传感器技术项目式教程题库及答案《项目九 煤气泄漏检测器 》题库

《项目九》题库单选题（共10题）气敏传感器是用来检测气体（）。A.温度和浓度B.浓度和成份C.温度和成份D.湿度和成份如果我们需要检测液化气下列最适合的传感器为（）。A.MQ-2气敏传感器B.MQ-2气体传感器C.热敏电阻D.光反应气体传感器气敏传感器是通过感应（）的变化测量气体浓度变化值A.声表面波频率B.电压C.红外信号D.电流4.为了提高某种气敏电阻对某些气体成分的选择性和灵敏度，合成这些材料时还会掺入下列那种催化剂（）。A.NB.CH4C.NO2D.SO25.MQ-2气体传感器是一款适合多种应用的低成本传感器,不适用于以下那种探测（）。DA.丁烷B.丙烷C.烟雾D.火焰6.声波器件表面的波速和频率会随()变化而发生漂移（）。A.外部湿度B.外部温度C.外部环境D.外部声音7.使用Matplotlib模块中的pyplot子模块下的plot函数画图默认为（）。A.红色实线B.蓝色实线C红色虚线D.蓝色虚线8.以下那句代码是用pythonMatplotlib模块画出红色的点线（）。A.plt.plot([1,2,3,4],"r-")B.plt.plot([1,2,3,4],"r-.")C.plt.plot([1,2,3,4],"r:")D.plt.plot([1,2,3,4],"r.")9.以下那句代码表示将整个图像窗口分为2行1列,当前位置为1的是（）。A.plt.subplot(2,1,1)B.plt.subplot(1,2,1)C.plt.subplot(1,1,2)D.plt.subplot(112)10.PCF8591模块初始化地址为（）。A.0x27B.0x3FC.0x48D.0x2F二．判断题（共计10题）1.气敏传感器的结构气敏传感器所用材料是金属氧化物，金属氧化物半导体分成塑性半导体（如fqo）和F型半导体（如pbo）（）2.通过测量声表面波频率的变化就可以获得准确的反应气体浓度的变化值（）3.MQ-2气敏传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡（Sn02）（）MQ-2气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，可以对天然气和其它可燃蒸汽进行检测（）5.气敏传感器通过测量声表面波频率的变化就可以获得准确的反应气体浓度的变化值（）6.气敏传感器模块检测到气体浓度增大（信号增强），输入电压不会升高（）7.MQ-2气体传感器是一款适合多种应用的低成本传感器，可以用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、烟雾等的探测（）8.Python中的Matplotlib模块只可以绘制简单的折线图（）9.Matplotlib模块里的plt.plot方法绘制折线图要同时传入X和Y的值（）10.Matplotlib模块无法绘制大小不同的数据图（）三．填空题（共计10题）1.气敏传感器的主要电气特性有：_____________、功耗电流（mA）、DO输出（mm）和_____________。2.在通常情况下，气敏传感器输入电压____________V，功耗电流____________mA3.气敏传感器DO输出为TTL数字量0和1对应电压为_____________和_____________.4.气敏传感器是用来检测气体_____________和成分，并将其转换成_____________的传感器5.气敏传感器是暴露在各种成分的气体中使用的所以要满足能够检测报警气体的允许浓度和其他标准数值的气体浓度，_____________，重复性好，_____________，共存物质所产生的影响小的条件6.气敏传感器的气敏薄膜与待测气体相互作用使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时，引起压电晶体的_____________发生漂移7.MQ-2气敏传感器所当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而_____________。使用简单的电路即可将_____________的变化转换为该气体浓度相应的输出信号8.MQ-2气体传感器可以用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于_____________、_____________、_____________等的探测9.在PythonMatplotlib模块中方法可以组合许多的小图,放在1张大图里面显示的10.在PythonMatplotlib模块中plot函数参数可以画出蓝色虚线四．操作题（共10题）树莓派T型转接板PCF8591模块SDASDASDASCLSCLSCL5V5VVCCGNDGNDGND图4.1.1PCF8591模块T型转接板气敏传感器AINO0-AOVCC5VVCC(+)GNDGNDGND(G)图4.1.2树莓派T型转接板继电器模块GPIO28GPIO20INGNDGNDDC-5V5V0DC+5V5VCOM图4.1.3风扇T型转接板继电器模块DC+*NODC-GND*图4.1.41.Python环境下利用matplotlib库实现一个数据图，该图X轴标签为年份，刻度为2013～2019，Y轴标签为效益（万元），刻度为一个列表[58,62,65,71,84,91,107],所画数据线样式为红色实线，标记位为蓝色边框的上三角形。 2.利用matplotlib库实现一个图中图，该图分为2行，第1行有2张子图，第2行有3张子图，每个图的X、Y坐标系自定。3.利用matplotlib库实现在区间[0,2]上绘制函数f(x)=sin2(x−2)e−x2f(x)=sin2(x−2)e−x2。添加适当的轴标签、标题等。4.将风扇,气敏传感器,PCF8591模块,按照表4.1.1-4.1.4的对应接口连接至开发板，并且编写程序，实现效果如下：检测煤气变化情况当超过临界值100的时候自动打开风扇,低于时关闭风扇.5.将风扇,气敏传感器,PCF8591模块,按照表4.1.1-4.1.4的对应接口连接至开发板，并且编写程序，实现效果如下：实现煤气泄漏检测，要求通过数据图显示最近30秒内煤气的数值,煤气变化情况当超过临界值100的时候自动打开风扇,低于时关闭风扇.6将风扇,气敏传感器,PCF8591模块,按照表4.1.1-4.1.4的对应接口连接至开发板，并且编写程序，实现效果如下：在控制台输入开始指令,程序才开始运行.实现煤气泄漏检测，要求通过数据图显示最近30秒内煤气的数值,煤气变化情况当超过临界值100的时候自动打开风扇,低于时关闭风扇.7.将风扇,气敏传感器,PCF8591模块,按照表4.1.1-4.1.4的对应接口连接至开发板，并且编写程序，实现效果如下：在控制台输入开始指令,程序才开始运行.实现煤气泄漏检测，要求通过数据图显示最近30秒内煤气的数值,煤气变化情况当超过临界值100的时候自动打开风扇,低于时关闭风扇.并且在煤气变化情况当超过临界值时在控制台打印报警.8.将风扇,气敏传感器,PCF8591模块,按照表4.1.1-4.1.4的对应接口连接至开发板，并且编写程序，实现效果如下：实现煤气泄漏检测，要求通过数据图以图中图的方式显示1分钟内煤气泄漏的变化情况，而图的分布为第1行显示前30秒的数据变化情况，第2行显示后30秒的数据变化情况,煤气变化情况当超过临界值100的时候自动打开风扇,低于时关闭风扇.并且在煤气变化情况.9.将风扇,气敏传感器,PCF8591模块,按照表4.1.1-4.1.4的对应接口连接至开发板，并且编写程序，实现效果如下：可以在控制台设置临界值并通过命令开启程序,实现煤气泄漏检测，要求通过数据图以图中图的方式显示1分钟内煤气泄漏的变化情况，而图的分布为第1行显示前30秒的数据变化情况，第2行显示后30秒的数据变化情况,煤气变化情况当超过自己设置的临界值的时候自动打开风扇,低于时关闭风扇.并且在煤气变化情况.10.将风扇,气敏传感器,PCF8591模块,按照表4.1.1-4.1.4的对应接口连接至开发板，并且编写程序，实现效果如下：实现煤气泄漏检测，要求通过数据图以图中图的方式显示1分钟内煤气泄漏的变化情况，而图的分布为第1行第一列显示前30秒的数据变化情况，第1行第二列显示后30秒的数据变化情况,第二行显示每分钟报警次数,煤气变化情况当超过临界值100的时候自动打开风扇,低于时关闭风扇.并且在煤气变化情况.五．简答题（共5题）1.请举例说明3个可以应用到气敏传感器的场景?2.气敏传感器要满足什么条件才可以更好的在现实环境中使用?3.简述如何使用打火机和万用表实现检测气敏传感器电压值4.简述气敏传感器的工作原理5.下面是一段关于气敏传感器模块和使用Matplotlib绘制折线图的代码，请分析下述代码的具体作用。并进行代码与注释的填空。importmatplotlib.pyplotasplt#从pyplot导入MultipleLocator类，这个类用于设置刻度间隔frommatplotlib.pyplotimportMultipleLocatorimportPCF8591asADCimporttimeimportRPi.GPIOasGPIOADC.setup(0x48)GPIO.setmode(GPIO.BCM)GPIO.setup(20,GPIO.OUT)i=0x_values=list(range(11))list_data=list(range(11))whileTrue:#_______________①_____________________V_Value=ADC.read(0)#____________②______________________ifV_Value>=100:GPIO.output(20,0)else:GPIO.output(20,1)list_data[i]=V_Valuetime.sleep(1)ifi==10:i=0plt.plot(x_values,list_data,c='green')#____________③_________________plt.title('煤气泄漏数据变化图',fontsize=24)#设置X、Y轴为主刻度，且显示大小为14plt.tick_params(axis='both',which='major',labelsize=14)#设置X、Y坐标轴的标签说明和文字大小plt.xlabel('Time',fontsize=14)plt.ylabel('CO',fontsize=14)#_______________④_____________________x_major_locator=MultipleLocator(1)#把y轴的刻度间隔设置为50，并存在变量里y_major_locator=MultipleLocator(50)#ax为两条坐标轴的实例ax=plt.gca()#把x轴的主刻度设置为1的倍数ax.xaxis.set_major_locator(x_major_locator)#把y轴的主刻度设置为10的倍数ax.yaxis.set_major_locator(y_major_locator)#把x轴的刻度范围设置为0到11plt.xlim(0,11)#把y轴的刻度范围设置为0到200plt.ylim(0,200)#将数据图显示出来plt.show()else:i+=1①：②：③：④：:V_Value=ADC.read(0)表示通过数模转换设备PCF8591获取可燃气数据，赋值给V_Value:对V_Value进行判断，如果大于或等于临界值100，则发信号给继电器外接在T型板上的IN口发出信号:设置数据图上方的标题和文字大小:把x轴的刻度间隔设置为1，并存在变量里------《项目九》参考答案------一、单项选择题题号12345678910答案BBAADCBCAC二、判断题题号12345678910判断√√√√√×√×××三、填空题1.输入电压AO输出2.5V150mA3.0.1V5V4.浓度电信号5.能长期稳定工作响应速度快6.声表面波频率7.增大电导率8.液化气丁烷丙烷甲烷烟雾(其中3个即可)9.subplot10.blue-.四.操作题1.Python环境下利用matplotlib库实现一个数据图，该图X轴标签为年份，刻度为2013～2019，Y轴标签为效益（万元），刻度为一个列表[58,62,65,71,84,91,107],所画数据线样式为红色实线，标记位为蓝色边框的上三角形。importrandom

num=random.randint(1,100)

foriinrange(1,6):

ans=int(input("请猜数："))

ifans>num:

print("Numberisbig，还剩%d次机会"%(5-i))

elifans<num:

print("Numberissmall,还剩%d次机会"%(5-i))

else:

print("恭喜中奖！！！")

break 2.利用matplotlib库实现一个图中图，该图分为2行，第1行有2张子图，第2行有3张子图，每个图的X、Y坐标系自定。importmatplotlib.pyplotasplt

plt.figure()

plt.subplot(2,2,1)

plt.plot([0,1],[0,1])

plt.subplot(2,2,2)

plt.plot([0,1],[0,1])

plt.subplot(2,3,4)

plt.plot([0,1],[0,2])

plt.subplot(2,3,5)

plt.plot([0,1],[0,3])

plt.subplot(2,3,6)

plt.plot([0,1],[0,4])

plt.show()3.利用matplotlib库实现在区间[0,2]上绘制函数f(x)=sin2(x−2)e−x2f(x)=sin2(x−2)e−x2。添加适当的轴标签、标题等。importnumpyasnp

importmatplotlib.pyplotasplt

importmath

x=np.linspace(0,2,1000)

y=[math.sin(i-2)**2*math.exp(-i**2)foriinx]

plt.plot(x,y)

plt.xlabel('x')

plt.ylabel('y')

plt.title('y=$sin^2(x-2){e^{-x^2}}$')

plt.show()4.将风扇,气敏传感器,PCF8591模块,按照表4.1.1-4.1.4的对应接口连接至开发板，并且编写程序，实现效果如下：检测煤气变化情况当超过临界值100的时候自动打开风扇,低于时关闭风扇.importPCF8591asADC

importtime

importRPi.GPIOasGPIO

ADC.setup(0x48)

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(20,GPIO.OUT)

whileTrue:

V_Value=ADC.read(0)

ifV_Value>=100:

GPIO.output(20,0)

else:

GPIO.output(20,1)

time.sleep(0.5)5.将风扇,气敏传感器,PCF8591模块,按照表4.1.1-4.1.4的对应接口连接至开发板，并且编写程序，实现效果如下：实现煤气泄漏检测，要求通过数据图显示最近30秒内煤气的数值,煤气变化情况当超过临界值100的时候自动打开风扇,低于时关闭风扇.importmatplotlib.pyplotasplt

#从pyplot导入MultipleLocator类，这个类用于设置刻度间隔

frommatplotlib.pyplotimportMultipleLocator

importPCF8591asADC

importtime

importRPi.GPIOasGPIO

ADC.setup(0x48)

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(20,GPIO.OUT)

i=0

x_values=list(range(31))

list_data=list(range(31))

whileTrue:

V_Value=ADC.read(0)

ifV_Value>=100:

GPIO.output(20,0)

else:

GPIO.output(20,1)

list_data[i]=V_Value

time.sleep(1)

ifi==30:

i=0

plt.plot(x_values,list_data,c='green')

plt.title('煤气泄漏数据变化图',fontsize=24)

plt.tick_params(axis='both',which='major',labelsize=14)

plt.xlabel('Time',fontsize=14)

plt.ylabel('CO',fontsize=14)

x_major_locator=MultipleLocator(1)

y_major_locator=MultipleLocator(50)

ax=plt.gca()

ax.xaxis.set_major_locator(x_major_locator)

ax.yaxis.set_major_locator(y_major_locator)

plt.xlim(0,31)

plt.ylim(0,200)

plt.show()

else:

i+=16将风扇,气敏传感器,PCF8591模块,按照表4.1.1-4.1.4的对应接口连接至开发板，并且编写程序，实现效果如下：在控制台输入开始指令,程序才开始运行.实现煤气泄漏检测，要求通过数据图显示最近30秒内煤气的数值,煤气变化情况当超过临界值100的时候自动打开风扇,低于时关闭风扇.importmatplotlib.pyplotasplt

#从pyplot导入MultipleLocator类，这个类用于设置刻度间隔

frommatplotlib.pyplotimportMultipleLocator

importPCF8591asADC

importtime

importRPi.GPIOasGPIO

ADC.setup(0x48)

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(20,GPIO.OUT)

i=0

x_values=list(range(31))

list_data=list(range(31))

whileTrue:

user_cmd=input("请输入指令")

ifuser_cmd.upper()=="OPEN":

whileTrue:

V_Value=ADC.read(0)

ifV_Value>=100:

GPIO.output(20,0)

else:

GPIO.output(20,1)

list_data[i]=V_Value

time.sleep(1)

ifi==30:

i=0

plt.plot(x_values,list_data,c='green')

plt.title('煤气泄漏数据变化图',fontsize=24)

plt.tick_params(axis='both',which='major',labelsize=14)

plt.xlabel('Time',fontsize=14)

plt.ylabel('CO',fontsize=14)

x_major_locator=MultipleLocator(1)

y_major_locator=MultipleLocator(50)

ax=plt.gca()

ax.xaxis.set_major_locator(x_major_locator)

ax.yaxis.set_major_locator(y_major_locator)

plt.xlim(0,31)

plt.ylim(0,200)

plt.show()

else:

i+=1

else:

print("输入指令不存在")7.将风扇,气敏传感器,PCF8591模块,按照表4.1.1-4.1.4的对应接口连接至开发板，并且编写程序，实现效果如下：在控制台输入开始指令,程序才开始运行.实现煤气泄漏检测，要求通过数据图显示最近30秒内煤气的数值,煤气变化情况当超过临界值100的时候自动打开风扇,低于时关闭风扇.并且在煤气变化情况当超过临界值时在控制台打印报警.importmatplotlib.pyplotasplt

#从pyplot导入MultipleLocator类，这个类用于设置刻度间隔

frommatplotlib.pyplotimportMultipleLocator

importPCF8591asADC

importtime

importRPi.GPIOasGPIO

ADC.setup(0x48)

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(20,GPIO.OUT)

i=0

x_values=list(range(31))

list_data=list(range(31))

whileTrue:

user_cmd=input("请输入指令")

ifuser_cmd.upper()=="OPEN":

whileTrue:

V_Value=ADC.read(0)

ifV_Value>=100:

GPIO.output(20,0)

print("煤气已泄漏请注意安全")

else:

GPIO.output(20,1)

list_data[i]=V_Value

time.sleep(1)

ifi==30:

i=0

plt.plot(x_values,list_data,c='green')

plt.title('煤气泄漏数据变化图',fontsize=24)

plt.tick_params(axis='both',which='major',labelsize=14)

plt.xlabel('Time',fontsize=14)

plt.ylabel('CO',fontsize=14)

x_major_locator=MultipleLocator(1)

y_major_locator=MultipleLocator(50)

ax=plt.gca()

ax.xaxis.set_major_locator(x_major_locator)

ax.yaxis.set_major_locator(y_major_locator)

plt.xlim(0,31)

plt.ylim(0,200)

plt.show()

else:

i+=1

else:

print("输入指令不存在")8.将风扇,气敏传感器,PCF8591模块,按照表4.1.1-4.1.4的对应接口连接至开发板，并且编写程序，实现效果如下：实现煤气泄漏检测，要求通过数据图以图中图的方式显示1分钟内煤气泄漏的变化情况，而图的分布为第1行显示前30秒的数据变化情况，第2行显示后30秒的数据变化情况,煤气变化情况当超过临界值100的时候自动打开风扇,低于时关闭风扇.并且在煤气变化情况.importmatplotlib.pyplotasplt

#从pyplot导入MultipleLocator类，这个类用于设置刻度间隔

frommatplotlib.pyplotimportMultipleLocator

importPCF8591asADC

importtime

importRPi.GPIOasGPIO

ADC.setup(0x48)

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(20,GPIO.OUT)

i=0

x_values=list(range(61))

list_data=list(range(61))

whileTrue:

V_Value=ADC.read(0)

ifV_Value>=100:

GPIO.output(20,0)

else:

GPIO.output(20,1)

list_data[i]=V_Value

time.sleep(1)

plt.subplot(2,1,2)

plt.plot([0,1],[0,1])

ifi==60:

i=0

plt.subplot(2,1,1)

plt.plot(x_values[0:31],list_data[0:31],c='green')

plt.title('煤气泄漏数据变化图1',fontsize=24)

plt.tick_params(axis='both',which='major',labelsize=14)

plt.xlabel('Time',fontsize=14)

plt.ylabel('CO',fontsize=14)

x_major_locator=MultipleLocator(1)

y_major_locator=MultipleLocator(50)

ax=plt.gca()

ax.xaxis.set_major_locator(x_major_locator)

ax.yaxis.set_major_locator(y_major_locator)

plt.xlim(0,31)

plt.ylim(0,200)

plt.subplot(2,1,2)

plt.plot(x_values[31:],list_data[31:],c='green')

plt.title('煤气泄漏数据变化图2',fontsize=24)

plt.tick_params(axis='both',which='major',labelsize=14)

plt.xlabel('Time',fontsize=14)

plt.ylabel('CO',fontsize=14)

x_major_locator=MultipleLocator(1)

y_major_locator=MultipleLocator(50)

ax=plt.gca()

ax.xaxis.set_major_locator(x_major_locator)

ax.yaxis.set_major_locator(y_major_locator)

plt.xlim(31,61)

plt.ylim(0,200)

plt.show()

else:

i+=19.将风扇,气敏传感器,PCF8591模块,按照表4.1.1-4.1.4的对应接口连接至开发板，并且编写程序，实现效果如下：可以在控制台设置临界值并通过命令开启程序,实现煤气泄漏检测，要求通过数据图以图中图的方式显示1分钟内煤气泄漏的变化情况，而图的分布为第1行显示前30秒的数据变化情况，第2行显示后30秒的数据变化情况,煤气变化情况当超过自己设置的临界值的时候自动打开风扇,低于时关闭风扇.并且在煤气变化情况.importmatplotlib.pyplotasplt

#从pyplot导入MultipleLocator类，这个类用于设置刻度间隔

frommatplotlib.pyplotimportMultipleLocator

importPCF8591asADC

importtime

importRPi.GPIOasGPIO

ADC.setup(0x48)

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(20,GPIO.OUT)

i=0

x_values=list(range(61))

list_data=list(range(61))

whileTrue:

user_cmd=input("请输入指令")

ifuser_cmd.upper()=="OPEN":

Critical_value=input("确定临界值")

whileTrue:

V_Value=ADC.read(0)

ifV_Value>=int(Critical_value):

GPIO.output(20,0)

else:

GPIO.output(20,1)

list_data[i]=V_Value

time.sleep(1)

ifi==60:

i=0

plt.subplot(2,1,1)

plt.plot(x_values[0:31],list_data[0:31],c='green')

plt.title('煤气泄漏数据变化图1',fontsize=24)

plt.tick_params(axis='both',which='major',labelsize=14)

plt.xlabel('Time',fontsize=14)

plt.ylabel('CO',fontsize=14)

x_major_locator=MultipleLocator(1)

y_major_locator=MultipleLocator(50)

ax=plt.gca()

ax.xaxis.set_major_locator(x_major_locator)

ax.yaxis.set_major_locator(y_major_locator)

plt.xlim(0,31)

plt.ylim(0,200)

plt.subplot(2,1,2)

plt.plot(x_values[31:],list_data[31:],c='green')

plt.title('煤气泄漏数据变化图2',fontsize=24)

plt.tick_params(axis='both',which='major',labelsize=14)

plt.xlabel('Time',fontsize=14)

plt.ylabel('CO',fontsize=14)

x_major_locator=MultipleLocator(1)

y_major_locator=MultipleLocator(50)

ax=plt.gca()

ax.xaxis.set_major_locator(x_major_locator)

ax.yaxis.set_major_locator(y_major_locator)

plt.xlim(31,61)

plt.ylim(0,200)

plt.show()

else:

i+=1

else:

print("输入指令不存在")10.将风扇,气敏传感器,PCF8591模块,按照表4.1.1-4.1.4的对应接口连接至开发板，并且编写程序，实现效果如下：实现煤气泄漏检测，要求通过数据图以图中图的方式显示1分钟内煤气泄漏的变化情况，而图的分布为第1行第一列显示前30秒的数据变化情况，第1行第二列显示后30秒的数据变化情况,第二行显示每分钟报警次数,煤气变化情况当超过临界值100的时候自动打开风扇,低于时关闭风扇.并且在煤气变化情况.importmatplotlib.pyplotasplt

#从pyplot导入MultipleLocator类，这个类用于设置刻度间隔

frommatplotlib.pyplotimportMultipleLocator

importPCF8591asADC

importtime

importRPi.GPIOasGPIO

ADC.setup(0x48)

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(20,GPIO.OUT)

i=0

alert=0

x_values=list(range(61))

list_data=list(range(61))

alert_list=list()

whileTrue:

V_Value=ADC.read(0)

ifV_Value>=100:

GPIO.output(20,0)

alert=alert+1

else:

GPIO.output(20,1)

list_data[i]=V_Value

time.sleep(1)

ifi==60:

alert_list.append(alert)

i=0

alert=0

plt.subplot(2,2,1)

plt.plot(x_values[0:31],list_data[0:31],c='green')

plt.title('煤气泄漏数据变化图1',fontsize=24)

plt.tick_params(axis='both',which='major',labelsize=14)

plt.xlabel('Time',fontsize=14)