传感器及其应用 知识点题库

如图所示的是超声波清洗机及结构示意图,它的工作原理是利用超声波在液体中的空化作用、直进流作用,使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。

超声波清洗机由超声波换能器、超声波清洗槽和超声波发生器部分构成。具体的工作过程是:由超声波发生器产生高于28KHZ音频电信号,传导给换能器;换能器转换成同频率的机械振荡,并与清洗槽一起产生高频共振,从而使清洗槽中的溶剂受超声波作用对污垢进行洗净。请根据以上描述,完成以下两题:

  1. (1) 请在下面的方框中画出超声波清洗机控制系统的工作原理图。

  2. (2) 超声波清洗机禁止空机运行,若要使清洗机在槽内没有加入清洗溶剂时,不得开机,则需要为该系统选择一个传感器(从水温传感器、水敏传感器、水位传感器中选择一个,填在横线处)。
如图所示是室内湿度控制系统示意图。控制器接收到传感器检测的室内湿度,当达到设定值的上限时,启动风扇,将潮湿空气吸入主机内,由内部的冷凝器凝成水珠,经排水管排出。当传感器检测到室内的湿度达到设定值的下限时,关闭风扇及冷凝器的电源。请完成以下任务:

  1. (1) 该系统的控制手段和控制方式分别属于(在①手动控制;②自动控制;③开环控制;④闭环控制中选择合适的选项,将序号填写在横线);
  2. (2) 该系统的被控对象是(在①风扇;②冷凝器;③办公室④主机中选择合适的选项,将序号填写在横线处);
  3. (3) 该系统的传感器安装在哪个位置比较合适?(在①风扇出风口;②房间侧面远离空气进口;③地面上;④新鲜空气进口中选择合适的选项,将序号填写在横线处);
  4. (4) 为了提高该系统的除湿效果,有效的优化措施是(在①加大风扇的转速;②提高传感器的灵敏度;③降低湿度的设定值;④加大冷凝器的功率中选择合适的选项,序号填写在 横线处)。
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,在横线处填写上相应内容。

  1. (1) RT称为温度系数热敏电阻(在①正;②负中选择一项,将序号填入);
  2. (2) 电路图中三极管 型号是(在①PNP,②NPN中选择一项,将序号填入);
  3. (3) 当水温加热升高达到设定温控点时,三极管 处在状态;(在①放大,②饱和导通,③截止中选择一项,将序号填入)。此时发光二极管 (在①亮,②不亮中选择一项,将序号填入),扬声器(在①发出响声,②没有响声中选择一项,将序号填入)。
下列传感器作用的描述中,不正确的是(  )
A . 力敏传感器接受作用力信息,并转化为电信号 B . 磁敏传感器接受磁场信息,并转化为电信号 C . 超声波传感器接受位置信息,并转化为电信号 D . 位移传感器接受位移信息,并转化为电信号
3.一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水,科技小组的同学知道后,利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置。A为浮子,在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B,它可以分别将其上、下的两个固定触点连通。C为水塔上的圆桶形蓄水池;M为配有电动机的水泵(电泵);D1、D2为弹簧,E1、E2为衔铁,F1、F2为电磁铁线圈;K1为最高水位限位开关,K2为最低水位限位开关,K3、K4、K5均为由电磁铁衔铁带动的触头开关.电磁铁F1通电时,K4接通,断电时,K3接通,电磁铁F2断电时,K5接通,S1、S2为开关。

请你按照下图所示的器材,连接一个可以实现自动注水的模拟电路,并说明自动注水的过程。

下列表示传感器结构图、电路符号图以及表述有错误的是(  )
A . 热敏传感器 B . 磁敏传感器 C . 光敏传感器 D . 湿敏传感器
【加试题】如图所示为利用基本触发器设计的某鱼缸温度电子控制系统,当水缸内的热敏电阻(正温度系数,Rt1检测上限),检测出水温低于设定下限温度时,水缸内的加热丝就加热,当检测出水温达到设定上限温度时,水缸内的加热丝就停止加热根据该原理完成以下任务:

  1. (1) 热敏电阻值随温度变化的规律与下图相似         (从A、B、C、D中选择合适的选项,将序号填在横线处)
    A . B . C . D .
  2. (2) 当温度达到上限时, 发光二极管的状态为(在A .V1不亮、V2 亮;B .V1亮、V2不亮;C .V1、V2都不亮中选择项, 将序号填写在横线处)
  3. (3) 请你根据题干中的控制要求,在虚线框内将热敏电阻和可变电阻正确地连接到电路中
  4. (4) 调节Rp1和Rp2的阻值, 可以调节温度控制的范围在调试中, 发现该水缸在加热过程中尚未达到上限温度, 就自动停止加热。为改变这现象,应该(A .Rp1调小;B .Rp1调大;C .Rp2调小;D .Rp2调大中选择项,将序号填写在横线处)
  5. (5) 假如R3的阻值太大时,则可能会造成(在A .温度很低时也不会加热;B .温度很高时也不会停止加热选择合适的选项,将序号填写在横线处)
如图为室内燃气泄漏监控系统示意图。该系统具有实时显示和报警功能。传感器实时检测着室内的燃气浓度,并将这一信息传递给单片机,单片机经过分析计算后,直接将处理后的信息传递给信息转化器,并在显示屏上显示实时浓度;若检测到的室内溶度值超过设定值,单片机接通继电器,LED灯点亮、扬声器发出报警声。根据说明,完成以下任务。

  1. (1) 该控制系统中传感器与单片机之间的传输线折断,不可能造成(在“①扬声器一直发出报警声;②显示屏显示数值不变;③单片机损坏;④led灯一直不亮”中选填一项序号)。出现了这一故障后,对该系统的各个组成部分进行了全面检查,最后找出了传输线折断的这一原因,并进行了维修,在这一过程中,工作人员最终进行了(在下列选项中选择一项,将序号填写在横线处;①系统分析;② 系统优化 ③ 系统设计);
  2. (2) 该控制系统是(在“①自动的开环控制系统;②自动的闭环控制系统;③人工的开环控制系统;④自动控制系统,系统中显示功能是闭环控制,而报警功能是开环控制”中选填一项序号)
  3. (3) 对于该系统中的报警控制,输入量、被控对象分别是
  4. (4) 该系统中的传感器可以选用(在“①光敏传感器;②热敏传感器;③气敏传感器;”中选填一项序号)
如图所示为汽车电动助力转向控制系统示意图。其工作原理:电子控制单元ECU根据转矩传感器检测到的转向盘转角信号、汽车速度信号和汽车负载信号综合确定转向助力大小和方向,并控制电动机相应转动,电机作用于减速机构,减速机构带动转向齿轮、转向齿条和连接杆使车轮转到相应角度。请根据示意图和描述,完成以下任务:

  1. (1) 该系统的控制手段和方式分别属于(在“①手动控制;②自动控制;③开环控制:④闭环控制”中选择合适的选项,将序号填写在横线处);
  2. (2) 该系统的被控对象是(在“①电动机;②减速机构;③转向齿轮、转向齿条和连接杆;④车轮”中选择合适的选项,将序号填写在横线处)
  3. (3) 该系统中负载信号的传感器应选用(在“①速度传感器;②力敏传感器;③磁敏传感器”中选择合适的选项,将序号填写在处);
  4. (4) 下列属于该系统干扰因素的是(在“①汽车刹车减速;②驾驶员猛打方向盘;③汽车进入强力磁场地区;④汽车驶过坑洼地带”中选择合适的选项,将序号填写在横线处)。
如图所示为车间温度控制系统示意图。当传感器检测到室内温度达到设定值的上限时,控制器发出信号,接通水泵和风机电源,水泵向进气窗输送冷却水形成水帘,风机将室内的空气排出,室外的空气通过水帘降温后进入室内,降低室内温度。当室内温度达到设定值的下限时,断开水泵和风机电源。请根据示意图和描述,完成以下任务:

  1. (1) 该系统的控制手段和控制方式分别属于(在①手动控制;②自动控制;③开环控制;④闭环控制中选择合适的选项,将序号填写在横线处);
  2. (2) 该系统的被控对象是(在①水帘;②水泵和风机;③车间中选择合适的选项,将序号填写在横线处);
  3. (3) 该系统中的传感器应选用(在①流量传感器;②湿度传感器;③温度传感器中选择合适的选项,将序号填写在横线处)。
  4. (4) 为了提高该系统的降温效果,有效的优化措施是(在①增大进气窗和水帘面积;②降低温度设定值;③加大排风量;④提高传感器的灵敏度中选择合适的选项,将序号填写在横线处)。
【加试题】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表格,R1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. (1) 当温度升高时,R1的电阻值将(在①增大;②减小中选择一项,将序号填写在横线处)
  2. (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. (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. (4) 在测试中发现温度超过40℃时还没有报警,现要对电路重新调试,调试步骤如下:

    A.将放入盛有冷水的烧杯,插入温度计,加入热水使水温等于40℃(在①IC;②R2;③R1中选择一项,将序号填写在横线处);

    B.,直至报警装置发出声、光报警信号为止(在①减小R3;②增大R3;③减小R1;④增大R1中选择一项,将序号填写在横线处)。

某种疫苗在运输过程中温度不能超过27℃,小王设计了如图所示电路,当温度有出现超过27℃的情况后,V2会点亮报警,其中光敏电阻Rg只能接收到发光二极管V2发出的光线。以下分析错误的是(  )

A . Rt为负温度系数热敏电阻 B . 报警后,若温度降低电路就停止报警,可尝试调大R2 C . 报警时,V3一定处于饱和状态 D . 电路在高温时V1短路,V2仍能点亮
恒温自动干衣机,可在烘衣服时维持温度恒定,避免衣服被烧坏,其温度控制系统方框图如下。请按要求完成问题:

  1. (1) 恒温自动干衣机里的温度传感器的作用是(  )
    A . 加热 B . 设定温度 C . 控制 D . 检测反馈
  2. (2) 恒温自动干衣机控制类型是(  )系统 。
    A . 自动、开环 B . 自动、闭环 C . 人工、开环 D . 人工、闭环
  3. (3) 实际温度是恒温自动干衣机控制系统的(  )。
    A . 输入量 B . 控制量 C . 被控量 D . 执行器
下面的电路图中有四个输入端,在①和③间连接一支自制的湿敏传感器,在湿敏传感器上滴几滴水,调节可变电阻RP,使发光二极管发光。

根据电路图回答下面两题:

  1. (1) 该控制系统不可以用来(  )
    A . 做婴儿尿湿指示 B . 空气湿度测量 C . 温度测量 D . 液体浓度测量
  2. (2) 如果不滴水而是干燥的,三极管V2和发光二极管V1分别处于什么状态(  )
    A . 截止状态和不发光 B . 截止状态和发光 C . 饱和状态和不发光 D . 饱和状态和发光
下图为苗圃自动浇水电路,当苗圃土壤较干燥时,该电路能自动接通抽水机M,自动给花草洒水,当土壤湿度达到一定要求时,自动切断抽水机电路,从而实现自动浇水功能。

  1. (1) 电路图中所示接传感器的位置应接传感器。
  2. (2) 开关K的作用是
  3. (3) 当抽水机工作时,三级管BG3的工作状态是
  4. (4) 当土壤较干燥时,集成块555的输出端3脚输出(填“高电平”或“低电平”),三极管BG4导通,控制双向可控晶闸管导通,使抽水电机运行。
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. (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(在“①正温度系数;②负温度系数”中选择一项,将序号填写在横线处)。
  2. (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,将序号填写在横线处)。
  3. (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,将序号填写在横线处);且滑动触头应(在“①向上调;②向下调”中选择一项,将序号填写在横线处)。
  4. (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。

小通设计了如图所示的一款小音箱,带有音乐播放控制系统。如果把手伸进它的口中,就会播放几首歌曲,然后自行停止。请完成下面小题。

  1. (1) 该控制系统的控制手段和方式属于(    )
    A . 自动、开环控制 B . 人工、开环控制 C . 自动、闭环控制 D . 人工、闭环控制
  2. (2) 在选用该控制系统的传感器时,以下最合适的是(    )
    A . 声音传感器 B . 红外传感器 C . 温度传感器 D . 气敏传感器
如图所示为某汽车门禁系统示意图。车门把手①内的传感器一旦检测到有物体靠近,主控单元②通过低频天线③发送一个唤醒信号,该信号激活车主身上的汽车钥匙发送器④,汽车钥匙发送器与RFID接收器⑤交换信息,如果信息与主控单元②内置信息匹配,汽车门锁打开。下列关于该系统的说法中不正确的是(  )

A . 系统的控制手段和控制方式分别属于自动控制,开环控制 B . 该系统的被控对象是汽车门锁  C . 该系统中的传感器应选用位移传感器 D . 设计该门禁系统时,既要考虑感应距离,又要考虑信息交互的安全性,还要兼顾生产的成本等因素,体现了系统分析综合性原则
小言想探究光敏电阻和热敏电阻的特性,搭建了如图所示的电路。请分析该电子电路,

并回答以下问题:

  1. (1) 搭建电路时,要注意操作规范,闭合开关S1前应先将RP的滑动触点移到(在A .最上端a处;B .最下端b处中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  2. (2) 开关S1、S2和S3均断开,多用电表两表笔分别接在③⑤间,Rg的阻值会随光线的变化而变化。下列曲线能够反映光敏电阻的特性的是(   );
    A . B . C . D .
  3. (3) 开关S1、S2和S3均闭合,将数字多用电表两表笔接在④⑤间,应将万用表功能量程开关打在挡上(在A .电流;B .电压;C .电阻中选择合适的选项,将序号填入横线处);测得的数值随温度降低而减小,可推测出(在A .Rt是负温度系数热敏电阻;B .Rt是正温度系数热敏电阻;C .Rg是负温度系数热敏电阻;D .Rg是正温度系数热敏电阻中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  4. (4) 小言想测试②⑤间的电阻随光和温度变化的情况,下列对于开关操作方式合理的是(在A .开关S1、S2、S3均闭合;B .开关S1、S2、S3均断开;C .开关S1断开,S2、S3闭合;D .开关S1闭合,S2、S3断开中选择合适的选项,将序号填入横线处);
  5. (5) 小言想在原电路中测试湿敏电阻的特性,现提供开关S4和湿敏电阻各一个,请你帮助他在虚线框中连接好该电路。

如图所示是车间降温原理示意图及小明设计的温度控制试验电路。当车间温度高于上限时V2发光,表示风机和水泵运行,水泵工作产生水帘,风机排出热空气吸入经水帘冷却的空气,使车间降温。当车间温度低于下限时V2熄灭,表示风机和水泵停止运行。请完成以下任务:

555电路功能表

2脚

6脚

3脚

7脚

任意

高电平

断开

保持

保持

低电平

接地

  1. (1) 电路中的Rt1应采用(A .正温度系数热敏电阻;B .负温度系数热敏电阻);
  2. (2) 设定温度上限和温度下限,合理的调试手段是(A .上限调R1、下限调R2;B .上限调R2、下限调R1);
  3. (3) 小明准备用1个继电器同时控制风机和水泵工作,用555电路3脚的输出信号通过三极管驱动继电器,当继电器吸合时风机和水泵运行。现有继电器J1(线圈额定电压3V)、继电器J2(线圈额定电压6V)、继电器J3(线圈额定电压9V)、电阻器、二极管、NPN三极管、PNP三极管各1个,请选择4个合适的元器件在虚线框内完成电路设计,要求三极管采用共发射极接法,并标出所选继电器的编号;

  4. (4) 小明想用逻辑门代替555电路实现原有电路功能,请你选用课本中的逻辑门,并在虚线框中画出电路,要求电路简单。

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