電子測量復(fù)習(xí)提綱(1)

1、電子測量技術(shù)復(fù)習(xí)提綱試卷類型：一、填空題： 30%；二、單項(xiàng)選擇題： 10%；三、判斷題： 10%；四、問答題： 25%；五、計(jì)算題： 25%。復(fù)習(xí)要求：第一章：測量頻率范圍寬 測量量程寬 測量準(zhǔn)確度高低相差懸殊 測量速度快 可以進(jìn)行遙測 易于實(shí)現(xiàn)測試智能化和測試自動化 影響因素眾多，誤差處理復(fù)雜 直接、間接、組合。 時(shí)域、頻域、數(shù)據(jù)域、隨機(jī) 。1 、掌握電子測量的特點(diǎn)和一般方法（偏差、零位、微差） 。 特點(diǎn)：（1 ）（2）（3）（4）（5）（6）（7） 一般方法：精度：精密度、正確度、準(zhǔn)確度 穩(wěn)定性：穩(wěn)定度、影響量 輸入阻抗靈敏度線性度2、掌握測量儀表的主要性能指標(biāo)和計(jì)量的基本概念。 性能指

2、標(biāo)：（1）（2）（3）（4）（5）（6）動態(tài)特性 計(jì)量的基本概念： 計(jì)量是利用技術(shù)和法制手段實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測量。 單位制： 任何測量都要有一個(gè)統(tǒng)一的體現(xiàn)計(jì)量單位的量作為標(biāo)準(zhǔn)，這樣的量稱為計(jì)量 標(biāo)準(zhǔn)。 計(jì)量基準(zhǔn)： 1、主基準(zhǔn) 2、副基準(zhǔn) 3 、工作基準(zhǔn)例題： 設(shè)某待測量的真值為土 1000，用不同的方法和儀器得到下列三組測量數(shù) 據(jù)。試用精密度、正確度和準(zhǔn)確度說明三組測量結(jié)果的特點(diǎn)： ，； ， 1 ,;，999,。答：精密欠正確；準(zhǔn)確度低；準(zhǔn)確度高。解釋名詞： 計(jì)量基準(zhǔn)； 主基準(zhǔn)； 副基準(zhǔn)； 工作基準(zhǔn)。答： 用當(dāng)代最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和工藝水平，以最高的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性建立起來的專門用以規(guī)

3、定、 保持和復(fù)現(xiàn)物理量計(jì)量單位的特殊量具或儀器裝置等。 主基準(zhǔn)也稱作原始基準(zhǔn)， 是用來復(fù)現(xiàn)和保存計(jì)量單位，具有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所能達(dá)到的最高準(zhǔn)確度的計(jì)量器具， 經(jīng)國家鑒定批準(zhǔn)，作為統(tǒng)一全國計(jì)量單位量值的最高依據(jù)。因此，主基準(zhǔn)也叫國家基 準(zhǔn)。 副基準(zhǔn)：通過直接或間接與國家基準(zhǔn)比對，確定其量值并經(jīng)國家鑒定批準(zhǔn)的 計(jì)量器具。其地位僅次于國家基準(zhǔn)，平時(shí)用來代替國家基準(zhǔn)使用或驗(yàn)證國家基準(zhǔn)的變 化。 工作基準(zhǔn)：經(jīng)與主基準(zhǔn)或副基準(zhǔn)校準(zhǔn)或比對，并經(jīng)國家鑒定批準(zhǔn)，實(shí)際用以 檢定下屬計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量器具。說明檢定、比對、校準(zhǔn)的含義。各類測量儀器為什么要定期進(jìn)行檢定和比對。答：檢定：是用高一等級準(zhǔn)確度的計(jì)量器具對低一等級

4、的計(jì)量器具進(jìn)行比較，以達(dá)到全面評定被檢計(jì)量器具的計(jì)量性能是否合格的目的。比對：在規(guī)定條件下，對相同準(zhǔn)確度等級的同類基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)或工作計(jì)量器具之間的量值進(jìn)行比較，其目的是考核量值的 一致性。 校準(zhǔn)：校準(zhǔn)是指被校的計(jì)量器具與高一等級的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)相比較，以確定被 校計(jì)量器具的示值誤差的全部工作。 一般而言，檢定要比校準(zhǔn)包括更廣泛的內(nèi)容。通過對各級基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)量器檢定、比對和校準(zhǔn)以保證日常工作中所使用的測量儀器、 量具的量值統(tǒng)一。第二章：1、掌握誤差的類型和來源。類型：滿刻度誤差、系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差。來源：儀器誤差、使用誤差、人身誤差、影響誤差、方法誤差。2、掌握系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因、系統(tǒng)誤差的

5、判斷及消除系統(tǒng)誤差的測量方法。(2) 致等。(3)(4)原因：（1）測量儀器設(shè)計(jì)原理及制作上的缺陷。例如刻度偏差，刻度盤或指針安裝偏 心，使用過程中零點(diǎn)漂移，安放位置不當(dāng)。測量時(shí)的環(huán)境條件（如濕度、溫度及電源電壓等）與儀器使用的要求不一 采用近似的測量方法或近似的測量公式等。 測量人員估讀數(shù)時(shí)習(xí)慣于偏向某一方向等原因所引起的誤差。3、掌握隨機(jī)誤差的特點(diǎn)及隨機(jī)誤差的處理方法。 隨機(jī)誤差的特點(diǎn)：有界性、對稱性、抵償性。處理方法：P314、 掌握測量數(shù)據(jù)的處理方法（有效、結(jié)果），會寫測量報(bào)告。P51現(xiàn)校準(zhǔn)一個(gè)量程為100 mV,表盤為100等分刻度的毫伏表，測得數(shù)據(jù)如下:A確定儀表的靈敏度。 解：r

6、x = 10X 100%R 1% rA=x 100% 因?yàn)?xm=- mVrm = 100= % 所以：100/100 = 1 mV;如題圖所示，用內(nèi)阻為 Rv的電壓表測量A、B兩點(diǎn)間電壓，忽略電源電阻Rl、R2的誤差，求:不接電壓表時(shí)，A B間實(shí)際電壓 U;若Ft = 20KQ，由它引入的示值相對誤差和實(shí)際相對誤差各為多少?若Ft = 1MQ，由它引入的示值相對誤差和實(shí)際相對誤差又各為多少?解: “ 5120 12= 9® Ux2=為 12= 8VR外=2012圖用數(shù)字電壓表測得一組電壓值如下表:判斷有無壞值，寫出測量報(bào)告值。解：(1)用公式x1 n1 Xi求算術(shù)平均值。n ix=

7、 (20.42 + 20.43 + + 20.40 )=15 i 1(2)列出Vi和Vi2如表一1Vi2=V2 0.0327n1i 1Yn1i 1表一1nVi2VinVi2VinVi2Vi161271381從表中可以看出，剩余殘差最大的第8個(gè)測量數(shù)據(jù)，其值為:0.10 =0.10>3 , n8為壞值應(yīng)剔除。(4)剔除n8后的算術(shù)平均值(5)重新列出Vi和Vi2如表一2表一2(7)剔除n8后無壞值因此用數(shù)字電壓表測得結(jié)果為：±按照有效數(shù)字的運(yùn)算法則，計(jì)算下列各結(jié)果: 51.4 x= 190一=例1將下列數(shù)字保留到小數(shù)點(diǎn)后一位: 解：-小于5舍，大于5入，等于5時(shí)采取偶數(shù)法則。第三

8、章：1、掌握正弦信號發(fā)生器的主要性能指標(biāo)。 指標(biāo)：(1)頻率特性(2) 輸出特性(3) 調(diào)制特性2、掌握低頻信號RC積分電路構(gòu)成的低頻信號發(fā)生器的工作原理。P6& P723、掌握射頻信號(鎖相、合成)發(fā)生器的工作原理。P82、P84題圖是簡化了的頻率合成器框圖，f 1為基準(zhǔn)頻率，f 2為輸出頻率，試確定兩者之間的關(guān)系。若f 1 = 1MHz分頻器寧n和寧m中n m可以從1變到10,步長為1，試確定f 2的頻率范圍。題圖解：相位鎖定時(shí)：f1/n = f2/mf2= f 1 m/n當(dāng) m = 1 n = 10 時(shí) f 2min = f l/10 = 當(dāng) m= 10 n = 1 時(shí) f 2m

9、ax= 10f1= 10MHz用題3.18圖(a所示方案觀測網(wǎng)絡(luò)瞬態(tài)響應(yīng)，如果輸入波形是矩形脈沖(b),被觀測網(wǎng)絡(luò)分別為(C)、(d)，則示波器上顯示的輸出波形各為什么?題圖解：對網(wǎng)絡(luò)(C) :T = RC5RC <T/2 即：T< T/10則圖(C)為微分電路,所以，輸入方波脈沖時(shí)，輸出為正負(fù)尖峰脈沖。則圖(d)為耦對網(wǎng)絡(luò)(d) ： T = RC 5RC < T/2 即：tV T/10合電路,所以，輸入方波脈沖時(shí)，輸出為近似的方波脈沖。 第四章：1、掌握示波器的主要技術(shù)指標(biāo)及基本組成和工作原理。 技術(shù)指標(biāo)：1）頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)fh也叫帶寬。指垂直偏轉(zhuǎn)通道（Y方向放大器）對正

10、弦波的幅頻響應(yīng)下降到中心頻率的 （-3dB） 的頻率范圍。2）偏轉(zhuǎn)靈敏度 （S）單位輸入信號電壓Uy引起光點(diǎn)在熒光屏上偏轉(zhuǎn)的距離H稱為偏轉(zhuǎn)靈敏度 S：S= H / u y3）掃描頻率掃描頻率表示水平掃描的鋸齒波的頻率。一般示波器X方向掃描頻率可由 t/cm 或 t/div 分檔開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，此開關(guān)標(biāo)注的是時(shí)基因數(shù)4）輸入阻抗Ci 的并聯(lián)阻抗。輸入阻抗是指示波器輸入端對地的電阻Ri 和分布電容5）示波器的瞬態(tài)響應(yīng)示波器的瞬態(tài)響應(yīng)就是示波器的垂直系統(tǒng)電路在方波脈沖輸入信號作用下的過渡特性。上升時(shí)間 tr 越小越好。6）掃描方式線性時(shí)基掃描可分成連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描兩種方式。基本組成：丫通道、X通道、

11、Z通道、示波管、幅度校正器、掃描時(shí)間校正器、電源幾 部分組成。工作原理： P1082、掌握示波器的使用及校正方法。 P119電子示波器由哪幾個(gè)部分組成？各部分的作用是什么？答：電子示波器由Y通道、X通道、Z通道、示波管、幅度校正器、掃描時(shí)間校正器、電源幾部分組成。丫通道的作用是：檢測被觀察的信號，并將它無失真或失真很小地傳輸?shù)绞静ü艿拇怪逼D(zhuǎn)極板上。X通道的作用是：產(chǎn)生一個(gè)與時(shí)間呈線性關(guān)系的電壓，并加到示波管的x偏轉(zhuǎn)板上去，使電子射線沿水平方向線性地偏移，形成時(shí)間基線。Z通道的作用是：在時(shí)基發(fā)生器輸出的正程時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生加亮信號加到示波管控制柵極上，使得示波管在掃描正程加亮光跡，在掃描回程使光跡消

12、隱。示波管的作用是：將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，顯示被測信號的波形。幅度校正器的作用是：用于校正 Y通道靈敏度。掃描時(shí)間校正器的作用是：用于校正 x 軸時(shí)間標(biāo)度，或用來檢驗(yàn)掃描因數(shù) 是否正確。電源的作用是：為示波器的各單元電路提供合適的工作電壓和電流?，F(xiàn)有下列三種示波器， 測量上升時(shí)間， ，為 80ns 的脈沖波形，選用哪一種好？ 為什么？SBT5同步示波器 f h=10MHz tr<40ns。SBMIO通用示波器 f h = 30MHz tr < 12ns。SR- 8 雙蹤示波器 f h=15MHz tr < 2,1 ns。(2) tr2 = 350/ fh= 350 /30tr

13、2最小，選用SBMI0通解：(1) tri= 350/ fh= 350 /10 = 35 ns=12 ns(3) tr3= 350/ fh= 350 /15 = 23 ns用示波器好。時(shí)基發(fā)生器由幾部分組成？各部分電路起什么作用？為什么線性時(shí)基信號能展開波形？答：時(shí)基發(fā)生器由閘門電路、掃描發(fā)生器和釋抑電路組成。時(shí)基閘門電路的作用是控制掃描電壓發(fā)生器的工作，它是一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā) 電路，當(dāng)觸發(fā)脈沖到來時(shí)，電路翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，使掃描電壓發(fā)生器開始工 作。掃描發(fā)生器掃的作用是產(chǎn)生高線性度的鋸齒波電壓。釋抑電路的作用是用來保證每次掃描都開始在同樣的起始電平上。在水平偏轉(zhuǎn)板上加一線性鋸齒波掃描電壓Ux,該

14、掃描電壓將Y方向所加信號電壓Uy作用的電子束在屏幕上按時(shí)間沿水平方向展幵。計(jì)算下列波形的幅度和頻率 ( 經(jīng)探頭接入 ) ：1) Vdiv 位于檔，t /div 位于 21 s 檔。 Hf= 2div ,D= 3div H = 5div ,D = 2div H = 3div ,D = 5div解： U = 2 div X/divX 10 = 4VX 2(1 s/div = 6(1 sf = 1/T = 167KHZ U = 5 div X/divX 10 = 10Vf = 1/T = 250KHZ U = 3 div X/divX 10 = 6V=5 divX 2 1 s/div = 101 s

15、f = 1/T = 100KHZ2)V/div 位于檔， t /div 位于 501 s 檔。 H = 5div , D = 6div H = 4div , D=4div H = 2div , D=5div解： U = 5 div X/divX 10= T=6 div X 50(1 s/ div = 300sf = 1/T = U = 4 div X/divX 10 = 2V=4 div X 50 1 s/ div = 200 i s從厶fx/ f x的表達(dá)式中可知,提高晶振頻率的準(zhǔn)確度可減少厶fc/ f cf = 1/T = 5KHz U = 2 div X/divX 10 = 1V=5 d

16、iv X 50 1 s/ div = 250 i sf = 1/T = 4KHz3)V/div 位于 20 檔，t / div 位于檔。 H= 2div , H=1div ，D = 1div H二，D = 2div解： U = 2 div X 20V/div X 10 = 400VT = div X/ div = U = 1 div X 20V/ div X 10 = 200VT = 1div X/div = U = X 20VZdiv X 10= 100V T=2 div X/div = 1s有兩個(gè)周期相同的正弦波，在屏幕上顯示一個(gè)周期為 6 個(gè) div ，兩波形間相位間隔為如下值時(shí)，求兩波

17、形間的相位差。1) div2)2 div3) 1 div4) div5) div6) div解：（1）(h=x 360° /6 = 30°(2) h = 2X 360° /6 = 120°(h = 1 X 360° /6 = 60(4) h =X 360° /6 = 90°(h=X 360° /6 = 72°(6) h=x 360° /6 = 108°第五章：1、了解頻率測量的方法，掌握電子計(jì)數(shù)法測量頻率、周期的工作原理及誤差分析和減 小測量誤差的措施。P 142 P153減小誤差：（

18、1）頻率：提高晶振頻率的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度以減小閘門時(shí)間誤差 擴(kuò)大閘門時(shí)間T或倍頻信號頻率fx以減小± 1誤差以減小閘門時(shí)間誤差。 被測信號頻率較低時(shí)，采用側(cè)周期的方法測量。（2）周期：周期倍乘2、掌握諧振法測頻，頻率電壓轉(zhuǎn)換法測頻的工作原理。P 162164用一臺七位計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測量 f x= 5MHz的信號頻率，試分別計(jì)算當(dāng)閘門時(shí)間為1s、和10ms時(shí)，由于“±1”誤差引起的相對誤差。解：閘門時(shí)間為1s時(shí):N 1N1fxT5 10 6-60.2 10閘門時(shí)間為時(shí)：r1fxT15 10 6 0.10.210 一5閘門時(shí)間為10ms時(shí)：一M =1NfxT5 106 10 10-

19、 30.2用某計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測頻率， 已知晶振頻率的相對誤差為 f c / fc=± 5 X 10-8，門控時(shí)間T= 1s，求:測量fx= 10MHZ時(shí)的相對誤差;測量f x= 10kHz時(shí)的相對誤差；并提出減小測量誤差的方法。解：（1） Xfxfc fc+fccT+(1fxT5 108 +5 108 +1 -El戸 1.510- 7的閘門時(shí)間誤差， 擴(kuò)大閘門時(shí)間T或倍頻被測信號可減少土 1誤差。用計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測信號的周期，晶振頻率為10MHz其相對誤差 fc/ fcTx= 10us時(shí)的測量解：丄=(Txfc+ -) = ( 5 108 +mfxTc16100 10 10 6 10 倍104=± 5X 10 8,周期倍乘幵關(guān)置X 100,求測量被測信號周期簡述電橋法、諧振法、f-V轉(zhuǎn)換法測頻的原理，它們各適用于什么頻率范圍？這三種測頻方法的測頻誤差分別決定于什么?答：電橋法測頻的原理是利用電橋的平衡條件和被測信號頻率有關(guān)這一特 性來測頻。交流電橋能夠達(dá)到平衡時(shí)有:電橋法測頻適用于10kHz以下的音頻范圍。在高頻時(shí)，由于寄生參數(shù)影響 嚴(yán)重，會使測量精確度大大下降。電橋測頻的精確度約為±電橋法測頻的精確度取決于電橋中各兀件的精確度、判斷電橋平衡的準(zhǔn)確 度(檢流計(jì)的靈敏度及人眼觀察誤差)和被測信號的頻譜純度。能達(dá)到的測頻精 確度大