5.2 闭环电子控制系统的设计与应用(1)
更新时间:2023-11-22 05:48:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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如图所示是JN6201集成电路鸡蛋孵化温度控制器电路图,根据该原理图完成1~3题。
上限Rt2 Vcc S d Rp2 100k? Rp1 V4 100k? 1I1 O1 14R1 2I2 X1 13240k? R2 100? 下限Rt1 3I3 X2 124I4 O2 11V1 5 O3 10R7 3DG130A 10k? 6 O4 9 8 Vcc 7 IC JN6201 C + 47μF R3 10k? V5 2CP1A R5 6.8k? V6 2CP1A V2 3CG131A Vcc J-1 J-2 d V8 电热丝
R6 100? J V7 R4 2k? V3 3DG130A 1.该电路图作为控制系统的控制(处理)部分是IC JN6201,当JN6201集成输出9脚长时间处于高电平,三极管V2处于截止状态,继电器释放,电热丝通电加热。
2.安装好调试时,先将温度传感器Rt1放入37℃水中,调整电位器Rp1,使继电器触点J-2吸合,再将温度传感器Rt2放入39℃水中,调整Rp2,使继电器触点J-2释放。
3.调试时发现,不管电位器Rp1和Rp2怎么调,继电器J始终吸合,检查电路元器件安装和接线都正确,用万用表测三极管V2集电极电位,在不同的调试状态分别为2.8V和0V,可知电路发生故障的原因是( B )
V2饱和导通时候Uce电压降0.2V,所以留下来给集电极2.8V,截止时候0V
A.二极管V6内部断路 B.三极管V3内部击穿(短路) C.电阻R4与三极管V3基极虚焊 D.继电器线圈内部短路
如图所示是运算放大器鸡蛋孵化温度控制器电路图,根据该原理完成4~6题。
4.该电路作为控制系统的输出部分是继电器J、电热丝等,当电路中集成运放2脚的电位低于3脚的电位,三极管V3处于饱和状态,继电器J吸合,电热丝通电加热。
5.安装好后调试时,将温度传感器Rt放入39℃水中,调R4,使电压U2=U3,集成运放输出端6脚的电压为0V,电路实现39℃单点温度控制。
6.调试时发现,将温度传感器Rt放入高于39℃水中,继电器吸合;将温度传感器Rt放入低于39℃水中,继电器释放,出现该故障现象的原因可能是( A )
A.集成运放2脚与3脚接反 B.二极管V4接反 C.电阻R2断路 D.三极管V3损坏
+9V Vcc 24V +3V
R3 4.7k? R4 10k
? R5 4.7k? 7 2 ∞ CF741 6 1k? 3 4 U2 R1 U3 10k? (第4~6题)
Rt V4 2CP1A R2 J V3 3DG130A 0V -9V J-1 J V3 2CP1A R3 1.5k? R1 2k? R2 5k? J-1 A B C a b c J-2 M + - + V2 C1 3DG130A 470μF 0V 0V V4 2CP1A V1 3DG130A C2 0.22μF
(第7~9题)
如图所示是晶体管组成的水箱闭环电子控制系统电路,根据该原理图完成7~9题。
7.该电路作为控制系统被控对象的是水箱内的水,水箱的水位从a点降到b点的过程中,三极管V1处于饱和状态,三极管V2处于截止状态,继电器触点J-1处于吸合状态。
8.安装调试时,将三个水位探头按图中的高低放入空玻璃杯中,如果电路正常,电路通电后,继电器J吸合;向玻璃杯中加水,到达a点时,继电器J释放;接着将玻璃杯中的水排出,水位降到b点以上时,继电器J释放;水位降到b点以下时,继电器J吸合。
9.调试时发现,玻璃杯中的水位在b点以下时,继电器J就吸合;水位加到b点,继电器J就释放。出现该故障现象的原因是( D ) A.继电器J没用 B.三极管V1损坏
C.二极管V3接反 D.电路没接J-1触点,b点直接接到了电阻R1 如图所示是555集成电路组成的水箱水位闭环电子控制系统电路图,
根据该原理图完成10~11题。
10.该电路作为控制系统检测装置的是水位探头A、B、C。当水箱水位处于图中所示的水位时,集成CB7555的输入端2脚是高电平,6脚是高电平;如果这时电动机转动带动水泵运作,水位处于上升过程中,集成CB7555的输出端3脚是高电平;如果这时电动机关闭,水泵停止运作,水位处于下降过程中,集成CB7555的输出端3脚是低电平。 11.调试时发现,该控制系统能将水位控制在a点与c点之间,说明水位探头C在水箱中放置的高度高于水位探头B的位置。 R7 10k? C A B a R1 100k? R6 10k? V2 有水 指示灯 8 R4 2k? 4 V3 2CP1A S J J +6V Rp1 4.7k? Rt 4 8 6 555 2 3 1 5 6 CB7555 7 3 2 V1 5 打水 1 M + - +9V Vcc 电热丝 R3 10k? c b C1 R2 0.01μF 100k? 指示灯 R5 2k? Rp2 4.7k? C V J J 如图所示是热带鱼鱼缸温度电子控制电路图,当水缸内的热敏电阻(负温度系数)检测出水温低于设定水温时,水缸内的加热丝就加热,使水温稳定在一定范围内。根据该原理图完成12~14题。
12.该电路中作为控制系统控制(处理)部分的是555集成电路,水温低时,集成芯片555输入端2、6脚电位很低,输出端3脚为高电平,继电器J吸合,电热丝通电加热。
13.如果要调高设定水温,应将电位器Rp1阻值调大或将电位器Rp2阻值调小。
14.将热敏电阻Rt放入设定水温的水中,不管怎么调电位器Rp1和Rp2,电热丝都不通电加热,不可能的原因是( C ) A.二极管V接反了 B.输出端3脚与继电器线圈虚焊
C.热敏电阻断路 D.继电器J线圈内部断路
15.现在给该电路设计一格发光二极管指示电路。当电热丝加热时,红色发光二极管亮;当电热丝停止加热时,绿色二极管亮。现有1.5V的发光二极管(红色和绿色各一个),限流电阻2个,请用以上原件,在虚线框中补全电路图。
Rp1 4.7k? Rt Rp2 4.7k? 绿 R2 +9V Vcc 电热丝 4 8 C 红 R1 V J J 如图所示是温室大棚湿度电子控制电路,当温室大棚内的湿度低于设定值时,通过该电路电动机转动带动水泵运作,大棚上方的喷头喷出水雾以提高湿度。根据该原理图完成15~17题。
16.该电路作为控制系统检测装置的是湿度传感器,当温室大棚内湿度高于设定值时,三极管V1处于饱和状态,三极管V3处于截止状态,继电器释放,电动机停转水泵不运作。
17.要降低温室大棚内的湿度设定值,应该要减小R1或调高R2(调节R2或增大其他电阻)。
18.该电路使用时,发现温室大棚内的湿度已经低于设定值了,水泵还不运作,发生该故障现象可能的原因是( BD ) A.电阻R1一端虚焊 B.电阻R1短路
C.三极管V1内部断开 D.三极管V2内部断开
19.安装该电路时,发现三极管V1只有PNP型的。请你用原图中的元件设计控制电路,使其功能与原控制电路相同,并在虚线框中补全电路。
+6V R2 470kΩ V1 R1 22kJ V4 J-1 ~220V
M 湿度 传感器 湿度 传感器 V2 R4 4kR6 4kV3 R3 R5 10kΩ ~220V T J M 33kΩ 5.6V J UR + VD2
R1 33kΩ V1 VD1 + V3 C2 470μF V2 R4 4kΩ R6 4kΩ R2 R3 470kΩ 33kΩ R5 10kΩ C1 470μF 如图所示是水塔水池水位电子控制电路图,当塔顶水池水位低于B点时,电动机M转动带动水泵运作,水位上升;当塔顶水位到达A点时,电动机M关闭水泵不运作。根据该原理图完成20~22题。
20.该电路中作为控制系统控制(处理)部分的是VD1~VD4、三极管V。当水位上升达到A点时,三极管V处于饱和状态,直流继电器J处于吸合状态,交流接触器KM处于释放状态,电动机M停转。
20.该电路中作为控制系统输入部分的是三个水位探头A、B、C。当水
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