2025年醫(yī)療設(shè)備電氣原理專項(xiàng)考核試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.在醫(yī)療設(shè)備中，通常將金屬外殼與電源線中的（）相連，以防止觸電事故。A.火線B.零線C.地線D.中性點(diǎn)2.某醫(yī)療設(shè)備要求電源波動(dòng)范圍不超過±5%，為保證設(shè)備正常工作，宜選用（）電源。A.不穩(wěn)壓B.穩(wěn)壓C.整流D.濾波3.在放大電路中，三極管的發(fā)射結(jié)通常工作在（）狀態(tài)。A.反向偏置B.零偏置C.正向偏置D.飽和偏置4.能夠?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電的電路是（）。A.濾波電路B.驅(qū)動(dòng)電路C.整流電路D.調(diào)制電路5.數(shù)字電路中，用高電平表示“1”，用低電平表示“0”的編碼方式稱為（）。A.BCD碼B.二進(jìn)制碼C.八進(jìn)制碼D.十六進(jìn)制碼6.在醫(yī)療設(shè)備控制系統(tǒng)中，PLC通常用作（）。A.信號(hào)放大B.數(shù)據(jù)顯示C.程序控制D.功率調(diào)節(jié)7.下列哪種傳感器常用于測量醫(yī)療設(shè)備中液體的液位？（）A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.光電傳感器D.液位傳感器8.電動(dòng)機(jī)的銘牌上標(biāo)注的“額定電壓”是指電動(dòng)機(jī)在額定工作狀態(tài)下應(yīng)接入的（）。A.電流值B.電壓值C.功率值D.頻率值9.自動(dòng)控制系統(tǒng)中，為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，通常引入（）環(huán)節(jié)。A.比例B.積分C.微分D.比例-微分10.醫(yī)療設(shè)備中使用的繼電器，其觸點(diǎn)容量通常較小，主要原因是（）。A.信號(hào)功率小B.設(shè)備成本高C.防護(hù)要求高D.頻率響應(yīng)要求高二、填空題（每空1分，共20分。請(qǐng)將答案填在題后的橫線上）1.電氣原理圖通常分為______圖和______圖兩種。2.串聯(lián)電阻電路具有______分壓作用。3.共射極放大電路具有______的輸入電阻和______的輸出電阻。4.TTL門電路的輸出高電平通常在______伏以上，輸出低電平通常在______伏以下。5.PLC是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的______系統(tǒng)。6.交流電每秒鐘變化的次數(shù)稱為______。7.在直流穩(wěn)壓電源中，濾波電路的主要作用是______。8.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向取決于通入定子繞組的______。9.安全繼電器是一種具有______保護(hù)功能的繼電器。10.醫(yī)療設(shè)備電氣系統(tǒng)接地的主要目的是______和______。三、判斷題（每題1分，共10分。請(qǐng)將“正確”或“錯(cuò)誤”填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.并聯(lián)電阻電路具有分流作用。（）2.穩(wěn)壓二極管正常工作時(shí)，其兩端加正向電壓。（）3.CMOS門電路比TTL門電路功耗更低。（）4.三態(tài)門輸出端可以是高電平、低電平或高阻態(tài)三種狀態(tài)。（）5.電動(dòng)機(jī)的額定功率是指在額定電壓下運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率。（）6.變壓器可以改變交流電壓的大小，但不能改變直流電壓的大小。（）7.任何醫(yī)療設(shè)備都必須進(jìn)行接地。（）8.繼電器是一種利用輸入信號(hào)控制輸出電路通斷的自動(dòng)控制器件。（）9.PLC程序的執(zhí)行速度主要取決于CPU的時(shí)鐘頻率。（）10.電磁干擾（EMI）會(huì)對(duì)醫(yī)療設(shè)備的正常工作產(chǎn)生不利影響。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述串聯(lián)穩(wěn)壓電路的基本工作原理。2.說明在醫(yī)療設(shè)備中采用光耦合器進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)脑颉?.簡述醫(yī)療設(shè)備中常用電動(dòng)機(jī)的類型及其特點(diǎn)。4.闡述醫(yī)療設(shè)備電氣安全的基本要求有哪些。五、分析題（每題10分，共20分）1.分析一個(gè)簡單的共射極放大電路，說明其電壓放大作用是如何實(shí)現(xiàn)的。2.某醫(yī)療設(shè)備需要控制一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，請(qǐng)分析使用PLC實(shí)現(xiàn)該控制功能的硬件連接和基本邏輯。試卷答案一、選擇題1.C解析：醫(yī)療設(shè)備將外殼接地，當(dāng)發(fā)生漏電時(shí)，電流通過地線流入大地，形成低阻抗回路，使保護(hù)裝置（如漏電保護(hù)器）動(dòng)作，切斷電源，防止人員觸電。2.B解析：醫(yī)療設(shè)備對(duì)電源穩(wěn)定性要求高，±5%的波動(dòng)范圍能確保設(shè)備內(nèi)部電子元件正常工作，避免因電壓波動(dòng)導(dǎo)致的故障或測量誤差。3.C解析：在共射極放大電路中，為了使三極管工作在放大區(qū)，其發(fā)射結(jié)必須正向偏置，集電結(jié)反向偏置，因此發(fā)射結(jié)處于正向偏置狀態(tài)。4.C解析：整流電路利用二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為脈動(dòng)的直流電。5.B解析：二進(jìn)制碼是用0和1兩個(gè)數(shù)碼按位表示的數(shù)字系統(tǒng)，是數(shù)字電路的基礎(chǔ)。6.C解析：PLC（可編程邏輯控制器）的核心功能是執(zhí)行用戶編寫的程序，對(duì)工業(yè)過程或設(shè)備進(jìn)行邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等操作。7.D解析：液位傳感器專門用于檢測液體或顆粒物的高度，常見類型有浮球式、壓力式、超聲波式等，適用于醫(yī)療設(shè)備中的液體存儲(chǔ)或傳輸監(jiān)控。8.B解析：額定電壓是指電動(dòng)機(jī)在額定頻率下，輸出額定功率時(shí)所應(yīng)施加的電源電壓。9.B解析：積分環(huán)節(jié)能夠?qū)φ`差進(jìn)行累積，只要存在誤差，積分環(huán)節(jié)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的輸出，推動(dòng)系統(tǒng)趨向無差狀態(tài)，從而消除穩(wěn)態(tài)誤差。10.A解析：醫(yī)療設(shè)備內(nèi)部信號(hào)通常功率較小，觸點(diǎn)容量小是為了匹配信號(hào)電路的需求，避免觸點(diǎn)過載燒毀。二、填空題1.電路，器件解析：電氣原理圖主要分為表示電路連接關(guān)系的電路圖和表示具體元器件圖形符號(hào)的器件圖。2.分壓解析：串聯(lián)電路中，總電壓等于各分電壓之和，電壓分配與電阻成正比，因此具有分壓作用。3.較小，較大解析：共射極放大電路的輸入電阻主要由基極電阻和三極管輸入?yún)?shù)決定，通常較小；輸出電阻主要由三極管的輸出電阻和集電極負(fù)載電阻決定，通常較大。4.2.4，0.4解析：根據(jù)TTL標(biāo)準(zhǔn)，輸出高電平電壓VOH通常大于2.4V，輸出低電平電壓VOL通常小于0.4V。5.可編程邏輯控制器解析：PLC的中文全稱是可編程邏輯控制器。6.頻率解析：頻率是指交流電完成一個(gè)周期性變化所需的時(shí)間的倒數(shù)。7.濾除交流成分，平滑輸出電壓解析：濾波電路利用電感、電容等元件的特性，去除直流電中的脈動(dòng)成分（交流成分），使輸出電壓更加平穩(wěn)。8.相序解析：改變?nèi)嚯娫吹南嘈颍ㄈ鏏-B-C改為A-C-B），電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向就會(huì)相反。9.漏電解析：安全繼電器通常帶有漏電保護(hù)功能，當(dāng)檢測到漏電時(shí)能迅速切斷電源。10.保護(hù)人身安全，防止設(shè)備損壞解析：接地可以將設(shè)備外殼在故障時(shí)電位拉低，減少觸電風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)也能為設(shè)備提供正常的參考電位，保護(hù)設(shè)備絕緣不被擊穿。三、判斷題1.正確解析：并聯(lián)電路中，各支路兩端電壓相等，電流根據(jù)各支路電阻按反比分配，起到了分流作用。2.錯(cuò)誤解析：穩(wěn)壓二極管正常工作時(shí)，其兩端施加反向電壓，并工作在反向擊穿區(qū)，利用其穩(wěn)定的擊穿電壓特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。3.正確解析：CMOS電路的輸入阻抗極高，靜態(tài)功耗極低，比功耗較大的TTL電路更節(jié)能。4.正確解析：三態(tài)門除了高電平（0）和低電平（1）兩種狀態(tài)外，還有一種高阻態(tài)（Z），此時(shí)輸出端與電路其他部分隔離。5.正確解析：額定功率是指電動(dòng)機(jī)在額定工作條件下（額定電壓、額定頻率等）能夠持續(xù)輸出shaftpower的額定值。6.正確解析：變壓器的工作原理是基于電磁感應(yīng)，只有變化的磁通才能感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，因此不能改變直流電壓。7.錯(cuò)誤解析：并非所有醫(yī)療設(shè)備都必須接地，根據(jù)設(shè)備類型、電壓等級(jí)和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，可能需要采取接零保護(hù)、等電位連接或屏蔽等措施，接地是其中一種方式。8.正確解析：繼電器的核心作用就是輸入（線圈）信號(hào)控制輸出（觸點(diǎn)）電路的通斷，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。9.正確解析：CPU的時(shí)鐘頻率決定了其每秒能執(zhí)行的指令數(shù)量，直接影響PLC掃描周期和響應(yīng)速度。10.正確解析：醫(yī)療設(shè)備對(duì)精度和可靠性要求極高，電磁干擾可能引起誤觸發(fā)、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或設(shè)備失效，甚至危及患者安全。四、簡答題1.串聯(lián)穩(wěn)壓電路通常由基準(zhǔn)電壓電路、比較放大電路、調(diào)整管和采樣電路組成。采樣電路將輸出電壓的一部分反饋到比較放大電路的輸入端，與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。如果輸出電壓偏離設(shè)定值，比較放大電路的輸出會(huì)改變調(diào)整管的基極電流，進(jìn)而改變調(diào)整管的管壓降，從而調(diào)整輸出電壓，使其保持穩(wěn)定。例如，輸出電壓升高時(shí)，采樣電壓也升高，比較放大電路輸出降低，調(diào)整管壓降增大，輸出電壓降低；反之亦然。2.光耦合器利用光電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)輸入和輸出之間的電氣隔離。在醫(yī)療設(shè)備中，使用光耦合器可以防止電路間的直流或交流干擾傳遞，避免高壓部分對(duì)低壓控制電路的影響，提高系統(tǒng)的安全性；同時(shí)，它也能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的單向傳輸。此外，光耦合器還能有效抑制電磁干擾（EMI），保證信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?，特別適用于隔離敏感的模擬信號(hào)或控制信號(hào)。3.醫(yī)療設(shè)備中常用的電動(dòng)機(jī)類型包括：交流異步電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、成本較低，常用于驅(qū)動(dòng)泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備；直流電動(dòng)機(jī)，調(diào)速性能好，常用于需要精確控制速度的設(shè)備，如某些手術(shù)儀器；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，能精確控制角度位移，常用于需要精確定位的設(shè)備，如掃描床、機(jī)械臂；伺服電動(dòng)機(jī)，響應(yīng)速度快、控制精度高，常用于要求高精度、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的設(shè)備，如內(nèi)窺鏡操作臂。這些電動(dòng)機(jī)通常具有低噪音、低振動(dòng)、高可靠性等特點(diǎn)。4.醫(yī)療設(shè)備電氣安全的基本要求包括：電源系統(tǒng)安全（如使用安全電壓、設(shè)置漏電保護(hù)器、進(jìn)行等電位連接）；設(shè)備接地或接零保護(hù)（根據(jù)規(guī)范選擇）；絕緣防護(hù)（確保帶電部件有良好絕緣，防止觸電）；屏護(hù)和間距（對(duì)高壓部件進(jìn)行遮蔽，保持安全距離）；外殼防護(hù)等級(jí)（防止液體、固體異物進(jìn)入）；電氣間隙和爬電距離（確保絕緣性能）；安全標(biāo)志和警示（清晰標(biāo)示危險(xiǎn)部位和操作要求）；定期檢查和維護(hù)（確保設(shè)備始終處于安全狀態(tài)）；人員培訓(xùn)（確保操作人員了解安全規(guī)程）。五、分析題1.共射極放大電路由三極管、基極偏置電阻、集電極負(fù)載電阻、耦合電容等組成。輸入信號(hào)ui通過輸入耦合電容加到三極管的基極，引起基極電流ib的變化。由于三極管的電流放大作用（β），基極電流ib的變化導(dǎo)致集電極電流ic=βib發(fā)生更大的變化。集電極電流ic流過集電極負(fù)載電阻Rc，在Rc上產(chǎn)生電壓變化，由于三極管的發(fā)射極接地，集電極電壓uc=Vcc-icRc也發(fā)生相反方向、更大幅度的變化。輸出信號(hào)uo通過輸出耦合電容從集電極取出。因此，輸入電壓ui和輸出電壓uo幅度不同，相位相反，實(shí)現(xiàn)了電壓放大作用。放大倍數(shù)主要取決于三極管的β值和偏置電路及負(fù)載電阻。2.使用PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，硬件連接主要包括：PLC的輸出端（如繼電器輸出模塊）連接到接觸器的線圈，接觸器的常開觸點(diǎn)串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)的主電源回路中，接觸器的常閉觸點(diǎn)可以用于實(shí)現(xiàn)互鎖（例如，與停止按鈕串聯(lián)）。基本邏輯如下：*啟動(dòng)控制：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SB1時(shí)，PLC的輸入端接通，對(duì)應(yīng)的內(nèi)部繼電器線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，接通主回路中的接觸器線圈，接觸器吸合，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。同時(shí)，接觸器的常閉觸點(diǎn)