電子測量技術(shù)基礎(chǔ)課后答案

習(xí)題備，把被測量與標(biāo)準(zhǔn)的同類單位量進(jìn)行比較，從而確定被測量與單位量之間的數(shù)值關(guān)系，最敘述直接測量、間接測量、組合測量的特點(diǎn)，并各舉一兩個測量實(shí)組合測量：當(dāng)某項(xiàng)測量結(jié)果需用多個參數(shù)表達(dá)時，可通過改變測試條件進(jìn)行多次測量解釋偏差式、零位式和微差式測量法的含義，并列舉測偏差敘述電子測量的主要內(nèi)容答：電子測量內(nèi)容包括（1（2電信號的特（3元件和電路參數(shù)的測量如：電（4）列舉電子測量的主要特點(diǎn).（1（2（3（4測量速度（5易于實(shí)現(xiàn)遙測和長期不間斷的測量（6易于實(shí)現(xiàn)測量過程的自動化和測量儀器的（7）選擇測量方法時主要考慮的因素有哪的測量準(zhǔn)確度；③測量環(huán)境；④現(xiàn)有測量設(shè)備等。設(shè)某待測量的真值為土0．00，用不同的方法和儀器得到下列三組測量數(shù)據(jù)。試用精①②9.59，9.7l，106，0.42103，9.698，0.2，99，038； 10.05，l0.04，9.98，9.99，l0.00，10.02，10.0l，999，9.97，9.99答：①精密欠正確 ②準(zhǔn)確度低 ③準(zhǔn)確度高SXl842數(shù)字電壓表數(shù)碼顯示最大數(shù)為19999，最小一檔量程為20mV，問該電壓表解：20mV/19999＝0.001l.9SR4650uV／div120uV，則示波器解：120/50＝2.4某待測電路1.10圖所示計算負(fù)載RL上電壓U。的值(理論值)電UU。各為多少？解（1）U＝ （2）R1＝30//120＝24U＝

1.10 R2＝30//10000＝29.91U＝ （3）

已知某熱敏電阻隨溫度變化的規(guī)律為RTR

熱力學(xué)溫度為T0＝300KT時的阻值B為材料T1＝290K1＝14.12kΩ②T2＝320K，R2＝5.35kgR0BB(1—1解：14.12＝R0e290 B(1—1 320 聯(lián)立（1（2） 試設(shè)計一個測量方案，測量某放大器的直流輸出阻(阻值估計30kΩ左右1U＝ 1

U＝ 22選擇測量儀器時，通常要根據(jù)被測量＝電壓靈敏度×量程)，準(zhǔn)確度等級為2.5級(準(zhǔn)確度等級s表示儀表的滿度相對誤差不超過解：6V檔時： R1＝30//120＝24U＝

30V R2＝30/600＝28.57U＝ y＝0.86 比較測量和計量的類同和計量是利用技術(shù)·陽法制實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測量量結(jié)答：①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②主基準(zhǔn)也稱作原始基準(zhǔn)，是用來復(fù)現(xiàn)和保存計量單位，具有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)③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)的計量器④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)際用以檢定下面評定被檢計量器具的計量性能是否合格 題標(biāo)稱值：測量器具上標(biāo)定示值：測量器具指示的被測量量值稱為測量器具的示什么是等精度測量？什么是不等精度測量答：在保持測量條件不變的情況下對同一被測量進(jìn)行的多次測量過程稱作等精度測 2、相對誤實(shí)際相對誤差示值相對誤差

r＝ 滿度相對誤差

＝ m分貝誤差：Gx＝20說明系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗差的主要特C1＝2000±40pFC2＝470pF±5%，問哪個電容器的誤差大些為什么 因?yàn)閞1＜r2，所以C2的誤差大些某電阻衰減器，衰減量為20±0.1dB，若輸入端電壓為1000mV多少解：由：G＝20lgui 得：u＝u/10＝100x xrx＝rDb/8.69＝±0.1/8.69＝±1.2 輸出端電壓為：100mV±1.25.42V5.60V，求前一解 標(biāo)值為12，許差5％電，實(shí)值圍多解：＝5%12＝60Ω 實(shí)值圍120060Ω現(xiàn)檢定一只2.5級量程100V電壓表50V刻度上標(biāo)準(zhǔn)電壓表讀數(shù)為48V，問在解：Δxm＝±2.5%×100 電壓表合格現(xiàn)校準(zhǔn)一個量程為100mV，表盤為100等分刻度的毫伏表，測得數(shù)據(jù)如下儀表刻度值0標(biāo)準(zhǔn)儀表示值--c-求：①將各校準(zhǔn)點(diǎn)的絕對誤差ΔU和修正c填在表格10mV刻度點(diǎn)上的示值相對誤差rx和實(shí)際相對誤差解：②rx＝0.1/10×100% rA＝0.1/9.9×100% ④100/100＝1WQ—1型電橋在f＝1kHz0.1pF～110pF電容時，允許誤差為1.0讀數(shù)值)±0.01％×(滿量程值)，求該電橋測得值分別為lpF、10pF、100pF時的絕對誤差、相對 r＝0.021100%＝ r＝0.111 r＝1.011①不接電壓表時，A、B間實(shí)際電壓②若Rv＝20KΩ，由它引入的示值相對誤差和實(shí)際相對誤差各為多③若Rv＝1MΩ，由它引入的示值相對誤差和實(shí)際相對誤差又各為多解

②U＝ x28r＝－9.6 r＝ 100%＝－16.7% R外 題2..12U＝

＝ r＝ 時的絕對誤差和相對誤差解：Δx1＝Δx2＝Δxm＝±1%×100 41位(最大顯示數(shù)字為19999)2V檔的工作誤差為20.025％(示值)±1個字，現(xiàn)測得值分別為0.0012V和1.9888V，問兩種情況下的絕對誤差示值相對誤差各為多 解：x1＝

＝ 0.0251.9888 ＝＝ 伏—安法測電阻的兩種電路示于題2.15圖(a)、(b)，圖中A為電流表，內(nèi)阻V為電壓表，內(nèi)阻Rv，求 比較兩種測量結(jié)果，兩種電路各自適用的范圍R

2.15

r＜0測得值偏小，R＞＞R

很小

1＋R

rb＞0測得值偏大，RA＜＜Rx時，rb很小。量程0～50V，準(zhǔn)確度s2＝l.0級，問選用哪一只電壓表測量結(jié)果較為準(zhǔn)確？解：Δx1＝Δxm1＝rm1×xm1＝±1.5%×10＝±0.15V±0.15/8＝±1.88%Δx2＝Δxm2＝rm2×xm2＝±1.0%×50＝±0.5V＝Δx2/x2＝±0.5/8利用微差法測量一個l0V電源，使用9V標(biāo)稱相對誤差±0.1％的穩(wěn)壓源和一只準(zhǔn)確s2.17圖所示。要求測量誤差ΔU/U≤±0.5%s＝？解：＝＝

1111

0.1%990.1%99＝(s＋ 依題意得 (s＋0.9)%≤ 題2.17 所以 選用2.5級的電壓表2.18圖為普通萬用表電阻檔示意圖，Ri稱為中值電阻，Rx為待測電阻，E為E解：因?yàn)椋篍

Rx的相對對誤差為：Rx 題2.18 I2Ri

IRx I＝2R＝

I即指針在位置時，測量電阻的誤差最小解：串聯(lián)時：相對誤差r ＋＝（ 100 0.4）＝0.66%＋ 20＋100 總電阻

(R＋R (R＋R (R＋RRR(R＋R＋R＝＋R

12

21

r

·r＋ 符號有正有負(fù)時r＝ r R＋R ＝

R2

0.4 20＋100100 R并 并聯(lián)時的總電Ua＝4.26V，Ub＝4.19V，忽略電壓表的負(fù)載效應(yīng)，求：①Ua、Ub絕對誤差、相對誤差各為多少r＝(4.261.76%＋ ΔUab＝rab×Uab＝±214.26%×0.07 2.20用電橋法測電阻時，利用Rx＝R1·R3/R2，已知＝100Ω，Δ3＝±0.1Ω，R＝1000Ω，R2＝±0.1Ω求：測得值Rx的相對誤差。解：r1＝0.1/100＝0.% r3＝0.1% r2＝1/1000＝0.1%%求最高解

d－

＝ R＝ rL＝2rd＋rR時，Δσ/σ＝0最小。導(dǎo)體的直徑參數(shù)d的測量準(zhǔn)確度要求最高電橋測一個50HLO08mH的范圍內(nèi)變化。若希望測量值的不確定度范圍減小到03H以內(nèi)，仍使用該電橋，問可采用解：采用對照法進(jìn)量，第一次測量電橋平衡時有 rR4＝Ls1＝rR3＝ 第二次測量時，交換L0與Ls的位置，電橋平衡時有 比較兩個L0的表達(dá)式有L＝L 則：r ＋1L s1 所以：r＝1 ＝ 32.2550V量程交流電壓表通過測U1、U2U值U1＝U2

)解得 所以，選用1.5級的電壓表 題2.25用示波器測2.26圖所示調(diào)幅波的調(diào)幅系數(shù)M＝A－B100，已A、測量誤差±10％，問調(diào)幅系數(shù)誤差為多解： A－ （A＋B2 （A＋B2r＝ r－2AB

當(dāng)A、B有正有負(fù)時：

2.26用數(shù)字電壓表測得一組電壓值如下nnn162738495判斷有無壞值，寫出測量1 x

xi求算術(shù)平均值ninx＝115i列出viv2i

in－1i

n－1

iinnn12345-6789------從表2.27中可以看出，剩余殘差最大的第8個測量數(shù)據(jù)，其值為v8＝－0.10＝0.10＞3，n8為壞值應(yīng)剔除n8后的算術(shù)平均i重新列出viv2innn1627--3--48--59-剔除n8后的標(biāo)準(zhǔn)差的估 剔除n8后無壞 n 因此用數(shù)字電壓表測得結(jié)果按照舍入法則，對下列數(shù)據(jù)處理，使其各保留三位有86.3724，8.9145，3.1750，0.003125，59解：86.372 8.914 3.1750.003 按照有效數(shù)字的運(yùn)算法則，計算下列各結(jié)① ②1.0713×3.20⑧40.313×4.52 ④51.⑤ ⑥誤差均為±2％，求放大器增益的分貝誤差。 ＋rU）＝（2%＋2%）＝ rdB＝20lg（1＋4%）＝±（20×0.017習(xí)題試述時間、頻率測量在日常生活、工程技術(shù)、科學(xué)研究中有何實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)的時頻如何提供給用—與其他物理量的測量相比，時頻測量具有哪些特點(diǎn)？（1）2）（3）頻率的信息傳輸和處理比較容易并且精確度也很臺位數(shù)有限的計數(shù)式頻率計，是否可地擴(kuò)大時間來減小1誤差，提高測量精確答：是根據(jù)頻率的定義來測量頻率的。若某一信號在T秒時間內(nèi)重復(fù)變化了N次，則根據(jù)頻率的定義，可知該信號的頻fx為：測量誤差主要有：±1誤差＝

1＝ 標(biāo)準(zhǔn)時間誤C C 不可地大時小1誤測。有式頻，取使丟。0.1s和10ms時，由于“±1”誤差引起的相對誤差Nf Nf 1＝ 10611＝0.2Nf 1＝ ＝0.2解：時間為1s時

＝

＝時間為0.1s時時間為10ms時N

f

510610用計數(shù)式頻率計測量頻率，時間為1s時，計數(shù)器讀數(shù)為5400，這時的量化誤差為多大？如將被測信號倍頻4倍，又把時間擴(kuò)大到5倍，此時的量化誤差為多大？解：（1）N＝1 N（2）N

1

1

＝9.29 45400用某計數(shù)式頻率計測頻率，已知晶振頻率的相對誤差為Δfc/fc＝±5×10－8，門控時T＝1sfx＝10kHz時的相對誤差；并提出減小測量誤差（1） )＝(5108 f 10106（2）fx＝ ＋1)＝(5108

10103從Δfx/fx的表達(dá)式中可知，①提高晶振頻率的準(zhǔn)確度可減少Δfc/fc的時間誤差，②擴(kuò)大時間T或倍頻被測信號可減少±1誤差。周期倍乘開關(guān)置×100，求測量被測信號周期Tx＝10μs時的測量誤差.。

＋ mf

1001010610 x某計數(shù)式頻率計，測頻率時時間為1s，測周期時倍乘最大為×10000，晶振最高頻率為10MHz，求中界頻率。

Kf 用計數(shù)式頻率計測量fx＝200Hz的信號頻率，采用測頻率(選時間為1s)和測誤差解：測頻率時：

1

＝ 200N＝TC＝＝Tif＝0.110－6200＝5 5.1l拍頻法和差頻法測頻的區(qū)別是什么？它們各適用于什么頻率范圍？為什性元件上，其合成信號u為近似的正弦波，但其振幅隨時間變化，而變化的頻率等于兩頻率之差，稱之為拍F。則：fx＝fc±Fm，nflnmnfx±m(xù)fl＝0,差頻法測頻率適用于高頻段的測量，可3000MHz的微弱信號的頻率，測頻精確10-6左右。利用拍頻法46s內(nèi)數(shù)100拍，如果拍頻周期數(shù)計數(shù)的相對誤差為±l％，秒表誤差為0.2s，忽略標(biāo)準(zhǔn)頻率(本振)的誤差，試求兩頻率之差及測量的絕對誤差。 解：F＝＝ （7 ＋0.2）＝ 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)這一特性來測頻流電橋能夠達(dá)到平衡時有1ffx2RRC121電橋法測頻10kHz以下的音頻范圍。在高頻時，由于寄生參數(shù)影響嚴(yán)重，會使電路諧振時

22較大，測量的準(zhǔn)確度較低。頻范圍0.5~1500MHz。諧振法測頻的誤差來源為：①諧振頻率計算是近似計算；②回路Q值不太高時，不容易準(zhǔn)確找到真正的諧振點(diǎn)；③環(huán)境溫度、濕度以及可調(diào)元件磨損等因數(shù)，使電尖脈沖uA，然后加于單穩(wěn)多諧振蕩器，產(chǎn)生頻率為fx、寬度為τ、幅度為Umu(t)U＝

U＝0 T ＝ 0 所以 f-V轉(zhuǎn)換法測頻最高測量頻率可達(dá)幾兆f-V轉(zhuǎn)換法測頻的誤差主要決定 Umτ的穩(wěn)定度以及電壓表的誤差，一般為百分之幾如果在示波器的X、Y兩軸上加入同頻、同相、等幅的正弦波，在熒光屏上會出90o，又是什么樣的圖像？答：因初始相位差不同，在熒光屏上會出現(xiàn)直線、橢圓或圓的圖像。如果兩者相 在熒光屏上會出現(xiàn)直線、橢圓或圓的圖簡