浙江XX工程學院《電子測量》復習題

浙江XX工程學院《電子測量》復習題一、填空題.電信號特性測量包括波形、、周期、相位、失真度、調幅度、調頻指數(shù)及數(shù)字信號的等的測量。.計量的三個主要特征是、準確性和o.測量的目的是準確地獲取被測參數(shù)的o電子測量是指利用進行的測量。.測量儀表一般具有物理量的、信號的和測量結果的顯示等三種最基本的功能。.測量方法按被測量性質可分為、頻域測量、、隨機測量。.在國際單位制中，單位可分為單位，輔助單位和單位。.計量基準的劃分，可分為、副基準、o.測量方法按測量過程分類，可分為：、和組合測量。.測量目的是取得用和共同表示的被測量的結果。.電子測量的特點有：測量頻率范圍寬、、、測量速度快、易于實現(xiàn)遙測、易于實現(xiàn)測量過程的自動化和測量儀器智能化。.電子測量的基本參量有、時間、、相位、阻抗等。.測量儀器的發(fā)展經歷了模擬式儀表、、、虛擬儀器四個階段。.指針偏轉式電壓表和數(shù)碼顯示式電壓表測量電壓的方法分別屬于測量和測量。.精度是指測量儀器的讀數(shù)（或測量結果）與被測量真值相一致的程度。精度又可用精密度、和三個指標加以表征。.隨機誤差的大小，可以用測量值的來衡量，其值愈小，測量值愈集中，測量的越高。.隨機誤差的特點有：對稱性、、有界性、0.滿度相對誤差定義為與的比值，通常用百分數(shù)表示。.分貝誤差是用形式表示的誤差。采用檢波-放大式和檢波-放大式兩種方式測量電壓時，都會由于干擾和噪聲的影響而妨礙了靈敏度的提高。外差式選頻電平表通過外差式接收機擴展了頻率范圍，通過窄帶中頻放大實現(xiàn)高靈敏度。很好地解決了測量靈敏度與頻率范圍的矛盾。被測電壓的放大主要由后面的中頻放大器完成。被測信號經輸入電路，與本振信號一起進入混頻器轉變成頻率固定的中頻信號，經中頻放大器放大后進入檢波器轉變成直流電壓推動表頭顯示。由于中頻放大器具有良好的頻率選擇性和固定中頻頻率，從而解決了放大器增益帶寬的矛盾；又因為中頻放大器的極窄的帶通濾波特性，因而可以在實現(xiàn)高增益的同時，有效地削弱干擾和噪聲(它們都具有很大的帶寬)的影響，使測量靈敏度提高到11V級，因此稱為“高頻微伏表”。四、計算題(本大題共4小題，共35分)1.解：絕對誤差：Ax=x-A=40mA-38mA=2mA實際相對誤差：7A=孚=xl00%=5%A40mA.解：由相對誤差傳遞公式，采用兩種計算式得到的相對誤差力分別為?pi=±(MI+%)=±(1.5%+1%)=±2.5%乙,2二±(2|九|+|可)=±(2xl.5%+2%)=±5%由于〃1<<乙,2；顯然，第一種方案的測量準確。.解：九=Mxioo%10x1.5%10x1.5%810x1.5%810x1.5%8x100%=1.875%/=2x100%tx2一50x1.0%~~850x1.0%~~850x1.0%~~8x50x1.0%~~8x100%=6.25%由于八1?兒2；顯然，第一支表的測量準確。.（8分）解：1）在這一點上，絕對誤差為Ax=x-A=30-29.3=QJV\xm=±s%?七〃=±1%x100=±1V>Ax所以，這一點上電壓表是合格的；2）第2只表的滿度誤差為Aa："?2=土量％?七〃2=±5%x15=±0.75V<Ax/nl=+1V所以，第2只電壓表是合適的。.解：讀數(shù)代表的都是波形有效值。.對于正弦波Up=UxK。=5x1.414=7.07V平均值萬=%「均］=4.55V.對于方波Up=UxKp=5xl=5V平均值U=%f=%=5V.解：1）平均值電壓表的度盤是以正弦波的有效值定度的，對正弦波而言，電壓表度數(shù)就是被測電壓的有效值，對非正弦波需要進行波形換算。讀數(shù)代表都是波形的平均值幣=%1%1丁225V2）正弦波的峰值、平均值和有效值分別為/=Ux幣=2.5x1.414p3.54VU=2.25VU=2.5V方波的峰值、平均值和有效值分別為U=2.25V。=K刁=1x2.25=2.25V%=UxKp=2.25x1=2.25V.解：(1)讀數(shù)代表兩種波形的電壓有效值都是U=10V。(2)對于正弦波，其峰值和平均值分別為=^[7=72x10=14.14(V)U=U/Kf=10/1.11=9.01(V)對于方波，其峰值和平均值分別為Up=KpU=lxl0=10(V)0=。/勺=10/l=10(V).解：由電橋平衡條件Z1Z3=Z2Z4,可得TOC\o"1-5"\h\zZ3=Z2Z4/Z1(1)由已知條件得11/、Z.=R,+=1000+-=500(2-j),、11j啰Gj104x0.2xW6171(2)Z2=R2=500,z4=/?4=1000將式(2)代入式(1),得7500x1000""500(2-j)=200(2+jl)=400+j1()4x20x10-3=&+j3L3故Z3為電阻R3=400Q與電感L3=0.25mH相串聯(lián)。.測量信號源在10Hz檔、100Hz檔，其周期分另I」為9.9349ms和99.456ms,保留三位有效數(shù)字時，其周期分別為ms和mso.用四位半的DVM測量36V的穩(wěn)壓電源電壓為36.245V,36.355V,取四位有效數(shù)字時，其值分別為V和Vo.34位數(shù)字歐姆表，測量標稱值為l.OkQ和1.5kQ兩只電阻時，讀數(shù)分別為0.935kQ和1.452kQo當保留兩位有效數(shù)字時，此兩電阻分別為kQ和kQ。.正態(tài)分布的隨機誤差，其絕對值3。的概率為,因此定義A=3。為極限誤差。.對測量數(shù)據(jù)進行修約，多余數(shù)值的舍入規(guī)則可簡單概括為：小于5舍，大于5,.選用一個良好的電壓表，其輸入阻抗應該相對于被測電路的等效輸出阻抗越,對被測電路工作狀態(tài)的影響越o.交流電橋平衡必須同時滿足兩個條件：平衡條件和平衡條件。.交流電壓V（t）的的表達式為。=點嬴，而通常指經過全波或半波整流后的波形。.當測量電阻時，應采用電壓表并聯(lián)方案；當測量電阻時，應采用電流表串聯(lián)方案。.模擬電壓表的兩個重要指標：和o.采用某電壓表（正弦有效值刻度）測量峰值相等（Vp=5V）的正弦波、方波、三角波，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)相同，則該表為檢波方式，讀數(shù)O.均值電壓表的工作頻率范圍主要受寬帶放大器的限制，而靈敏度受放大器的限制。二、單項選擇題的限制。二、單項選擇題.下列測量中屬于電子測量的是—A、用天平測量物體的質量C、用數(shù)字溫度計測量溫度.下列測量中屬于間接測量的是—A、用萬用歐姆擋測量電阻C、用邏輯筆測量信號的邏輯狀態(tài)B、用水銀溫度計測量溫度D、用游標卡尺測量圓柱體的直徑B、用電壓表測量已知電阻上消耗的功率D、用電子計數(shù)器測量信號周期3.下列測量中屬于直接接測量的是AA、測量晶體管的集電極電流A、測量晶體管的集電極電流A、測量晶體管的集電極電流B、用彈簧秤測量物體的質量4.4.5.6.7.8.9.C、用萬用歐姆擋測量電阻下列各項中不屬于測量基本要素的是A、被測對象B、測量儀器系統(tǒng)D、C、儀器通常工作在—狀態(tài)，可滿足規(guī)定的性能。A、基準條件B、極限工作條件C、用電壓表測量已知電阻上消耗的功率測量誤差額定工作條件下列各項中不屬于國際單位制基本單位的是A、坎德拉(cd)B、開爾文(K)下列各項中不屬于國際單位制基本單位的是A4.5.6.7.8.9.C、用萬用歐姆擋測量電阻下列各項中不屬于測量基本要素的是A、被測對象B、測量儀器系統(tǒng)D、C、儀器通常工作在—狀態(tài)，可滿足規(guī)定的性能。A、基準條件B、極限工作條件C、用電壓表測量已知電阻上消耗的功率測量誤差額定工作條件下列各項中不屬于國際單位制基本單位的是A、坎德拉(cd)B、開爾文(K)下列各項中不屬于國際單位制基本單位的是A、千克(Kg)B、秒(s)D、D、測量人員儲存與運輸條件C、摩爾(mol)C、千米(km)是考慮了元件寄生參數(shù)影響的實驗者需要知道的量值。A、真值B、有效值C、指示值用連續(xù)刻度的儀表進行測量時,D、D、D、千米(km)安培(A)額定值一般應使被測量的數(shù)值盡可能在儀表滿刻度值的—以上。上。A、1/4B上。A、1/4B、1/3.被測量真值是—OA、都是可以準確測定的C、全部不能準確測定.修正值是與絕對誤差的絕對值—A、相等但符號相反C、相等且符號相同.測量的正確度是表示測量結果中一A、系統(tǒng)誤差B、隨機誤差C、1/2D、2/3B、客觀存在的，但很多情況下不能準確確定D、客觀上均不存在，因而無法測量的值。B、不相等且符號相反D、不相等但符號相同_大小的程度。C、粗大誤差D、標準偏差.通常在相同的條件下，多次測量同一量時，誤差的絕對值和符號保持恒定或在條件改變時，按某種規(guī)律而變化的誤差稱為—OA、隨機誤差B、系統(tǒng)誤差C、影響誤差D、固有誤差.某測量員測量電壓時，由于讀數(shù)固有習慣從右看去，造成讀數(shù)均略偏低，稱該誤差為A、隨機誤差B、偶然誤差A、隨機誤差B、偶然誤差C、疏失誤差D、系統(tǒng)誤差A、儀表未校零所引起的誤差BA、儀表未校零所引起的誤差B、測頻時的量化誤差C、測頻時的標準頻率誤差D、讀數(shù)錯誤.下列幾種誤差中，屬于粗大誤差的是AA、儀表未校零所引起的誤差A、儀表未校零所引起的誤差BA、儀表未校零所引起的誤差B、測頻時的量化誤差C、測頻時的標準頻率誤差D、讀數(shù)錯誤.下述方法中，能減小系統(tǒng)誤差的有AA、統(tǒng)計平均A、統(tǒng)計平均B、A、統(tǒng)計平均C、加權平均C、C、加權平均D、經高一級計量標準檢定后加以修正.在相同條件下多次測量同一量時，隨機誤差的AA、絕對值和符號均發(fā)生變化A、絕對值和符號均發(fā)生變化BA、絕對值和符號均發(fā)生變化B、絕對值發(fā)生變化，符號保持恒定C、符號發(fā)生變化，絕對值保持恒定D、絕對值和符號均保持恒定.根據(jù)測量誤差的性質和特點，可以將其分為—三大類。A、絕對誤差、相對誤差、引用誤差B、固有誤差、工作誤差、影響誤差C、系統(tǒng)誤差、隨機誤差、粗大誤差D、穩(wěn)定誤差、基本誤差、附加誤差.被測電壓真值為100v,用電壓表測試時，指示值為80v,則示值相對誤差為一A、+25%B、-25%C、+20%D、-20%.交流電壓的波形因素Kf定義為—oA、峰值/平均值B、有效值/平均值C、峰值/有效值D、平均值/峰值.交流電壓的波峰因素Kp定義為oA、峰值/平均值B、有效值/平均值C、峰值/有效值D、平均值/峰值.下列類型的表中電壓表有很高的靈敏度，頻率范圍也較寬。A、檢波一放大式B、放大一檢波式C、調制式D、外差式.電平表的輸入阻抗選擇150。時，測得電壓電平為時，其功率電平為OdBm。A、+6dBB、OdBC、3dBD、-6dB.在150Q的電阻上，測得其電壓電平為+20dBv,其對應的功率電平應為cA、+26dBmB、+23dBmC、+14dBmD、+17dBm三、簡答題.解釋下列名詞術語的含義：真值、實際值、示值、測量誤差。.誤差按性質分為哪幾種？并簡述特點。.簡述消除或削弱系統(tǒng)誤差的典型測量技術有哪幾種？.如何采取措施從產生系統(tǒng)誤差根源上減小系統(tǒng)誤差？.隨機誤差的特點是什么？隨機誤差的統(tǒng)計特性及減少方法是什么？.簡述電壓測量的意義和特點。.伏安法和電橋法各有什么特點？.交流電壓可用哪些值來表征其大?。克鼈冎g的關系用什么來聯(lián)系？交流電壓表一般都以正弦交流電壓的什么值來定度？.簡述檢波-放大式和檢波-放大式的特點。.簡述外差式電壓表的工作原理。四、計算題.用量程是50mA的電流表測量實際值為40mA的電流，如果讀書為38mA,試求測量的絕對誤差、實際相對誤差、示值相對誤差各是多少？.用間接法測量電阻所消耗的功率，可采用兩種方案：P=IV和P=V9R來計算功率。設所測電阻、電壓和電流的相對誤差分別為yr=±1%、yv=±1.5%和5=±2%,分別求兩種方式計算結果的相對誤差，并比較其大小。.被測電壓8V左右，現(xiàn)有兩只電壓表，一只量程。?10V,準確度sl=1.5,另一種量程0?50V,準確度s2=1.0級，問選用哪一只電壓表測量結果較為準確？(說明理由).檢定一只1、0級的量程為100V電壓表，在30V刻度上標準電壓表讀數(shù)為29.3V,問在這一點上電壓表是否合格？若要測一個10V左右的電壓，手頭除這只表外，另有一只5級的量程為15V電壓表，問選用哪一塊表合適？(說明理由).利用有效值電壓表測量正弦、方波的電壓，電壓表讀數(shù)均為5V,問：(1)對每種波形來說，讀數(shù)各代表什么意義？(2)兩種波形的峰值、平均值各為多少？.用以正弦刻度的均值電壓表測量正弦波和方波，讀數(shù)均為2.5V。問這兩種波形信號的峰值、平均值和有效值是多少？.利用有效值電壓表測量正弦、方波的電壓，電壓表讀數(shù)均為10V,問：(1)對每種波形來說，讀數(shù)各代表什么意義?(2)兩種波形的峰值、平均值、有效值各為多少？.如下圖所示，某交流電橋平衡時有下列參數(shù)：Zi為電阻RlIOOOQ與電容Ci=0.2pF相串聯(lián)，Z2為電阻R2=500Q,Z4為電阻R4=1000Q,信號源角頻率co=l()4rad/s,,求阻抗Z3的元件值(按串聯(lián)考慮)。部分參考答案一、填空題.頻率，邏輯狀態(tài)；.統(tǒng)一性，法制性；.值，電子技術；.變換，傳輸；.時域測量，數(shù)據(jù)域測量；.基本單位，導出單位；.國家基準（主基準），工作基準;.直接測量，間接測量；9,數(shù)值，單位；.量程范圍寬，測量準確度高；.頻率，電壓；.數(shù)字式儀表，智能儀器階段；.模擬，數(shù)字；.正確度，準確度；.方差,精密度；.單峰性，補償性；.測量誤差，儀器滿度值Xm；.對數(shù)，相對；.9,93,99.5；.36.24,36.36；.0.94,1.4；.大于，0.3%；或小于，99.7%；.入，取偶數(shù)；.大,小25,模，相位；.有效值，平均值；.ds大；.帶寬,靈敏度;.寬峰值，3.53V；.帶寬，內部噪聲；二、單項選擇題C；B；C；C；C；D；C；A；D；B；A；A；B；D；B；D；D；A；C；D；B；C；D；A；A；三、簡答題.答：真值：物理量在一定條件下所呈現(xiàn)的客觀大小或真實數(shù)值。實際值：在每一級的比較中，都以上一級標準所體現(xiàn)的值當作準確無誤的值。示值：由測量器具指示的被測量量值。測量誤差：測量儀器儀表的測得值與被測量真值之間的差異，稱為測量誤差。.答：誤差按性質分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。(1)系統(tǒng)誤差的主要特點：只要測量條件不變，誤差即為確切的數(shù)值，用多次測量取平均值的辦法不能改變或消除系差，而當條件改變時，誤差也隨之遵循某種確定的規(guī)律而變化，具有可重復性。(2)隨機誤差的特點：有界性、對稱性、抵償性?？刹捎枚啻螠y量取平均減小隨機誤差。(3)粗大誤差：確認含有粗差的測得值稱為壞值，應當剔除不用，因為壞值不能反映被測量的真實數(shù)值。.答：消除或削弱系統(tǒng)誤差的典型方法有：①零示法；②替代法；③交換法；④微差法；⑤補償法。.答：(1)要從測量原理和測量方法盡力做到正確、嚴格。(2)測量儀器定期檢定和校準，正確使用儀器。(3)注意環(huán)境對測量的影響，特別是溫度對電子測量的影響較大。(4)盡量減少或消除測量人員主觀原因造成的系統(tǒng)誤差。應提高測量人員業(yè)務技術水平和工作責任心，改進設備。.答：隨機誤差特點：有界性、對稱性、抵償性。隨機