D.该电路中继电器触点额定工作电压为220 V交流电 答案：C 解析：A项，当温度低于30 ℃时，VT导通，其基极为0，则IC1输出0，IC1的V＋为低电平，因此温度低，Rt大，Rt为负温度系数热敏电阻；B项，当温度低于30 ℃，IC1输出0，IC2输出1，触发器输出0，温度逐渐上升，IC1输出1，IC2输出1，触发器保持，温度高于50 ℃，IC1输出1，IC2输出0，三极管截止，因此IC1控制下限，IC2控制上限；C项，Rp2调大，IC2的V＋调大，IC2的V－也变大，则Rt变大，由于是负温度系数热敏电阻，且IC1控制下限，所以下限温度被调高；D项，电热丝的额定工作电压为220 V交流电。 【链接真题】 [2022.6浙江]8.如图所示的控制电路，当温度低于下限时继电器J吸合，加热器开始加热；温度高于上限时继电器J释放，加热器停止加热；Rt短路或断路时，加热器均不加热。下列分析中，不正确的是（　　） A.R6断路且温度低于下限时，VD3发光 B.R3短路时，加热器不会加热 C.加热器加热时，N1输出低电平 D.Rt断路时，N2输出高电平 答案：A 解析：A、C项，温度低于下限时，继电器J吸合，加热器加热，VD3发光，三极管VT1和VT2导通，比较器N1输出低电平、N2输出高电平，Rt为负温度系数热敏电阻，若R6断路，则三极管VT1和VT2截止，VD3不发光；B项，R3短路，比较器N1、N2输出相同的信号，三极管VT1和VT2截止，不加热；D项，Rt断路，N2的“+”输入端电位高于“-”输入端电位，N2出高电平。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $