電氣測量習(xí)題答案-陳立周

1、電氣測量五版習(xí)題參考答案（說明）以下答案并不是標準答案，因為有的題目可能有多解，任何一種解法都不能稱為標準解法。其次，計算中在遇到多位數(shù)時，允許取近似的有效數(shù)，有效數(shù)可以取三位。有的時候也可以取四位或兩位，這在工程計算中都是允許的。所以下面答案中取近似值的方法也不是標準方法，所有答案都僅供參考。第一章1. 用電壓表測量實際值為220V的電壓，若測量中該表最大可能有5%相對誤差，則可能出現(xiàn)的讀數(shù)最大值為多大。若測出值為230V，則該讀數(shù)的相對誤差和絕對誤差為多大。解：可能出現(xiàn)的讀數(shù)最大值為5220+220X=231V100若測出值為230V，則該讀數(shù)的絕對誤差為A二A-A=230-220=10V

2、X0相對誤差為AX100%=A010220X100%=%2. 用量程為10A的電流表，測量實際值為8A的電流，若讀數(shù)為，求測量的絕對誤差和相對誤差。若所求得的絕對誤差被視為最大絕對誤差，問該電流表的準確度等級可定為哪一解：該讀數(shù)的絕對誤差為A二A-A=8=AX0該表的最大引用誤差為A0.1丫=mX100%=X100%=%mA8m按表1-1該電流表的準確度等級可定為級3. 用準確度為1級、量程為300V的電壓表測量某電壓，若讀數(shù)為300V，則該讀數(shù)可能的相對誤差和絕對誤差有多大，若讀數(shù)為200V,則該讀數(shù)可能的相對誤差和絕對誤差有多大。解：準確度1級、量程為300V的電壓表，最大絕對誤差為A=A

3、xy=300x(1%)=3Vmmm若讀數(shù)為300V，則該讀數(shù)可能的最大絕對誤差為土3V，相對誤差為丫一A3300=1%x讀數(shù)為200V時，則該讀數(shù)可能的最大絕對誤差仍為土3V，此時的相對誤差為=1.5%y_A=3-A=200x4. 欲測一250V的電壓，要求測量的相對誤差不要超過0.5%,如果選用量程為250V的電壓表，那么應(yīng)選其準確度等級為哪一級如果選用量程為300V和500V的電壓表，則其準確度等級又應(yīng)選用哪一級解：如果選用量程為250V的電壓表，可選準確度為0.5級的電壓表，其最大絕對誤差為A=Axy=250x(0.5%)=1.25Vmmm在測量250V時相對誤差不會超過0.5%。若選用

4、量程為300V的電壓表，準確度為0.5級時，其最大絕對誤差為，測yA1.5量250V時相對誤差為=丁=0.6%,不能滿足要求，必須選用0.2A250xyA0.6級.最大絕對誤差為0.6V,測量250V時相對誤差為=丁=0.24%,A250x不會超過0.5%。若選用量程為500V的電壓表，準確度為0.2級時，其最大絕對誤差為1V,yA1測量250V時相對誤差為=廠250=4%，可以滿足要求，5某功率表的準確度等級為級，表的刻度共分為150個小格，問：(1)該表測量時，可能產(chǎn)生的最大誤差為多少格(2)當讀數(shù)為140格和40格時，最大可能的相對誤差為多大解：(1)該表測量時，可能產(chǎn)生的最大相對誤差為

5、土0.5%，最大絕對誤差為A二AxY二150x(0.5%)二0.75格mmm(2)當讀數(shù)為140格時最大相對誤差為Y_AAx=0.535%140Y_AAx當讀數(shù)為40格時最大相對誤差為0.75二=1.875%406利用電位差計校準功率表，設(shè)電路如附圖11所示，由圖可知KUP二nKURCN式中U為電位差計測出的負載端電壓讀數(shù)，K為電位差計分壓箱的衰減比，U為電位CN差計測出的串聯(lián)標準電阻R上的電壓讀數(shù)。若電位差計測量電壓的誤差為土，標準電阻RNN其銘牌阻值可能最大誤差為土，電位差計的分壓箱衰減比最大誤差為土，求測出的功率戶的最大可能誤差。附圖11解：Yy=|砒+m2+|py3|+|qy+|ry5

6、I=1X%+1X%+1X%+1X土+1X%=7.測量95V左右的電壓，實驗室有級0-300V量程和1級0100V量程的兩臺電壓表供選用，為能使測量盡可能準確，應(yīng)選用哪一個。解：用級0300V量程的電壓表測量95V電壓，最大絕對誤差為&二AxY二300x(0.5%)二1.5Vmmm最大相對誤差為Y_AAx=1.57%95用1級0100V量程的電壓表測量95V電壓，最大絕對誤差為A二Axy二100x(1.0%)二1Vmmm最大相對誤差為YA1二=1.05%A95x可見在測量95V電壓的時候，級0300V量程的電壓表準確程度,還不如I級0100V量程的電壓表。第二章1.有一磁電系表頭，內(nèi)阻為150Q

7、,額定壓降為45mV,現(xiàn)將它改為150mA量程的電流表,問應(yīng)接多大的分流器，若將它改為15V的舶電壓表，貝y應(yīng)接多大的附加電阻解：改為150mA量程的電流表，可先求得表頭的滿偏電流Ic45mVI=c1500求得擴程倍數(shù)n=L=150二5000.3C分流器電阻Rsh=nh=船=030060改為15V的舶電壓表的擴程倍數(shù)m=45V-=333.345mV附加電阻R=(m1)R=(3331)150=498000adC2有一C2-V型電壓表，其量程為150V/300V/450V，每一量程的滿偏電流都是3mA,求各量程的電壓表內(nèi)阻及相應(yīng)的電壓靈敏度。用三種量程分別測量100V的電壓，問其表耗功率分別為多大

8、解：各量程的電壓表內(nèi)阻l)150V量程的電壓表內(nèi)阻=0003=500000電壓靈敏度=-=333.3電壓靈敏度0.003V測量100V電壓的表耗功率=2x50000=0.2W2)300V量程的電壓表內(nèi)阻R=課=1000000電壓靈敏度=-=333.30.003V測量100V電壓的表耗功=(100)、100000丿2x100000=0.1W3)450V量程的電壓表內(nèi)阻R=上竺=15000000.003電壓靈敏度=-=333.30.003V測量100V電壓的表耗功=(100、150000丿2x150000=0.06W3.有一磁電系毫伏表，其量程為150mV，滿偏電流為5mA，求該毫伏計的內(nèi)阻。若將

9、其量程擴大為150V,其附加電阻為多大若將其改為量程為3A的電流表，則應(yīng)裝接多大的分流器解：毫伏計的內(nèi)阻r=150=3005量程擴大為150V，其附加電阻按式2-18150R二(-1)x30二999x30二299700ad0.15改為量程為3A的電流表，則應(yīng)裝接的分流器可從n=0I05求得R30R=j=0.050shn一1600一14.有一磁電系電流表，其量程為1A，指針位于滿刻度值位置時，表耗功率為，求內(nèi)阻為多少另一磁電系電流表其量程為2A，指針位于滿刻度值位置時，表耗功率亦為，則該表內(nèi)阻為多少解：量程為1A，表耗功率為的表內(nèi)阻為量程為2A，表耗功率為的表內(nèi)阻為P1.5r=0.3750I22

10、25-某電動系電壓表滿偏電流為40mA，若要制成為150V/300V/450V三種量程，求各量程的附加電阻各為多少電壓靈敏度為多少解：電動系電壓表的內(nèi)阻可認為近似等0,制成為150V量程的附加電阻為R=竺=37500ad0.04電壓靈敏度為=25電壓靈敏度為0.04V制成為300V量程的附加電阻為Rad=004=750001o電壓靈敏度為=25一0.04V制成為450V量程的附加電阻為450R=112500ad0.04電壓靈敏度為=25電壓靈敏度為0.04V6兩個電阻串聯(lián)后，接到電壓為100V的電源上，電源內(nèi)阻可略去不計，已知兩電阻值分Rl=40kQ,R2=60kQ兩電阻上壓降實際為多少若用一

11、內(nèi)阻為50kQ的電壓表分別測量兩個電阻上的電壓，則其讀數(shù)將為多少解：R1電阻上壓降為10040000+60000x40000=40VR2電阻上壓降為10040000+60000x60000=60V若用一內(nèi)阻為50kQ的電壓表測量，其值為10040k0x50k0x40k0x50k0十60ko40k0+50k040k0+50k0若用一內(nèi)阻為50kQ的電壓表測量R1電阻上壓降，其值為10060k0x50k0x=40.5V60k0x50k060k0+50k0+40k060k0+50k07. 用一只內(nèi)阻為9Q的毫安表測量某電路的電流，其讀數(shù)為100mA,若在毫安表電路內(nèi)再串聯(lián)一只20Q電阻時，毫安表讀數(shù)

12、為80mA，問該電路不接毫安表時，電路的實際電流為多解：設(shè)電源電壓為U,負載電阻為R,可得9+20+R_，08A聯(lián)立求解可得R=71。、U=8V不接毫安表時,電路的實際電流為8/71=8. 用內(nèi)阻為50kQ的直流電壓表測量某直流電源電壓時，電壓表讀數(shù)為100V。用改用內(nèi)阻為為lOOkQ的電壓表測量，電壓表讀數(shù)為109V，問該電路的實際電壓為多少。解：設(shè)電源內(nèi)阻為R電源電壓為Ui100二U50R+50i109二UR+100i聯(lián)立求解可得R=Q、電路的實際電壓為i9. 有一電壓互感器，其變比為6000V/100V，另有一電流互感器，其變比為100A/5A,當互感器二次側(cè)分別接上滿程為100V電壓表

13、和5A電流表，測量某交流電路的電壓與電流時,其讀數(shù)分別為99V和，求一次側(cè)電路的實際電壓與電流值。解：(1)電壓互感器變比為：6000V/100V=60讀數(shù)為99V時實際電壓U=99VX60=5940V(2)電流互感器變比為：100A/5A=20讀數(shù)為時實際電流I=X20=70A10. 某HL3型電流互感器；二次測的額定阻抗為Q,現(xiàn)有三臺電流表供選擇：一為D2型5A電流表，內(nèi)阻為Q；第二臺為D2型5A電流表：其內(nèi)阻為Q,第三臺為T19型5A電流表，內(nèi)阻為Q。問應(yīng)選用額定阻抗大的；還是小的較適合，如選小的應(yīng)選接近額定阻抗的還是越小越好解：電流互感器的一次側(cè)安匝樹是不變的，電流表內(nèi)阻較大時，若二次

14、側(cè)電流減小就會使磁化電流加大，力圖使二次側(cè)電流有一些增加保持變比不變，因此會導(dǎo)致鐵芯發(fā)熱，所以電流表內(nèi)阻原則上應(yīng)選較小的。二次測的額定阻抗為Q時，可選內(nèi)阻偏小的Q電流表。電流表內(nèi)阻比額定阻抗小太多時，也可能會使變比改變造成誤差，應(yīng)選內(nèi)阻接近額定阻抗的電流表。11. AC9/1檢流計的電流常數(shù)為3x10-ioA/div(ldiv=l),如標尺距檢流計小鏡為2m,光點偏轉(zhuǎn)為50mm，求流過檢流計的電流大小和檢流計的靈敏度。解：檢流計的靈敏度dtg2axlS=tg2ox23x1O-io=232X106T(tg2=2*180/11=S=13=0.00021x10-6A12；采用FJ10型分壓箱擴大電位

15、差計量程，若被測電壓分別為15V、220V,電位差計的最大量限為，問應(yīng)選擇分壓箱的比率為多大才適合。解：被測電壓為15V電位差計的最大量限為，可選擇分壓箱的比率為X10被測電壓為220V，電位差計的最大量限為，可選擇分壓箱的比率為X200。13. 有一只量程為100UA的電流表，滿偏時表頭壓降為10mV，擬改裝成10mA/50mA/100mA/500mA的多量程電流表，試畫出其測量電路圖，并計算各分流器電阻。解：可采用開路式分流器，測量電路如下圖10x10-3已知表頭內(nèi)阻R=而亦=x103R0.1x1031R=J=1.0112sh1n-1100.1sh2sh3sh40.1x10350一1=0.

16、200.10.1x1031000.1一10.1x103500=0.10=0.0200.114. 要求設(shè)計一多量程電壓表，其量程為50V/250V/500V，電壓靈敏度為20000Q/V,試選擇表頭及測量電路，并計算各檔的附加電阻值。解：從電壓靈敏度為20000Q/V,可選擇表頭滿偏電流為1V/200000=50卩A,表頭內(nèi)阻為20000，該表頭作為電壓表使用時，滿偏電壓，若采用共用附加電阻，其測量電路如下圖，附加電阻值分別為量程為50V時量程為250V時量程為500V時R二(m-1)R二(500-1)2000二9980000adcR二(m-1)R二(2500-1)2000二49980000ad

17、cR二(m-1)R二(5000-1)2000二99980000adc15. 用萬用表測量某放大電路的輸入信號為3dB,輸出信號為53dB，求該電路的電壓放大倍數(shù)。如果負載電阻為160，試計算其功率放大倍數(shù)。解：3dB對應(yīng)的電壓值為，53dB對應(yīng)的電壓值為346V，該電路的電壓放大倍數(shù)為314倍。或直接用分貝表示，電壓放大倍數(shù)為53db-3db=50db。U2(1.1)2輸入信號為3dB時功率為P=0075W1R16U2(346)2輸入信號為53dB時功率為P=7482.2W2R16功率放大倍數(shù)為=9976216. 用級、量程為50V、內(nèi)阻為200kQ的萬用表，和用級、量程為50V、內(nèi)阻為2kQ

18、,的電磁系電壓表，分別測量一個電阻R=Q上的電壓，設(shè)電阻上的電壓是50V,試比較用這兩種表的可能存在的誤差。解：設(shè)電源無內(nèi)阻，兩表同樣為級，量程同樣為為50V，測量時兩種表可能存在的誤差相同。若電源存在內(nèi)阻，則所用的電壓表內(nèi)阻越小，表耗電流越大，接上電壓表后對電阻上的電壓影響越大，雖然,兩表同樣為級，內(nèi)阻大的電壓表造成的誤差較小。第三章1有一電爐銘牌標明其功率P=lkW、U=220V，要用功率表測量它的功率，若功率表的量程為/5A、150V/300V，問測量時選用什么量程比較適合。另外，若功率表刻度盤是150格，則測量時指針偏轉(zhuǎn)多少格解：(1)I=P/U=1000/220=必須選量程為5A、3

19、00V的量程才不會過載。(2)功率表常數(shù)c=m=31；：=10W/格則偏轉(zhuǎn)格數(shù)Q=-=100格c102：有一電器屬感性負載，已知P=100W時，I=,cos9=。若可供選擇的功率表分別為/150V、/300V、5A/300V、10A/300V，問選哪一種較為適合。若以上功率表刻度盤都是150格，則測量時指針偏轉(zhuǎn)多少格。解：U=100/X=220V應(yīng)選量程為/300V的功率表，該表滿刻度為750W，每格為5W,測量100W功率時，指針應(yīng)轉(zhuǎn)20格。3,有兩個電路，其負載電阻分別為R=10kG、R=100G,負載兩端電壓為220V。用功率12表測量這兩個電路的功率；已知功率表參數(shù)R7R=g,問應(yīng)如何

20、選擇測量電路,并畫出WAWV兩個電路的接線圖,并分別計算測量時的表耗功率。解：1)負載電阻為R=10kQ時，RR，應(yīng)選用電壓線圈接前的方式，接線圖如下表耗功率=220215001WA1+(220)2x0.1Q=+10000.12)負載電阻為R=10g時，RWVR，應(yīng)選用電壓線圈接后前的方式，接線圖如下表耗功率220200+x0.1Q=+=100.1以上計算可知，電壓線圈接前或接后方式主要影響測量誤差，有時對表耗功率影響不大。4有一電動系功率表，其額定量限10A/300V，現(xiàn)在該表的電流線圈中通以直流電，其電流為5A,在電壓線圈中通以50Hz交流電，其電壓為220V，問這時功率表的讀數(shù)為多大。若

21、在該表的電流線圈中通以50Hz的交流電流，在電壓線圈中通以150Hz的交流電，貝9功率表的讀數(shù)為多少、解：在電動系功率表的轉(zhuǎn)動力矩式(256)中MCPii叫dt12da式中M為固定線圈與動圈間的互感，通常警12為常數(shù)。當i、i為同頻率正弦波時,12da12兩者乘積在一個周期內(nèi)的平均值M不會為零。并等于M=KIIcosp，但當一個為恒CPCP12定直流，另一個為正弦電流時，其乘積為正弦函數(shù)，而正弦函數(shù)在一個周期內(nèi)的平均值等于零。因此電流線圈中通以直流電，功率表的讀數(shù)將等于零。電流線圈中通50Hz的交流電流，即i=Isinet，電壓線圈中通以150Hz的交流電，11M即i=Isin%t，乘積有兩項

22、，其中一項為頻率等于4wt的正弦波，另一項為頻率等于2wt22M的正弦波，兩項在一個周期中的平均值都等于零，所以功率表的讀數(shù)也將等于零5某直流電路，電壓為120V，電流為，現(xiàn)用一功率表測量其功率，如果功率表選用電流量限為5A,電壓量限為150V，電流線圈內(nèi)阻為飽，電壓線圈內(nèi)阻為5000G,試計算電壓線圈接前或電壓線圈接后時由功率表表耗功率引起的相對誤差。解：電壓為120V，電流為可求得負載電阻為飽，功率為456W。若電壓線圈接前功率表測出功率P=P+12R=456+3.82x0.135=456+1.94=457.9WwWA測出功率與負載電阻實際消耗功率相比的相對誤差為457.9-456456=

23、0.41%若電壓線圈接后功率表測出功率U22202P二P+二456+二456+9.68二465.68WwR5000WV測出功率與負載電阻實際消耗功率相比的相對誤差為=46568一456=2.1%456負載電阻為電流線圈內(nèi)阻的229倍，電壓線圈內(nèi)阻負載電阻的161倍，取電壓線圈接前的誤差小。6在電動系功率表的電流線圈中，通過直流電流，在電壓線圈中通過經(jīng)全波整流后的全波脈動電壓，若該脈動電壓有效值為50V，（功率表線圈感抗和整流器內(nèi)壓降的影響可以略去），問功率表的讀數(shù)為多少解：全波脈動電壓有效值為50V時，其平均值為0.9x50二45V功率表的讀數(shù)為X45=7有一三相二元件功率表，按附圖1-2接線

24、，測量某三相三線制的有功功率、如果圖中B相負載端，即P點被斷開；這時功率表讀數(shù)將如何變化若不是P點被斷開，而是將B相電源端的Q點被斷開，這時功率表讀數(shù)又會發(fā)生什么變化如果P、Q點都沒有斷開，而是將兩個電壓線圈輸人端換接：即接A相的端子與接C相的端子相互對換，即一個表接A相電流，B、C相間電壓，另一個表按C相電流，A、B相間電壓，問這時功率表讀數(shù)如何變化附圖12解：若P點被斷開；由于電路相電流減少，而這時功率表的電壓圈電壓不變，故功率表的讀數(shù)將減少。若Q點被斷開；電路相電流減少，且功率表的電壓圈電壓也減少，故功率表的讀數(shù)比將P點被斷開將減少更多。8.原來用于220V、10A電子式電能表，由于用戶

25、負載增加，要將額定值改為220V、50A若電能表電路如圖336，問要改動哪些元件。解：用戶負載增加5倍，電流通道取樣電阻，即分流器的壓降加大5倍，其最大值等于U1=50Ax350卩0=17.5mV與允許輸入最大值太接近,為防止電流通道過壓，需將增益選擇端改接，即改為G0=l、G=0,相應(yīng)的增益為8。允許輸入最大值為60mV，是17.5mV的三倍。然后按第三章式3-58,按改后的U二17.5mV、G=8重新計算U值，按計算所得的U值，改接跳線開122關(guān)J1-J10,調(diào)節(jié)分壓電阻使等于U2。9如不考慮價格因素，三相電子式電能表，是否可以做單相電能表使用解：若三相電子式電能表具有中線接頭，可以做為單

26、相電能表使用。第四章1按本章第一節(jié)介紹的D3Hz電動系頻率表的線路，設(shè)指針最大張角為90,測量頻率范圍為4555Hz，中心位置讀數(shù)為50Hz，設(shè)頻率表可動線圈的電阻R2為20kG，與動圈B2并聯(lián)的電阻Ro亦為20k飽，試計算頻率表線路上的R、L、C之值應(yīng)選用多大解：指針位于中心位置讀數(shù)為50Hz,叭=2兀x50，可求得0Ux，輸出數(shù)碼0。僅保留14V5) 再取基準電壓與上次保留的14V相加，即14+=，將與Ux在比較器中進行比較，Ux，輸出數(shù)碼0。僅保留14V。6) 再取基準電壓與上次保留的14V相加，即14+=，將與Ux在比較器中進行比較，Ux，輸出數(shù)碼0。僅保留14V。之后再依次取、，與上

27、次保留的14V相加，并與Ux在比較器中進行比較,，但都大于Ux,故皆取0。最后得被測電壓Ux=14V,二進制數(shù)為。第八章1. 在示波器y偏轉(zhuǎn)板上加入附圖15a所示的波形；在X偏轉(zhuǎn)板上施加附圖15b所示的波形，試繪出熒光屏上顯示的圖形。解：若y偏轉(zhuǎn)板上加入圖a所示的波形；X偏轉(zhuǎn)板上施加圖b所示的波形，則熒光屏上顯示的圖c附圖152. 如果在示波器x、y偏轉(zhuǎn)板加上如附圖16所示的波形，試用逐點對應(yīng)法，繪出熒光屏上的圖形(圖a加y軸，圖b加X軸)。解：圖a加y軸，圖b加X軸時，熒光屏上的圖形如圖c3. 給示波管y軸和x軸分別加上下列電壓，試畫出熒光屏上顯示的圖形。(1) u=Usin(et+90o)

28、ym(2) u=Usin2btxm解：熒光屏上顯示的圖形如下圖所示。4. 利用示波器測量某一方波電壓，若探頭的RC值大于示波器輸人電路的RC值、或小于示波器輸入電路的RC值時，熒光屏上顯示的方波各發(fā)生什么變化試繪出變化后的波形。解：設(shè)探頭的RC值為RC，示波器輸人電路的RC為RC，熒光屏上顯示的方波如圖1122所示。5. SR8示波器掃描時間范圍為ls/div卩/div,掃描擴展為xlO,熒光屏X方向可用長度為lOdiv,試估計該示波器可用于測量正弦波的最高頻率為多大。解：掃描擴展為xlO,則其掃描時間范圍為/div卩/div,若每格顯示一個波形，該波形的周期卩，即最高頻率為50MHz。6. 某通用示波器y通道頻率范圍為010MHz，估計該示波器掃描速度范圍為多大（設(shè)X軸方向可用長度為l0div）。解：設(shè)y通道輸入頻率范圍為010MHz