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第二節(jié)　閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用
考試內(nèi)容
考核要求
(1)簡單閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的基本工作原理
(2)簡單的閉環(huán)電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試
(3)安裝過程中常見問題的分析和解決
b
c
c
1.閉環(huán)電子控制系統(tǒng)是在開環(huán)電子控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加反饋環(huán)節(jié)而構(gòu)成的。它具有較高的控制精度，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。冰箱、空調(diào)、恒溫箱、智能洗衣機(jī)、水位監(jiān)控設(shè)備等大都采用閉環(huán)電子控制系統(tǒng)。
2.設(shè)計(jì)和安裝閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的一般步驟如下：
(1)按照設(shè)計(jì)要求，確定被控量和被控對象。
(2)如果對控制量控制的精確度要求較高，應(yīng)利用有反饋的閉環(huán)電子控制系統(tǒng)對被控對象實(shí)施控制。
(3)根據(jù)閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的方框圖，選擇控制(處理)部分的電子電路、輸出部分的執(zhí)行器、檢測部分中的傳感器，并參照有關(guān)資料，通過接口電路將各個(gè)部分緊密地連接成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)。
(4)按照電路圖安裝電路。
(5)將系統(tǒng)各部分進(jìn)行整體安裝和調(diào)試。在調(diào)試過程中，輸入預(yù)置控制量，根據(jù)被控量的變化進(jìn)行監(jiān)控。認(rèn)真分析干擾因素對被控量的干擾，并通過調(diào)整預(yù)置控制量等各種方法把干擾的影響減少至最低。
(6)通過制作、試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)存在的問題，對方案進(jìn)行改進(jìn)或優(yōu)化。
一、簡單閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的工作原理(b)
1.閉環(huán)電子控制系統(tǒng)
電子控制系統(tǒng)的輸出結(jié)果對系統(tǒng)的控制有影響，也就是被控量的變化會改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)，這種電子控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)電子控制系統(tǒng)。
2.閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的工作原理
它是在開環(huán)電子控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加反饋環(huán)節(jié)而構(gòu)成的。所謂反饋就是檢測系統(tǒng)的輸出量并返回到輸入端與給定量進(jìn)行比較的過程。
閉環(huán)電子控制具有較高的控制精度，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整控制狀態(tài)，使被控量接近或等于給定量。
【典例1】 該系統(tǒng)中干燥器出口的氣體溫度與奶粉質(zhì)量密切相關(guān)，生產(chǎn)工藝要求出口溫度保持恒定，假設(shè)蒸汽流量和濃縮奶流量恒定，則溫度控制子系統(tǒng)的工作過程如下：將檢測到的干燥器內(nèi)溫度信號傳送給放大器和可控硅，并與設(shè)定溫度值比較，根據(jù)溫度偏差信號控制冷氣閥門的打開程度，調(diào)節(jié)燃油冷空氣的流量，使干燥器內(nèi)的溫度穩(wěn)定在設(shè)定溫度，下列關(guān)于該控制系統(tǒng)的說法正確的是(　　)
A.被控對象是放大器和可控硅 B.控制器是熱敏元件
C.執(zhí)行器是冷氣閥門 D.輸出量是冷空氣的流量
解析　根據(jù)工作原理，該系統(tǒng)的被控對象是干燥器，熱敏元件是檢測裝置；執(zhí)行器是冷氣閥門，輸出量是干燥器內(nèi)的實(shí)際溫度。故選C。
答案　C
【變式訓(xùn)練1】 下列控制系統(tǒng)中，不屬于開環(huán)電子控制系統(tǒng)的是(　　)
A.紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng) B.自動(dòng)門控制系統(tǒng)
C.音樂噴泉水柱高低控制系統(tǒng) D.加熱爐溫度控制系統(tǒng)
解析　加熱爐溫度控制系統(tǒng)存在反饋，屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。故選D。
答案　D
二、簡單閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試(c)
設(shè)計(jì)和安裝閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的一般步驟如下：
1.按照設(shè)計(jì)要求，確定被控量和被控對象。
2.如果對控制量控制的精確度要求較高，應(yīng)利用有反饋的閉環(huán)電子控制系統(tǒng)對被控對象實(shí)施控制。
3.根據(jù)閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的方框圖，選擇控制(處理)部分的電子電路、輸出部分的執(zhí)行器、檢測部分中的傳感器，并參照有關(guān)資料，通過接口電路將各個(gè)部分緊密地連接成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)。
4.按照電路圖安裝電路。
5.將系統(tǒng)各部分進(jìn)行整體安裝和調(diào)試。在調(diào)試過程中，輸入預(yù)置控制量，根據(jù)被控量的變化進(jìn)行監(jiān)控。認(rèn)真分析干擾因素對被控量的干擾，并通過調(diào)整預(yù)置控制量等各種方法把干擾的影響減少至最低。
6.通過制作、試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)存在的問題，對方案進(jìn)行改進(jìn)或優(yōu)化。
【典例2】 如圖所示為JN6201集成電路孵化箱溫度控制系統(tǒng)電路圖。請回答以下問題：
(1)該控制系統(tǒng)屬于________控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)的控制(處理)部分是________，執(zhí)行部分是________。
(2)調(diào)試時(shí)，將溫度傳感器Rt1放入37 ℃水中，調(diào)整電位器________，使繼電器觸點(diǎn)J－2觸點(diǎn)________。
(3)再調(diào)試時(shí)，將溫度傳感器Rt2放入39 ℃水中，調(diào)整電位器________，使繼電器觸點(diǎn)J－2觸點(diǎn)________。
(4)當(dāng)9腳長時(shí)間處于低電平時(shí)，三極管V2處于________狀態(tài)，V3處于________狀態(tài)，繼電器J________，電熱絲通電加熱。
(5)調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)不管孵化箱的溫度如何，繼電器J始終吸合，該故障的原因可能是(　　)
A.三極管V3內(nèi)部擊穿 B.二極管V5內(nèi)部擊穿
C.R4虛焊 D.R5連焊
解析　(1)該控制系統(tǒng)存在反饋，故屬于閉環(huán)電子控制系統(tǒng)；ICJN6201負(fù)責(zé)接收信息并將信息傳給執(zhí)行器V1、V2及繼電器J。(2)Rt1與Rp1串聯(lián)，故調(diào)試時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)Rp1，低溫時(shí)電熱絲加熱故J－2觸點(diǎn)吸合。(3)Rt2與Rp2串聯(lián)，故調(diào)試時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)Rp2，高溫時(shí)電熱絲停止加熱故J－2觸點(diǎn)斷開。(4)9腳低電平則V2基極為低電平，V2導(dǎo)通，V3也隨之導(dǎo)通，繼電器J通電。(5)V3擊穿時(shí)相當(dāng)于短路，則會導(dǎo)致繼電器始終吸合。
答案　(1)閉環(huán)電子　ICJN6201　三極管V2、V3和繼電器J　(2)Rp1　吸合　(3)Rp2　斷開　(4)飽和　飽和　通電　(5)A
【變式訓(xùn)練2】 如圖所示為JN6201集成電路孵化箱溫度控制系統(tǒng)電路圖。請回答以下問題：
(1)當(dāng)孵化箱溫度剛好為下限溫度37 ℃時(shí)，9腳輸出________(①高電平；②低電平中選擇一項(xiàng)填入“________”處)。
(2)當(dāng)孵化箱溫度從39 ℃下降到37 ℃過程中，三極管V2________(①導(dǎo)通；②截止中選擇一項(xiàng)填入“________”處)，________亮；(①發(fā)光二極管V7；②發(fā)光二極管V8中選擇一項(xiàng)填入“________”處)。
(3)在調(diào)試雞蛋孵化恒溫控制系統(tǒng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)孵化箱內(nèi)的溫度已經(jīng)超過39 ℃，加熱器還在加熱。為了讓系統(tǒng)正常工作，應(yīng)________(①調(diào)大Rp1；②調(diào)小Rp1；③調(diào)大Rp2；④調(diào)小Rp2中選擇一項(xiàng)填入“________”處)。
解析　(1)當(dāng)孵化箱溫度剛好為下限溫度37 ℃時(shí)，電熱絲應(yīng)處于加熱狀態(tài)，故V2、V3均處于導(dǎo)通狀態(tài)，9腳為低電平。(2)當(dāng)孵化箱溫度從39 ℃下降到37 ℃過程中，電熱絲停止加熱，故V2、V3處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)J－1與V7相連，故V7發(fā)光。(3)上限調(diào)節(jié)電阻為Rp2，現(xiàn)要將上限調(diào)低，則應(yīng)將Rp2調(diào)大。
答案　(1)②　(2)②　①　(3)③
三、安裝過程中的常見問題的分析和解決(c)
安裝過程中的常見問題的分析和解決：
1.看懂閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的原理圖；
2.檢查電路中焊接質(zhì)量，防止出現(xiàn)假焊、虛焊等；
3.檢查各部件安裝的位置、牢固性，特別是傳感器的正確安裝；
4.用示波器、多用電表檢測輸入部分關(guān)鍵點(diǎn)的電壓、波形等電子參數(shù)；
5.改變輸入部分(傳感器)的狀態(tài)，用示波器、多用電表檢測輸出部分關(guān)鍵點(diǎn)的電壓、波形等電子參數(shù)；
6.根據(jù)檢查的結(jié)果，判斷故障的原因。
【典例3】 如圖所示為555集成電路組成的水位控制系統(tǒng)電路圖。請完成以下任務(wù)：
(1)該控制系統(tǒng)的控制(處理)部分是________，執(zhí)行部分是________。
(2)當(dāng)水箱水位處于圖中所示的水位時(shí)，6腳是________電平，2腳是________電平。
(3)當(dāng)水箱水位處于圖中a、b之間時(shí)，3腳輸出________。
(4)調(diào)試時(shí)候發(fā)現(xiàn)，該控制系統(tǒng)能將水位控制在a與c之間，說明水位探頭C在水箱中放置的高度________水位探頭B的位置。
解析　(1)CB7555接受信息并傳遞給執(zhí)行部分V4和繼電器J。(2)當(dāng)水位處于圖中所示位置時(shí)，6腳接地，2腳接電源正極。(3)當(dāng)水位處于a、b之間時(shí)CB7555處于保持狀態(tài)，故3腳輸出無法確定。(4)當(dāng)c高于b時(shí)系統(tǒng)能將水位控制在a、c之間。
答案　(1)CB7555　V4　(2)低　高　(3)無法確定　(4)高于
如圖所示為水塔水位控制電路。該電路由降壓整流電路、水位探頭(a、b、c)、555時(shí)基電路、繼電器控制電路等組成。555時(shí)基電路輸入輸出關(guān)系見下表。當(dāng)水位低于探頭b時(shí)，繼電器J吸合，使常開觸點(diǎn)J1－1閉合，抽水機(jī)啟動(dòng)開始給水塔加水；當(dāng)水位到達(dá)探頭c時(shí)，抽水機(jī)停止加水。請完成第1～2題。
1.要實(shí)現(xiàn)題目提出的設(shè)計(jì)要求，以下虛線框中補(bǔ)全電路圖中，正確的是(　　)
解析　根據(jù)題目所提的設(shè)計(jì)要求，可以分析出A正確。故選A。
答案　A
2.電路連接完畢后進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)水位到達(dá)c點(diǎn)時(shí)，抽水機(jī)還在抽水，以下可能的原因是(　　)
A.電容C1擊穿 B.電阻R1虛焊
C.電阻R1連焊 D.繼電器觸點(diǎn)接觸不良
解析　電阻R1連焊，2、6腳為低電平，3腳輸出高電平，抽水機(jī)一直工作。故選C。
答案　C
3.在通用技術(shù)課堂上，老師要求同學(xué)們設(shè)計(jì)一個(gè)水箱水位控制電路，要求如下：當(dāng)水箱中的水位低于b點(diǎn)時(shí)，水泵工作；水位到達(dá)c點(diǎn)時(shí)，水泵停止工作。下圖是小通設(shè)計(jì)的電路，下列關(guān)于該電路的分析說法中，不正確的是(　　)
A.電容C起到延時(shí)的作用 B.該電路能實(shí)現(xiàn)題目的要求
C.V2應(yīng)選擇NPN型三極管 D.D1起到開關(guān)作用
解析　該電路不能實(shí)現(xiàn)題目的要求，當(dāng)水位到達(dá)c點(diǎn)后，由于電容C的延時(shí)作用，電動(dòng)機(jī)還會工作一段時(shí)間，最終水會高于c點(diǎn)。故選B。
答案　B
4.如圖所示小明設(shè)計(jì)的水位控制系統(tǒng)，當(dāng)水位低于b點(diǎn)時(shí)水泵M抽水，水位達(dá)到a點(diǎn)時(shí)停止抽水。555集成電路6腳電位升至2/3Vcc時(shí)3腳輸出低電平，2腳電位低至1/3Vcc時(shí)3腳輸出高電平。請完成以下任務(wù)。
(1)555集成電路管腳識別正確的是(在下列選項(xiàng)中選擇正確的選項(xiàng)，將序號填寫在“____”處)；
(2)測試電路時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)555集成電路的3腳輸出高電平時(shí)，繼電器J不工作，合理的調(diào)節(jié)措施是________(在①減小R1和R2的阻值；②減小R3的阻值；③減小R4的阻值；④減小R5的阻值中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(3)小明設(shè)計(jì)控制電路中，忘記設(shè)置水泵工作狀態(tài)指示燈，請你在虛線框內(nèi)選擇合適的端子連接發(fā)光二極管V3和電阻R6，使得水泵M抽水時(shí)V3發(fā)光，不抽水時(shí)V3不發(fā)光。
(4)系統(tǒng)工作一段時(shí)間后，三極管V1損壞，小明準(zhǔn)備用手頭僅有的PNP型三極管替代原來的三極管，請你在虛線框內(nèi)選擇合適的端子重新連接電路。要求保持系統(tǒng)原有的功能，繼電器線圈接在集電極上。
解析　(1)略。(2)3腳已經(jīng)為高電平，J不工作，說明三極管基極電勢偏低，要調(diào)高電勢可以減小R5。(3)略。(4)略。
答案　(1)②　(2)④
(3)如圖
(4)如圖
5.如圖a所示為小云設(shè)計(jì)的孵化箱高、低溫報(bào)警電路，當(dāng)溫度低于設(shè)定下限或者高于設(shè)定上限時(shí)發(fā)光二極管發(fā)光報(bào)警，當(dāng)溫度在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)不報(bào)警。其中Rt1、Rt2為負(fù)溫度系數(shù)溫度傳感器。請完成以下任務(wù)：
圖a
(1)調(diào)節(jié)上限溫度的是________(在①Rp2；②Rt1；③Rt2；④Rp3中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(2)Rp1調(diào)大，設(shè)定的下限溫度將會________(在①升高；②降低中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(3)電路調(diào)試好后，Rp2________Rp3(在①＞；②＜；③＝中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(4)在電路調(diào)試的過程中，小云發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管亮度不夠，打算采用三極管驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管。請?jiān)趫Db框1中填入合適的三極管，并將框2中所有的元件的連接起來。
圖b
(5)小云打算對圖1的電路做進(jìn)一步改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)如下功能：當(dāng)孵化箱溫度低于設(shè)定下限時(shí)加熱器加熱，到達(dá)設(shè)定上限時(shí)加熱器停止加熱，請把圖c虛線框1和框2中的電路補(bǔ)充完整。
圖c
答案　(1)④　(2)①　(3)①　(4)如圖
(5)如圖
1.如圖所示電路是光控路燈的模型，當(dāng)光線較弱時(shí)，發(fā)光二極管自動(dòng)點(diǎn)亮，當(dāng)光線較弱時(shí)，發(fā)光二極管不發(fā)光。下列說法不正確的是(　　)
A.輸入部分是光敏傳感器
B.控制部分是晶體三極管組成的電子電路
C.輸出部分是晶體三極管
D.輸出部分是發(fā)光二極管
解析　輸出部分是發(fā)光二極管。故選C。
答案　C
2.如圖所示是熱帶魚魚缸溫度電子控制電路圖，當(dāng)水缸內(nèi)的熱敏電阻檢測出水溫高于最高設(shè)定水溫時(shí)，水缸內(nèi)的加熱絲就停止加熱；當(dāng)水缸內(nèi)的熱敏電阻(負(fù)溫度系數(shù))檢測出水溫低于最低設(shè)定水溫時(shí)，水缸內(nèi)的加熱絲就加熱，使水溫穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)(注：水溫低時(shí)，集成芯片555輸入端2、6腳電位很低，輸出端3腳為高電平，繼電器J吸合，電熱絲通電加熱。)將熱敏傳感器Rt放入設(shè)定水溫的水中，不管怎么調(diào)電位器R1和R2，電熱絲都不通電加熱，下列原因不可能的是(　　)
A.二極管V接反了 B.熱敏電阻Rt斷路
C.繼電器J線圈內(nèi)部斷路 D.輸出端3腳與繼電器線圈虛焊
解析　二極管V接反則對J失去了保護(hù)作用，線圈可能被燒壞而導(dǎo)致無法工作；熱敏電阻Rt斷路，則2、6腳接地，3腳輸出高電平，電熱絲會一直工作；J內(nèi)部斷路，線圈無法通電，電熱絲不工作；3腳虛焊則繼電器無法接通，電熱絲也無法工作。故選B。
答案　B
3.如圖所示為某款簡易水箱自動(dòng)上水和LED指示電路，其中V1是指示燈(水位超過設(shè)定值后能自動(dòng)停止抽水)。當(dāng)有人用水而使水箱中的水位降到a、b兩個(gè)探頭之間時(shí)，抽水泵和指示燈的工作狀態(tài)分析正確的是(　　)
A.抽水泵抽水、V1不發(fā)光 B.抽水泵不抽水、V1發(fā)光
C.抽水泵抽水、V1發(fā)光 D.抽水泵不抽水、V1不發(fā)光
解析　水位下降時(shí)，繼電器工作在保持狀態(tài)，故保持跟前一狀態(tài)一樣，水泵不抽水，V1發(fā)光。故選B。
答案　B
4.如圖所示是小明設(shè)計(jì)的蔬菜大棚溫度控制系統(tǒng)電路圖，其基本原理是預(yù)設(shè)溫度控制范圍20 ℃～30 ℃。當(dāng)溫度低于下限溫度時(shí)，電熱絲通電加熱升溫，當(dāng)溫度上升到上限溫度后電熱絲斷電，停止加熱。已知繼電器J有兩個(gè)常開觸點(diǎn)J－1、J－2，則以下說法正確的是(　　)
A.熱敏電阻Rt為正溫度系數(shù)
B.要把上限溫度調(diào)高到32 ℃，下限保持20 ℃不變，則需將Rp2的活動(dòng)觸頭向右滑
C.將Rp1阻值調(diào)小，則上限溫度，下限溫度均調(diào)高
D.V1截至?xí)r，J－1閉合
解析　低溫時(shí)電熱絲加熱，故V1導(dǎo)通，基極為低電平，故Rt為大電阻，Rt為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，當(dāng)V1截止時(shí)J－1斷開，A、D錯(cuò)誤；加熱時(shí)Rp1和Rp2并聯(lián)，要調(diào)高上限，需要減小并聯(lián)電阻把Rp2向左滑動(dòng)；將Rp1阻值調(diào)小，則上限溫度，下限溫度均調(diào)高。故選C。
答案　C
如圖所示為小通設(shè)計(jì)的雨水自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)，選擇粗銅導(dǎo)線作為傳感器。請分析該電路，完成第5～6題。
5.為防止電動(dòng)機(jī)長時(shí)間空轉(zhuǎn)燒毀，要求集雨器水位低b點(diǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止工作，則虛線框內(nèi)應(yīng)選用的邏輯門是(　　)
A.或門 B.與門 C.與非門 D.或非門
解析　水位低b點(diǎn)時(shí)，b導(dǎo)線的電勢為0，電動(dòng)機(jī)停止工作，V2應(yīng)該截止，邏輯門的輸出應(yīng)該為0，因此虛線框中應(yīng)該是與門。故選B。
答案　B
6.調(diào)試電路時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)虛線框中的邏輯門輸出高電平時(shí)，繼電器J不工作，合理的調(diào)節(jié)措施是(　　)
A.減小R4的阻值 B.減小R5的阻值
C.減小R3的阻值 D.減小R2的阻值
解析　減小R5的阻值，V2的基極的電流增大，流過繼電器J的電流會增大，繼電器將會工作。故選B。
答案　B
7.如圖所示是小明設(shè)計(jì)的水位控制系統(tǒng)，當(dāng)水位低于b點(diǎn)時(shí)水泵M抽水，水位達(dá)到a點(diǎn)時(shí)停止抽水。555集成電路6腳電位升至2/3Vcc時(shí)，3腳輸出低電平；2腳電位低至1/3Vcc時(shí)3腳輸出高電平。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)有時(shí)會出現(xiàn)溢水而仍未停止抽水的現(xiàn)象，下列故障原因分析中合理的是(　　)
A.R5接觸不良 B.R4接觸不良
C.R2接觸不良 D.R1接觸不良
解析　由已知輸出的故障現(xiàn)象推導(dǎo)可能的故障原因，此題要求熟練掌握555電路的輸入、輸出關(guān)系。R5接觸不良將停止抽水；R1、R2接觸不良都只會使3腳輸出為0，也將停止抽水，R4接觸不良時(shí)將使6腳電位無法升至2/3Vcc，將一直抽水。故選B。
答案　B
8.如圖所示是用CB555組成的水箱水位控制系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)電路。d1、d2、d3三個(gè)接點(diǎn)分別連接水箱中的水位探頭。該控制系統(tǒng)可以使得水箱中的水位穩(wěn)定在高水位(H)和低水位(L)之間。3個(gè)水位探頭與控制電路中的d1、d2、d3連接起來方案中，正確的是(　　)
A.d1接L、d2接H、d3接c B.d1接c、d2接H、d3接L
C.d1接H、d2接L、d3接c D.d1接c、d2接L、d3接H
解析　根據(jù)題目要求分析，選B。
答案　B
9.如圖所示的電路，當(dāng)水杯中的水位在a、b兩個(gè)探頭之間時(shí)，V1和V2的狀態(tài)分別是(　　)
A.V1亮、V2亮 B.V1不亮、V2亮
C.V1亮、V2不亮 D.條件不足，無法判斷
解析　當(dāng)水位探頭在a、b之間時(shí)，觸發(fā)器處于保持狀態(tài)，故無法確定V1、V2的狀態(tài)。故選D。
答案　D
10.下圖是張雷設(shè)計(jì)的一個(gè)溫度指示實(shí)驗(yàn)電路，核心為一塊555芯片，其功能見下表。R1與R2是同樣的負(fù)溫度系數(shù)型的熱敏電阻，Rp1與Rp2均是可調(diào)電阻，V1和V2分別為紅色與綠色的發(fā)光二極管。調(diào)節(jié)好Rp1與Rp2，使溫度在37 ℃時(shí)6腳電壓<VCC，2腳電壓<VCC，40 ℃時(shí)6腳電壓>VCC，2腳電壓>VCC。3.該實(shí)驗(yàn)電路在溫度升至40 ℃時(shí)會觸發(fā)某種亮燈狀態(tài)，但現(xiàn)在溫度升至39 ℃時(shí)就觸發(fā)了。為了恢復(fù)原控制設(shè)定，則以下措施中正確的是(　　)
6腳
2腳
3腳(電平)
>VCC
>VCC
低
<VCC
>VCC
不變
<VCC
<VCC
高
>VCC
<VCC
高
A.調(diào)大Rp1 B.調(diào)小Rp1 C.調(diào)大Rp2 D.調(diào)小Rp2
解析　根據(jù)描述Rp1可以調(diào)節(jié)上限，現(xiàn)要調(diào)高上限，又根據(jù)Rt1為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，則應(yīng)調(diào)小Rp1。故選B。
答案　B
11.小明利用555集成芯片設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的自動(dòng)澆花控制電路。當(dāng)花盆中土壤濕度較小時(shí)，探針a和探針b之間的電阻值較大，使得3腳輸出為高電位，繼電器吸合，水泵M啟動(dòng)；往花盆里加水，花盆中的土壤到達(dá)一定濕度時(shí)(探針a和探針b之間的電阻值較小)，水泵停止加水。在該電路調(diào)試過程中，無論花盆中土壤的干濕程度如何，水泵M始終處于加水狀態(tài)，造成該現(xiàn)象的原因可能是(　　)
A.調(diào)節(jié)Rp時(shí)，中心抽頭調(diào)整到圖示中最上方
B.三極管V1燒壞斷路
C.電阻R兩管腳連焊，造成短路
D.焊接過程中1腳虛焊
解析　調(diào)節(jié)Rp時(shí)，中心抽頭調(diào)整到圖示中最上方，2、6腳為低電平，3腳高電平，繼電器吸合。故選A。
答案　A
12.如圖所示是小黃設(shè)計(jì)的烘箱溫度控制裝置的部分電路。數(shù)字集成電路采用NE555集成芯片，它的輸入輸出關(guān)系見圖中表格。要求溫度低于溫度下限時(shí)，加熱器開始加熱，溫度高于溫度上限時(shí)，加熱器停止加熱，請完成以下任務(wù)：
輸入管腳情況
輸出管腳
2腳輸入
6腳輸入
3腳輸出
低電平
低電平
高電平
高電平
高電平
低電平
高電平
低電平
保持
低電平
高電平
禁止
(1)電容C為普通瓷片電容，根據(jù)圖中所示電容值，應(yīng)該選擇標(biāo)有數(shù)值為________的電容(在①102；②103；③104中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(2)如果烘箱溫度在上限和下限溫度之間，NE555集成芯片的3腳輸出________(在①低電平；②高電平；③不確定中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(3)根據(jù)電路圖，當(dāng)溫度低于下限溫度時(shí)，要求V1亮、V2滅；當(dāng)溫度高于上限溫度時(shí)，要求V1滅、V2亮。請?jiān)谔摼€框內(nèi)選擇合適的端子連接電路。
(4)下圖是小黃用直流電磁繼電器來控制加熱器工作的電路，要實(shí)現(xiàn)題中所提的設(shè)計(jì)要求，請?jiān)谔摼€框內(nèi)選擇合適的端子連接電路。
(5)在第(4)問中，把虛線框中的電路連接好后，把繼電器常閉開關(guān)換成常開開關(guān)。如果要實(shí)現(xiàn)題中所提的控制要求，必須要重新設(shè)計(jì)輸入部分的電路，請?jiān)谙聢D左邊虛線框內(nèi)選擇合適的端子連接電路。
解析　(1)0.01微法等于10000皮法，用三位數(shù)碼表示法表示為“103”。(2)如果烘箱溫度在上限和下限溫度之間，NE555集成芯片的3腳輸出可能是高電平，也可能是低電平。(3)根據(jù)電路圖，當(dāng)溫度低于下限溫度時(shí)，3腳輸出是高電平；當(dāng)溫度高于上限溫度時(shí)，3腳輸出是低電平。(4)PNP型三極管的發(fā)射極接電源的正極，集電極接負(fù)載。(5)只需Rt1、Rt2接電源的負(fù)極，Rp1、Rp2接電源的正極，2、6腳的解法不變。
答案　(1)②　(2)③
(3)
(4)
(5)
13.如圖所示是小通設(shè)計(jì)的水箱水位控制裝置的部分電路。要求水位低于低水位L位置時(shí)，水泵才開始抽水，水位達(dá)到高水位H位置時(shí)，水泵停止抽水。請完成以下任務(wù)：
(1)請根據(jù)電路的邏輯關(guān)系及設(shè)計(jì)要求，在a、b、c三點(diǎn)中選擇合適的點(diǎn)分別于1、2、3三點(diǎn)連接。
(2)如果水位在低水位L以下，V的狀態(tài)是________(在①亮；②滅中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(3)如果水位在高水位H和低水位L之間時(shí)，電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)是________(在①抽水；②不抽水；③無法確定中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(4)小通同學(xué)進(jìn)行電路調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流太小，無法驅(qū)動(dòng)水泵正常工作。于是，小通用三極管控制直流繼電器觸點(diǎn)的閉合與斷開，用電磁繼電器的觸點(diǎn)作為水泵的接通開關(guān)，水泵由48 V直流電源供電。請你根據(jù)題目要求，選擇合適的三極管，在下圖虛線框中幫助小通畫全電路。
解析　(1)水位在低水位L以下時(shí)，2、3腳為低電平，2腳經(jīng)過非門后變成高電平，下面一個(gè)或非門輸出高電平，電動(dòng)機(jī)工作，抽水；水位上升到高水H位和低水位L之間時(shí)，觸發(fā)器處于保持狀態(tài)，故電動(dòng)機(jī)還在工作，抽水；當(dāng)水位到達(dá)高水位H時(shí)，2、3腳為高電平，2腳經(jīng)過非門后變成低電平，下面一個(gè)或非門輸出低電平，電動(dòng)機(jī)不工作，停止抽水。
(2)②；略。(3)略。(4)下面一個(gè)或非門輸出高電平時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作，抽水；而繼電器是常開開關(guān)，所以要選擇NPN型三極管，負(fù)載要接在集電極。
答案　(1)
(2)②　(3)③
(4)
14.如圖1所示是小郭設(shè)計(jì)的水箱水位控制的部分電路，其中，R2、R3遠(yuǎn)大于R1。要求水位低B點(diǎn)時(shí)，水泵開始抽水；水位到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，水泵停止抽水。請完成以下任務(wù)：
圖1
(1)當(dāng)水位低于B點(diǎn)時(shí)，或非門的輸出端D輸出________(在①高電平；②低電平中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“______”處)。
(2)要實(shí)現(xiàn)電路功能，請?jiān)趫D1電路虛線框1中選擇合適的連接點(diǎn)，把電路補(bǔ)充完整。
(3)在搭接圖1電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)手上只有一個(gè)四二輸入或非門集成門電路，沒有非門。為了實(shí)現(xiàn)電路功能，請把圖2虛線框2中的電路補(bǔ)充完整。
圖2
(4)小郭打算對圖1的電路進(jìn)行改進(jìn)，用NPN型三極管(采用共發(fā)射級接法)驅(qū)動(dòng)繼電器，繼電器的觸點(diǎn)作為水泵的接通開關(guān)。請把圖3虛線框3中的電路補(bǔ)充完整。
圖3
解析　(1)B、C都為低電平，故D為高電平。(2)要實(shí)現(xiàn)題中所提的要求，虛線框1中，應(yīng)該有一個(gè)由或非門組成的基本觸發(fā)器。(3)把或非門兩個(gè)輸入腳并聯(lián)在一起，變成一個(gè)非門。(4)略。
答案　(1)①
(2)
(3)
(4)
15.如圖a所示為一恒溫控制電路，其工作過程為：當(dāng)溫度高于37 ℃時(shí)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)將熱空氣排出，同時(shí)室外的冷空氣進(jìn)入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)降溫；當(dāng)溫度降低到33 ℃時(shí)風(fēng)扇停止運(yùn)轉(zhuǎn)，溫度上升。電路中C1、C2為比較器，其特性如圖b所示。請根據(jù)要求完成下列各題。
(1)假設(shè)A1是用來調(diào)節(jié)溫度上限的，請將虛線框內(nèi)的電路補(bǔ)充完整。
(2)該電路圖中Rt應(yīng)選擇________(在A.正溫度系數(shù)熱敏電阻；B.負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填入“________”處)。
(3)使用過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度低于33 ℃時(shí)風(fēng)扇仍在運(yùn)轉(zhuǎn)，下列情況中不可能的是________(在A.電阻R3太大；B.三極管擊穿；C.Rp1連焊；D.Rp3虛焊中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填入“________”處)。
(4)現(xiàn)需將溫度下限調(diào)整到30 ℃則應(yīng)該________(在A.調(diào)大Rp1；B.調(diào)大Rp2；C.調(diào)大Rp3；D.調(diào)小Rp1；E.調(diào)小Rp2；F.調(diào)小Rp3中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填入“________”處)。
(5)在不改變上、下限溫度設(shè)定的條件下，將電路中的或非門改成與非門，將電路補(bǔ)充完整。
解析　(1)略。(2)根據(jù)功能要求，當(dāng)溫度高于37 ℃時(shí)，A1輸出低電平，故Rt的特性是溫度越高阻值就越大，故選A。(3)R3越大三極管基極的電位就越低，三極管越容易截止，則風(fēng)扇更易停轉(zhuǎn)，不符合題意，故選A。(4)A2控制溫度下限，當(dāng)調(diào)低溫度下限時(shí)，Rt/Rp1的值減小，故R2/Rp3的值也應(yīng)減小，R2為定值電阻故只能調(diào)大Rp3；如果調(diào)小Rp1則上限溫度也發(fā)生改變，故不可取。故選C。(5)略。
答案　(1)如圖
(2)A　(3)A　(4)C　(5)如圖
16.小明準(zhǔn)備設(shè)計(jì)一個(gè)養(yǎng)豬場溫、濕度模擬控制系統(tǒng)，選擇濕敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻作為傳感器。當(dāng)養(yǎng)豬場的溫度或濕度高于設(shè)定值時(shí)開啟相應(yīng)的控制裝置(M1、M2)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。控制電路如圖所示，其中G1、G2為集成運(yùn)算放大器，其輸入輸出的邏輯關(guān)系是：V＋>V－，輸出高電平；反之，輸出低電平。請分析電路，完成以下任務(wù)：
(1)請根據(jù)控制要求和電路原理，在虛線框內(nèi)補(bǔ)全電路(不添加任何元器件)。
(2)根據(jù)電路原理，M1、M2控制功能分別是________(在①M(fèi)1為溫度調(diào)節(jié)，M2為濕度調(diào)節(jié)；②M1為濕度調(diào)節(jié)，M2為溫度調(diào)節(jié)中選擇合適的選項(xiàng))。
(3)將電位器Rp中心向下滑動(dòng)，設(shè)定溫度將會________(在①變高；②變低中選擇合適的選項(xiàng))，設(shè)定濕度將會________(在①變大；②變小中選擇合適的選項(xiàng))。
(4)當(dāng)養(yǎng)豬場溫、濕度同時(shí)超過上限時(shí)，要求發(fā)出聲音報(bào)警，提醒工作人員進(jìn)行人工干預(yù)。請你在下圖虛線框內(nèi)用一個(gè)邏輯門與電路進(jìn)行正確連接，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。
解析　(1)當(dāng)養(yǎng)豬場的溫度或濕度高于設(shè)定值時(shí)，G1輸出低電平，G2輸出高電平，根據(jù)題目要求M1、M2要工作，所以三極管V1、V2要被導(dǎo)通，故G1連接R4，G2連接R3。(2)結(jié)合第(1)問可知，M1為溫度調(diào)節(jié)，M2為濕度調(diào)節(jié)。(3)將電位器Rp中心向下滑動(dòng)，Rp的電阻將會變小，G1的同向端和G2的反向端的電壓將會變小，故設(shè)定溫度將會變低，設(shè)定濕度將變小。(4)當(dāng)養(yǎng)豬場的溫度和濕度同時(shí)超過上限時(shí)，G1輸出低電平，G2輸出高電平，三極管V1、V2被導(dǎo)通，J1、J2吸合，要使蜂鳴器報(bào)警，綜合分析，虛線框中為與門。
答案　(1)
(2)①　(3)②　②
(4)
17.如圖所示是水箱水位閉環(huán)控制系統(tǒng)電路圖。a、b、c三個(gè)水位探頭(用粗銅電線制作)放置在水箱的不同位置。工作時(shí)合上水泵電源開關(guān)S，當(dāng)水位下降至b點(diǎn)以下時(shí)，水泵向水箱注水，當(dāng)水位升至a點(diǎn)時(shí)，水泵即停止注水。請完成以下各題：
(1)當(dāng)水位從a下降到b的過程中，三極管V1處于________狀態(tài)(在①放大；②飽和；③截止中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(2)為了顯示水泵的工作狀態(tài)，擬用發(fā)光二極管(紅色)顯示水泵正在給水箱注水，用發(fā)光二極管(綠色)顯示水泵停止注水。現(xiàn)有1.5 V的發(fā)光二極管2個(gè)(紅色和綠色各1個(gè))，限流電阻1個(gè)。請用以上元件在虛線框中補(bǔ)全該電路圖。
(3)為了防止控制電路出現(xiàn)故障時(shí)水溢出水箱，在水箱上端d處設(shè)置一個(gè)探頭(用粗銅電線制作)，當(dāng)水位升高至d處時(shí)，蜂鳴器能自動(dòng)報(bào)警，以提醒人員斷開水泵電源開關(guān)S。現(xiàn)有5 V電源1個(gè)；蜂鳴器1個(gè)；可調(diào)電阻1個(gè)；四二輸入與非門1片(用其中的1個(gè)與非門即可，引出腳為1—3腳)；導(dǎo)線若干。請用導(dǎo)線連接以下元器件中未連接的部分，組成報(bào)警電路。
解析　(1)水位從a降到b的過程中，水泵不往水箱加水，繼電器J不得電，即三極管V2處于截止?fàn)顟B(tài)，基極電位為低電平，所以三極管V1的集成極電位也為低電平，即V1處于飽和狀態(tài)。(2)多余輸入端的處理可以接高電位，也可以與另一輸入端相連接，蜂鳴器兩個(gè)輸入端有電位差就會鳴叫。(3)略。
答案　(1)②
(2)如圖所示
(3)如圖所示
18.下圖為利用基本觸發(fā)器設(shè)計(jì)的某魚缸溫度電子控制系統(tǒng)，當(dāng)水缸內(nèi)的熱敏電阻(負(fù)溫度系數(shù))檢測出水溫低于設(shè)定下限溫度時(shí)，水缸內(nèi)的加熱絲就加熱；當(dāng)水缸檢測出水溫達(dá)到設(shè)定上限溫度時(shí)，水缸內(nèi)的加熱絲就停止加熱。根據(jù)該原理完成以下任務(wù)：
(1)圖中虛線框內(nèi)是兩個(gè)或非門組成的基本觸發(fā)器，當(dāng)R＝1，S＝0時(shí)，基本觸發(fā)器________(在①置1；②置0中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(2)當(dāng)溫度達(dá)到上限時(shí)，發(fā)光二極管的狀態(tài)為________(在①V1亮、V2不亮；②V1不亮、V2亮；③V1、V2都不亮中各選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(3)調(diào)節(jié)Rp1和Rp2的阻值，可以調(diào)節(jié)溫度控制的范圍。在調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)該水缸在加熱過程中尚未達(dá)到上限溫度，就自動(dòng)停止加熱。為改變這一現(xiàn)象，應(yīng)該調(diào)節(jié)________(在①Rp1；②Rp2中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)，且應(yīng)________(在①向下調(diào)節(jié)；②向上調(diào)節(jié)中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“________”處)。
(4)現(xiàn)要對加熱電路進(jìn)行功能改進(jìn)，要求水缸內(nèi)加熱絲不工作時(shí)，綠色警示燈亮；水缸內(nèi)溫度低于設(shè)定的下限溫度時(shí)，紅色警示燈亮并且加熱絲開始工作，同時(shí)加熱絲與警示燈發(fā)生斷路故障將互不影響，并且紅、綠警示燈在工作時(shí)需要串聯(lián)限流電阻，請根據(jù)描述，在下圖中繪制好J－1電路。
解析　(1)因?yàn)閳D中虛線框內(nèi)是兩個(gè)或非門組成的基本觸發(fā)器，是高電平觸發(fā)的。(2)當(dāng)溫度達(dá)到上限時(shí)，發(fā)光二極管的狀態(tài)為V1亮、V2不亮。(3)調(diào)節(jié)Rp1和Rp2的阻值，可以調(diào)節(jié)溫度控制的范圍。在調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)該水缸在加熱過程中尚未達(dá)到上限溫度，就自動(dòng)停止加熱。為改變這一現(xiàn)象，應(yīng)該調(diào)節(jié)Rp1且應(yīng)向上調(diào)節(jié)。因?yàn)殡娮枵{(diào)節(jié)的方法是“你大我也大”。(4)本題考查輸出部分的設(shè)計(jì)。
答案　(1)②　(2)①　(3)①　②
(4)如圖
19.如圖a所示為熱水器的恒溫控制電路圖。其中555集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖b所示，其功能見圖c表格。電路中Rt是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，RW是電熱絲。當(dāng)溫度低于30 ℃時(shí)電熱絲開始加熱，當(dāng)溫度低于45 ℃時(shí)電熱絲停止加熱。分析該電路并完成以下任務(wù)：
圖a
圖b
輸入管腳的情況
輸出管腳
6腳輸入
2腳輸入
3腳輸入
>2VCC/3
>VCC/3
低電平
<2VCC/3
>VCC/3
保持
<2VCC/3
高電平
>2VCC/3
禁用
圖c
(1)在圖a虛線框內(nèi)選擇一個(gè)合適的三極管把線路補(bǔ)充完整。
(2)當(dāng)溫度達(dá)到45 ℃時(shí)，三極管和繼電器J的狀態(tài)分別處于________(在A.截止和吸合；B.飽和和吸合；C.截止和釋放；D.飽和和釋放中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填入“________”處)。
(3)現(xiàn)要讓電熱絲在水溫下降到25 ℃就開始加熱應(yīng)________(在A.調(diào)小Rt；B.調(diào)小Rp；C.調(diào)大Rp；D.調(diào)大Rt中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填入“________”處)。
(4)為了防止水箱無水空燒，改進(jìn)圖a的電路部分如圖d所示，請?jiān)谔摼€框內(nèi)選擇合適的接線柱把電路圖補(bǔ)充完整。
圖d
解析　(1)略。(2)當(dāng)溫度達(dá)到45 ℃時(shí)，電熱絲停止加熱，所以繼電器釋放，所以繼電器線圈中沒有電流，故三極管截止。故選C。(3)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻Rt在水溫為25 ℃的水中比在30 ℃的水中的阻值要大，故可以將Rp也調(diào)大，保證Rt/Rp的值不變。故選C。(4)略。
答案　(1)如下圖
(2)C　(3)C　(4)如下圖
課件19張PPT。第二節(jié)　閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用反饋環(huán)節(jié)1.閉環(huán)電子控制系統(tǒng)是在開環(huán)電子控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加_________而構(gòu)成的。它具有較高的_________，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。冰箱、空調(diào)、恒溫箱、智能洗衣機(jī)、水位監(jiān)控設(shè)備等大都采用__________________。
2.設(shè)計(jì)和安裝閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的一般步驟如下：(1)按照設(shè)計(jì)要求，確定_______和__________。
(2)如果對控制量控制的精確度要求較高，應(yīng)利用有______的閉環(huán)電子控制系統(tǒng)對被控對象實(shí)施控制。控制精度閉環(huán)電子控制系統(tǒng)被控量被控對象反饋(3)根據(jù)閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的方框圖，選擇______________的電子電路、_________的執(zhí)行器、_________中的傳感器，并參照有關(guān)資料，通過接口電路將各個(gè)部分緊密地連接成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)。
(4)按照電路圖安裝電路。
(5)將系統(tǒng)各部分進(jìn)行整體安裝和調(diào)試。在調(diào)試過程中，輸入預(yù)置控制量，根據(jù)被控量的變化進(jìn)行監(jiān)控。認(rèn)真分析_________對被控量的干擾，并通過調(diào)整預(yù)置控制量等各種方法把干擾的影響減少至最低。
(6)通過制作、試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)存在的問題，對方案進(jìn)行改進(jìn)或優(yōu)化。控制(處理)部分輸出部分檢測部分干擾因素一、簡單閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的工作原理(b)
1.閉環(huán)電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)的輸出結(jié)果對系統(tǒng)的控制有影響，也就是被控量的變化會改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)，這種電子控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)電子控制系統(tǒng)。2.閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的工作原理它是在開環(huán)電子控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加反饋環(huán)節(jié)而構(gòu)成的。所謂反饋就是檢測系統(tǒng)的輸出量并返回到輸入端與給定量進(jìn)行比較的過程。
閉環(huán)電子控制具有較高的控制精度，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整控制狀態(tài)，使被控量接近或等于給定量。【典例1】 該系統(tǒng)中干燥器出口的氣體溫度與奶粉質(zhì)量密切相關(guān)，生產(chǎn)工藝要求出口溫度保持恒定，假設(shè)蒸汽流量和濃縮奶流量恒定，則溫度控制子系統(tǒng)的工作過程如下：將檢測到的干燥器內(nèi)溫度信號傳送給放大器和可控硅，并與設(shè)定溫度值比較，根據(jù)溫度偏差信號控制冷氣閥門的打開程度，調(diào)節(jié)燃油冷空氣的流量，使干燥器內(nèi)的溫度穩(wěn)定在設(shè)定溫度，下列關(guān)于該控制系統(tǒng)的說法正確的是(　　)A.被控對象是放大器和可控硅 B.控制器是熱敏元件
C.執(zhí)行器是冷氣閥門 D.輸出量是冷空氣的流量
解析　根據(jù)工作原理，該系統(tǒng)的被控對象是干燥器，熱敏元件是檢測裝置；執(zhí)行器是冷氣閥門，輸出量是干燥器內(nèi)的實(shí)際溫度。故選C。
答案　C【變式訓(xùn)練1】 下列控制系統(tǒng)中，不屬于開環(huán)電子控制系統(tǒng)的是(　　)A.紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng) B.自動(dòng)門控制系統(tǒng)
C.音樂噴泉水柱高低控制系統(tǒng) D.加熱爐溫度控制系統(tǒng)
解析　加熱爐溫度控制系統(tǒng)存在反饋，屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。故選D。
答案　D二、簡單閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試(c)設(shè)計(jì)和安裝閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的一般步驟如下：1.按照設(shè)計(jì)要求，確定被控量和被控對象。
2.如果對控制量控制的精確度要求較高，應(yīng)利用有反饋的閉環(huán)電子控制系統(tǒng)對被控對象實(shí)施控制。
3.根據(jù)閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的方框圖，選擇控制(處理)部分的電子電路、輸出部分的執(zhí)行器、檢測部分中的傳感器，并參照有關(guān)資料，通過接口電路將各個(gè)部分緊密地連接成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)。4.按照電路圖安裝電路。
5.將系統(tǒng)各部分進(jìn)行整體安裝和調(diào)試。在調(diào)試過程中，輸入預(yù)置控制量，根據(jù)被控量的變化進(jìn)行監(jiān)控。認(rèn)真分析干擾因素對被控量的干擾，并通過調(diào)整預(yù)置控制量等各種方法把干擾的影響減少至最低。
6.通過制作、試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)存在的問題，對方案進(jìn)行改進(jìn)或優(yōu)化。【典例2】 如圖所示為JN6201集成電路孵化箱溫度控制系統(tǒng)電路圖。請回答以下問題：(1)該控制系統(tǒng)屬于________控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)的控制(處理)部分是________，執(zhí)行部分是________。(2)調(diào)試時(shí)，將溫度傳感器Rt1放入37 ℃水中，調(diào)整電位器________，使繼電器觸點(diǎn)J－2觸點(diǎn)________。
(3)再調(diào)試時(shí)，將溫度傳感器Rt2放入39 ℃水中，調(diào)整電位器________，使繼電器觸點(diǎn)J－2觸點(diǎn)________。
(4)當(dāng)9腳長時(shí)間處于低電平時(shí)，三極管V2處于________狀態(tài)，V3處于________狀態(tài)，繼電器J________，電熱絲通電加熱。
(5)調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)不管孵化箱的溫度如何，繼電器J始終吸合，該故障的原因可能是(　　)
A.三極管V3內(nèi)部擊穿 B.二極管V5內(nèi)部擊穿
C.R4虛焊 D.R5連焊解析　(1)該控制系統(tǒng)存在反饋，故屬于閉環(huán)電子控制系統(tǒng)；ICJN6201負(fù)責(zé)接收信息并將信息傳給執(zhí)行器V1、V2及繼電器J。(2)Rt1與Rp1串聯(lián)，故調(diào)試時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)Rp1，低溫時(shí)電熱絲加熱故J－2觸點(diǎn)吸合。(3)Rt2與Rp2串聯(lián)，故調(diào)試時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)Rp2，高溫時(shí)電熱絲停止加熱故J－2觸點(diǎn)斷開。(4)9腳低電平則V2基極為低電平，V2導(dǎo)通，V3也隨之導(dǎo)通，繼電器J通電。(5)V3擊穿時(shí)相當(dāng)于短路，則會導(dǎo)致繼電器始終吸合。
答案　(1)閉環(huán)電子　ICJN6201　三極管V2、V3和繼電器J　(2)Rp1　吸合　(3)Rp2　斷開　(4)飽和　飽和　通電　(5)A【變式訓(xùn)練2】 如圖所示為JN6201集成電路孵化箱溫度控制系統(tǒng)電路圖。請回答以下問題：(1)當(dāng)孵化箱溫度剛好為下限溫度37 ℃時(shí)，9腳輸出________(①高電平；②低電平中選擇一項(xiàng)填入“________”處)。
(2)當(dāng)孵化箱溫度從39 ℃下降到37 ℃過程中，三極管V2________(①導(dǎo)通；②截止中選擇一項(xiàng)填入“________”處)，________亮；(①發(fā)光二極管V7；②發(fā)光二極管V8中選擇一項(xiàng)填入“________”處)。
(3)在調(diào)試雞蛋孵化恒溫控制系統(tǒng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)孵化箱內(nèi)的溫度已經(jīng)超過39 ℃，加熱器還在加熱。為了讓系統(tǒng)正常工作，應(yīng)________(①調(diào)大Rp1；②調(diào)小Rp1；③調(diào)大Rp2；④調(diào)小Rp2中選擇一項(xiàng)填入“________”處)。解析　(1)當(dāng)孵化箱溫度剛好為下限溫度37 ℃時(shí)，電熱絲應(yīng)處于加熱狀態(tài)，故V2、V3均處于導(dǎo)通狀態(tài)，9腳為低電平。(2)當(dāng)孵化箱溫度從39 ℃下降到37 ℃過程中，電熱絲停止加熱，故V2、V3處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)J－1與V7相連，故V7發(fā)光。(3)上限調(diào)節(jié)電阻為Rp2，現(xiàn)要將上限調(diào)低，則應(yīng)將Rp2調(diào)大。
答案　(1)②　(2)②　①　(3)③三、安裝過程中的常見問題的分析和解決(c)
安裝過程中的常見問題的分析和解決：
1.看懂閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的原理圖；
2.檢查電路中焊接質(zhì)量，防止出現(xiàn)假焊、虛焊等；
3.檢查各部件安裝的位置、牢固性，特別是傳感器的正確安裝；
4.用示波器、多用電表檢測輸入部分關(guān)鍵點(diǎn)的電壓、波形等電子參數(shù)；
5.改變輸入部分(傳感器)的狀態(tài)，用示波器、多用電表檢測輸出部分關(guān)鍵點(diǎn)的電壓、波形等電子參數(shù)；
6.根據(jù)檢查的結(jié)果，判斷故障的原因。【典例3】 如圖所示為555集成電路組成的水位控制系統(tǒng)電路圖。請完成以下任務(wù)：(1)該控制系統(tǒng)的控制(處理)部分是________，執(zhí)行部分是________。
(2)當(dāng)水箱水位處于圖中所示的水位時(shí)，6腳是________電平，2腳是________電平。(3)當(dāng)水箱水位處于圖中a、b之間時(shí)，3腳輸出________。
(4)調(diào)試時(shí)候發(fā)現(xiàn)，該控制系統(tǒng)能將水位控制在a與c之間，說明水位探頭C在水箱中放置的高度________水位探頭B的位置。
解析　(1)CB7555接受信息并傳遞給執(zhí)行部分V4和繼電器J。(2)當(dāng)水位處于圖中所示位置時(shí)，6腳接地，2腳接電源正極。(3)當(dāng)水位處于a、b之間時(shí)CB7555處于保持狀態(tài)，故3腳輸出無法確定。(4)當(dāng)c高于b時(shí)系統(tǒng)能將水位控制在a、c之間。
答案　(1)CB7555　V4　(2)低　高　(3)無法確定　(4)高于

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