1、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
2、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10 B.引脚10,引脚11C.引脚11,引脚14 D.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
3、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(在增大;减小;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(在发出报警声;不
4、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)(3)(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
5、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c74LS32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R100,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(在升高;降低;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(在高电平;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
6、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)2 k2.2 k(2)(3)(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)2 k2.2 k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
7、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(在保护;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220 V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
8、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)(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100 k,温度系数为1 K/。在比较器IC741的反向输入端(2脚)加有3.9 V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,VT
9、1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(在开环控制;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(在增大;减小;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(在增大;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
10、的电路。答案(1)(2)(3)(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
11、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。,。(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)预制控制温度控制处理继电器、电热丝等工作被控对象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,
12、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
13、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
14、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(在正;负中选择一项,将序号填入);(2)电路图中三极管型号是(在PNP,NPN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;(在放大,饱和导通,截止中选择一项,将序号填入)。此时发光二极管(在亮,不亮中选择一项,将序号填入),扬声器(在发出响声,没有响声中选择一项,将序号填入)。答案(1)(2)(3)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
15、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(在正;负中选择一项,将序号填入);(2)电路图中三极管、型号均是(在PNP,NPN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。(在放大,饱和导通,截止中选择一项,将序号填入)。此时继电器J(在接通,断开中选择一项,将序号填入),电热棒电源控制开关自动(在开;关中选择一项,将序号填入)。答案(1)(2)(3)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。
