第15练 温控器原理基础 浙江省（单独招生考试）《电子基本电路装调与分析》（高教版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了浙江省（单独招生考试）《电子基本电路装调与分析》（高教版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是浙江省（单独招生考试）《电子基本电路装调与分析》（高教版）一课一练的第15练，内容为：基础检测卷：温度检测、运放比较器、控制阈值和电路功能。 浙江省（单独招生考试）一课一练 《电子基本电路装调与分析》（高教版） 第15练 温控器原理基础 一、单项选择题 1. 在电子温控器中，最常用来检测温度变化并输出电阻信号的敏感元件是（ ） A. 热敏电阻 B. 光敏电阻 C. 压敏电阻 D. 电位器 【答案】A 【解析】热敏电阻的阻值会随温度变化，可将温度变化转换为电阻信号，供后级比较和控制使用。光敏电阻受光照影响，压敏电阻受压力影响，电位器需要人工调节。 2. 如图所示的放大电路，若电压放大倍数为10，则的阻值为（ ） A. 1 kΩ B. 90kΩ C. 100 kΩ D. 110kΩ 【答案】B 3. 采用负温度系数热敏电阻检测温度时，环境温度升高，热敏电阻的阻值将（ ） A. 先增大后减小 B. 逐渐增大 C. 保持不变 D. 逐渐减小 【答案】D 【解析】负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而减小，这是其进行温度检测和信号转换的基本特性。 4. 电子温控器中，比较器的主要作用是（ ） A. 降低传感器工作温度 B. 放大负载供电电流 C. 比较检测电压与基准电压 D. 储存执行器动作能量 【答案】C 【解析】比较器通过比较温度检测电压与设定的基准电压，判断实际温度是否达到控制阈值，并输出相应的控制信号。其余选项分别不是比较器的主要功能。 二、填空题 5. 温控器中，用于设定控制温度并产生比较基准电压的元件通常是______。 【答案】电位器 【解析】电位器可以通过改变分压比调节基准电压，从而设定温控器的动作温度。 6. 在图中，电路名称是______，当时，输出电压。当时，输出电压。 【答案】① 反相比例运算电路 ② −​ ③ +​ 7. 当温度检测信号达到设定阈值后，温控器通常通过驱动______来接通或断开加热器等负载。 【答案】继电器 【解析】继电器能够利用控制电路的小电流控制负载回路的通断，常作为温控器与加热器等执行负载之间的接口元件。 8. 加热式温控器的基本控制过程是：温度传感器检测温度，比较电路进行判断，再由执行元件控制加热负载，这种控制方式属于______控制。 【答案】闭环 【解析】加热式温控器将传感器检测到的实际温度反馈给比较电路，并依据反馈结果调节负载状态，因此属于闭环控制。 三、简答题 9. 简述采用热敏电阻和继电器的加热式电子温控器的基本工作过程。 【答案】（1）热敏电阻检测被控对象的温度，并将温度变化转换为电阻变化，再形成相应的检测电压。 （2）比较电路将检测电压与电位器设定的基准电压进行比较，判断实际温度是否达到设定值。 （3）当温度低于设定值时，控制电路驱动继电器接通加热负载；当温度达到或超过设定值时，继电器断开或停止加热。 （4）温度变化通过传感器反馈到比较电路，使温度在设定范围内保持相对稳定。 【解析】加热式电子温控器按照“检测、比较、执行、反馈”的过程工作。热敏电阻负责温度检测，电位器提供设定基准，比较电路作出控制判断，继电器负责接通或断开加热负载，反馈作用使控制过程形成闭环。 四、综合应用题 10. 某恒温箱采用负温度系数热敏电阻进行温度检测。电路中，热敏电阻 接在直流电源 与检测点之间，固定电阻 接地，检测点电压 接运算放大器比较器的同相输入端。比较器反相输入端接 的基准电压。已知热敏电阻参数如下：温度为 时，；温度为 时，。规定比较器输出为高电平时接通加热器，输出为低电平时断开加热器，且忽略运算放大器的输入电流。（1）计算比较器翻转时热敏电阻的阻值，并根据已知数据估算温控器的控制阈值温度。（2）判断温度低于控制阈值和高于控制阈值时比较器的输出状态，并说明加热器的工作状态。（3）该温控器在控制阈值附近可能出现继电器频繁吸合、释放的现象。说明一种改进电路功能的方法，并说明其作用。 【答案】（1）检测点电压为\[VT=VCC\frac{R1}{RT+R1}\]。比较器翻转时，非反相输入端电压等于反相输入端基准电压，即\[VT=Vref\]，因此\[RT=R1\frac{VCC-Vref}{Vref}=10.0\times\frac{5.0-1.25}{1.25}=30.0 kΩ\]。题给50℃和60℃时的热敏电阻阻值分别为3.6 kΩ和2.5 kΩ，均小于30.0 kΩ，因此控制阈值低于50℃。由于题目未给出足以进行外推的热敏电阻温度特性模型，不能根据这两个数据可靠地估算出具体阈值温度，题设参数与“估算阈值温度”的要求不匹配。 （2）低于控制阈值时，负温度系数热敏电阻的阻值较大，检测电压较小，比较器同相输入端电压低于反相输入端基准电压，输出低电平，加热器断开。高于控制阈值时，热敏电阻阻值较小，检测电压较大，比较器输出高电平，加热器接通。该控制逻辑与通常要求的低温加热、高温停止相反。 （3）可将热敏电阻改接到分压器的下臂、固定电阻接到上臂。此时低温时热敏电阻阻值较大，检测电压升高，比较器输出高电平，接通加热器；高温时热敏电阻阻值减小，检测电压降低，比较器输出低电平，断开加热器。也可以保持原分压电路，交换比较器的同相输入端和反相输入端，或在加热器驱动级增加反相逻辑，以实现低温加热、高温停止。此外，在比较器中加入正反馈形成滞回，可使接通温度和断开温度具有一定差值，减少控制阈值附近继电器的频繁吸合与释放。 【解析】由分压关系，VT=5R1/(RT+R1)。令VT=1.25 V，得RT=R1(5−1.25)/1.25=30.0 kΩ。因50℃、60℃时阻值均小于此值，阈值低于50℃，但缺少温度特性模型，无法确定具体温度。低温时输出低、加热器断开；高温时输出高、加热器接通，逻辑相反。可交换比较器输入端或分压位置，并加入正反馈形成滞回，减少继电器频繁动作。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了浙江省（单独招生考试）《电子基本电路装调与分析》（高教版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是浙江省（单独招生考试）《电子基本电路装调与分析》（高教版）一课一练的第15练，内容为：基础检测卷：温度检测、运放比较器、控制阈值和电路功能。 浙江省（单独招生考试）一课一练 《电子基本电路装调与分析》（高教版） 第15练 温控器原理基础 一、单项选择题 1. 在电子温控器中，最常用来检测温度变化并输出电阻信号的敏感元件是（ ） A. 热敏电阻 B. 光敏电阻 C. 压敏电阻 D. 电位器 2. 如图所示的放大电路，若电压放大倍数为10，则的阻值为（ ） A. 1 kΩ B. 90kΩ C. 100 kΩ D. 110kΩ 3. 采用负温度系数热敏电阻检测温度时，环境温度升高，热敏电阻的阻值将（ ） A. 先增大后减小 B. 逐渐增大 C. 保持不变 D. 逐渐减小 4. 电子温控器中，比较器的主要作用是（ ） A. 降低传感器工作温度 B. 放大负载供电电流 C. 比较检测电压与基准电压 D. 储存执行器动作能量 二、填空题 5. 温控器中，用于设定控制温度并产生比较基准电压的元件通常是______。 6. 在图中，电路名称是______，当时，输出电压。当时，输出电压。 7. 当温度检测信号达到设定阈值后，温控器通常通过驱动______来接通或断开加热器等负载。 8. 加热式温控器的基本控制过程是：温度传感器检测温度，比较电路进行判断，再由执行元件控制加热负载，这种控制方式属于______控制。 三、简答题 9. 简述采用热敏电阻和继电器的加热式电子温控器的基本工作过程。 四、综合应用题 10. 某恒温箱采用负温度系数热敏电阻进行温度检测。电路中，热敏电阻 接在直流电源 与检测点之间，固定电阻 接地，检测点电压 接运算放大器比较器的同相输入端。比较器反相输入端接 的基准电压。已知热敏电阻参数如下：温度为 时，；温度为 时，。规定比较器输出为高电平时接通加热器，输出为低电平时断开加热器，且忽略运算放大器的输入电流。（1）计算比较器翻转时热敏电阻的阻值，并根据已知数据估算温控器的控制阈值温度。（2）判断温度低于控制阈值和高于控制阈值时比较器的输出状态，并说明加热器的工作状态。（3）该温控器在控制阈值附近可能出现继电器频繁吸合、释放的现象。说明一种改进电路功能的方法，并说明其作用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $