2023年電子測量習(xí)題解答

千里之行，始于足下讓知識(shí)帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦電子測量習(xí)題解答2．4有一個(gè)100V的被測電壓，若用0.5級(jí)、量程為0-300V和1.0級(jí)、量程為0-100V的

兩只電壓表測量，問哪只電壓表測得更準(zhǔn)些？為什么？

答：要推斷哪塊電壓表測得更精確?????，即推斷哪塊表的測量精確?????度更高。

（1）對(duì)量程為0-300V、±0.5級(jí)電壓表，按照公式有

%100%%1001??≤??=

x

sxxx

mxγ%5.1%100100

%5.0300=??=

（2）對(duì)量程為0-100V、±1.0級(jí)電壓表，同樣按照公式有

%100%%1002??≤??=

x

sxxx

mxγ%0.1%100100

%

0.1100=??=

從計(jì)算結(jié)果可以看出，用量程為0-100V、±1.0級(jí)電壓表測量所產(chǎn)生的示值相對(duì)誤差小，所以選用量程為0-100V、±1.0級(jí)電壓表測量更精確?????。

2．9測量上限為500V的電壓表，在示值450V處的實(shí)際值為445V，求該示值的：（1）肯定誤差（2）相對(duì)誤差（3）引用誤差（4）修正當(dāng)答：（1）肯定誤差

VVVAxx5450445-=-=-=?（2）相對(duì)誤差

%12.1%100445

5%100-=?-=??=

xxxγ（3）引用誤差

%0.1%100500

5%100-=?-=??=

mmxxγ（4）修正當(dāng)

Vxc5=?-=

2．10對(duì)某電阻舉行等精度測量10次，數(shù)據(jù)如下（單位kΩ）：

0.992、0.993、0.992、0.991、0.993、0.994、0.997、0.994、0.991、0.998。試給出包含誤差值的測量結(jié)果表達(dá)式。答：

1）．將測量數(shù)據(jù)按先后次序列表。

2）．用公式∑=n

i

ixnx1求算術(shù)平均值。

9935.010

998.0993.0992.0)(11011021=+++=+++=∑VVVnx

3）．用公式xxii-=ν求每一次測量值的剩余誤差，并填入上表中。4）．用公式∑=-=

niin1

211νσ

計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差的估量值σ

。00237.00000505.09

1

)00002025

.000000025.000000225.0(91

1101101

2=?=

+++=-=∑ivσ5）．按萊特準(zhǔn)則推斷粗壯誤差，即按照()

xxxiiσν3>-=剔除壞值。00711.000237.03)(3=?=xσ

從表中可以看出，剩余殘差最大的第10個(gè)測量數(shù)據(jù)，其值為：

)(30045.09935.0998.01010xxxvσ

?=-=-=

所以該組測量數(shù)據(jù)中無壞值。

6）．按照系統(tǒng)誤差特點(diǎn)，推斷是否有系統(tǒng)誤差，并修正。測量數(shù)據(jù)分布勻稱，無邏輯分布，無系統(tǒng)誤差。7）．用公式n

xσσ=

求算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差估量值。

00075.016228.300237.010

00237.0====

nxσσ8）．用公式xxσλ

3=求算術(shù)平均值的不確定度。

00225.000075.033=?==xxσλ

9）．寫出測量結(jié)果的表達(dá)式。

0023.09935.0±=±=xxAλ

4．4有兩只量程相同的電流表，但內(nèi)阻不一樣，問哪只電流表的性能好？為什么？

答：電流表測量電流是將表串聯(lián)在電路中的，內(nèi)阻越小對(duì)電路的影響越小，因而測量精確?????越高。

5．3在示波器上分離觀看到峰值相等的正弦波、方波和三角波，VUp5=，分離用都是正弦有效值刻度的、三種不同的檢波方式的電壓表測量，試求讀數(shù)分離為多少？解：（1）用峰值檢波正弦有效值刻度的電壓表測量，讀數(shù)都3.54V，與波形無關(guān)。

（2）用有效值有效值檢波正弦有效值刻度的電壓表測量①正弦波

VKUUPP54.3414

.15

===

正弦波正弦波正弦波

②方波VKUUPP515

==

=

方波

方波方波③三角波VKUUPP89.273

.15

==

=

三角波

三角波三角波（3）用均值檢波正弦有效值刻度的電壓表測量①正弦波VKUUPP54.3414

.15

==

=

正弦波

正弦波正弦波②方波波形因數(shù)和波峰因數(shù)均為1，所以其平均值為5V，相應(yīng)此平均值的正弦有效值即為讀數(shù)值。

VUKUF55.5511.1=?=?=正弦波正弦波正弦波

③三角波VKUUPP89.273

.15

==

=

三角波

三角波三角波VKUUF51.215

.189

.2==

=

三角波

三角波三角波相應(yīng)此平均值的正弦波的有效值即為讀數(shù)值。

VKUUPP78.1414

.151

.2==

=

正弦波

正弦波正弦波5．12甲、乙兩臺(tái)DVM，甲的顯示器顯示的最大值為9999，乙為19999，問：（1）它們各是幾位的DVM，是否有超量程能力？（2）若乙的最小量程為200mV，其辨別率為多少？

（3）若乙的固有誤差為)%02.0%05.0(mxUUU+±=?，分離用2V和20V檔測量

VUx56.1=電壓時(shí)，肯定誤差和相對(duì)誤差各為多少？

答：（1）超量程能力是DVM的一個(gè)重要的性能指標(biāo)。1/2位和基本量程結(jié)合起來，可說明DVM是否具有超量程能力。甲是4位DVM，無超量程能力；乙為4位半DVM，可能具有超量程能力。

（2）乙的辨別率指其末位跳躍±1所需的輸入電壓，所以其辨別率為0.1mV。（3）用2V擋測量肯定誤差)%02.0%05.0(mxUUU+±=?

V118

.0)2%02.056.1%05.0(=?+?±=

相對(duì)誤差%9.5%1002

118

.0%100=?=??=UUxγ用20V擋測量

肯定誤差)%02.0%05.0(mxUUU+±=?

V478

.0)20%02.056.1%05.0(=?+?±=相對(duì)誤差%4.2%10020

478

.0%100=?=??=

UUxγ

6．2通用電子計(jì)數(shù)器主要由哪幾部分組成？畫出其組成框圖。

答：電子計(jì)數(shù)器普通由輸入通道、計(jì)數(shù)器、規(guī)律控制、顯示器及驅(qū)動(dòng)等電路構(gòu)成。

6．7欲用電子計(jì)數(shù)器測量=200HZ的信號(hào)頻率，采納測頻（閘門時(shí)光為1s）和測周（時(shí)標(biāo)為0.1μs）兩種計(jì)劃，試比較這兩種辦法由±1誤差所引起的測量誤差。答：①測頻時(shí)，量化誤差為

31051

2022

1-?±=?±=?±=?sxTfNN②測周時(shí)，量化誤差為

5710210

2022-?±=±=±=?±=?cxcxfffTNN從計(jì)算結(jié)果可以看出，采納測周辦法的誤差小些。

6．10利用頻率倍增辦法，可提高測量精確?????度，設(shè)被測頻率源的標(biāo)稱頻率為=1MHZ，閘門時(shí)

間置于1s，欲把±1誤差產(chǎn)生的測頻誤差削減到1×10-11

，試問倍增系數(shù)應(yīng)為多少？答：倍增前量化誤差為

6

61011

10111-?±=??±=?±=?sxTfNN倍增系數(shù)為5

11

61010

1101==??=--M7．2畫出文氏橋RC振蕩器的基本構(gòu)成框圖，講述正反饋橋臂的起振條件和負(fù)反饋橋臂的

穩(wěn)幅原理。答：

圖7.1為文氏電橋振蕩器的原理框圖。R1、C1、R2、C2組成RC選頻網(wǎng)絡(luò)，可轉(zhuǎn)變振蕩器的頻率；R3、R4組成負(fù)反饋臂，可自動(dòng)穩(wěn)幅。在RC

ffπ21

0=

=時(shí)，輸入信號(hào)經(jīng)RC選頻網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭\(yùn)算放大器。同相端的電壓與運(yùn)算放大器的反饋網(wǎng)絡(luò)形成的電壓同相，即有0=f?和π??nfa2=+。這樣，放大器和RC選頻網(wǎng)絡(luò)組成的電路剛好組成正反饋系統(tǒng)，滿足振蕩的相位條件，因而有可能振蕩。此時(shí)，反饋系數(shù)F=1/3，因此只要后接的二級(jí)放大器的電壓放大倍數(shù)為A3=V，那么就滿足了振蕩器起振的幅值條件AVF≥1，可以維持頻率RC

ffπ21

0=

=時(shí)的等幅正弦振蕩。實(shí)際電路中，其中R3是具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。在振蕩器的起振階段，因?yàn)闇囟鹊停琑3的阻值較大，負(fù)反饋系數(shù)小，使負(fù)反潰放大器的電壓增益大于3，RC

fπ21

=

的信號(hào)產(chǎn)生增幅振蕩。隨著該信號(hào)的增大，流過R3的電流增大，從而使R3的溫度上升，阻值下降，反饋深度加深，負(fù)反饋放大器的電壓放大倍數(shù)減小，只要R3、R4挑選恰當(dāng)，最后將達(dá)到穩(wěn)定的等幅正弦振蕩。當(dāng)電路進(jìn)入穩(wěn)定的等幅振蕩之后，假如因?yàn)槟撤N緣由引起輸出電壓增大時(shí)，因?yàn)?V直接接在R3、R4的串聯(lián)電路中，從而使流過R3的電流增大，R3減小也會(huì)使負(fù)反饋放大器的放大倍數(shù)下降，令輸出電壓減小，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。

7．7基本鎖相環(huán)由哪些部分組成，其作用是什么？

答：如圖7.5所示，基本鎖相環(huán)是由基準(zhǔn)頻率源、鑒相器（PD）、環(huán)路濾波器（LPF）和壓控振蕩器（VCO）組成的一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)。

鑒相器是相位比較裝置，它將兩個(gè)輸入信號(hào)Vi和VO之間的相位舉行比較,

取出這兩個(gè)

信號(hào)的相位差，以電壓Vd的形式輸出給低通濾波器（LPF）。當(dāng)環(huán)路鎖定后，鑒相器的輸出電壓是一個(gè)直流量。

環(huán)路低通濾波器用于濾除誤差電壓中的高頻重量和噪聲，以保證環(huán)路所要求的性能，并提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

壓控振蕩器是受電壓控制的振蕩器，它可按照輸入電壓的大小轉(zhuǎn)變振蕩的頻率。普通都利用變?nèi)荻O管（變?nèi)莨埽┳鳛榛芈冯娙?，這樣，轉(zhuǎn)變變?nèi)莨艿姆聪蚱秒妷?，其結(jié)電容將轉(zhuǎn)變，從而使振蕩頻率隨反向偏壓而變。

7．8已知ZrZrMHfkHf40,10021==用于組成混頻倍頻環(huán)，其輸出頻率ZoMHf)1.101~73(=，步進(jìn)頻率ZkHf100=?，環(huán)路形式如下圖所示，求

（1）M取“+”，還是“-”？（2）N=？

解：按照鎖相原理，我們不難看出

1rNff=而orfff±=2

（1）若M取“+”，

則ZZZorMHMHMHfff)1.141~113()1.101~73(402=+=+=則1411~11301

.01

.141~1131≈==

rffN（2）若M取“-”，

則ZZZroMHMHMHfff)1.61~33(40)1.101~73(2=-=-=則611~3301

.01.61~331≈==

rffN

8．6比較觸發(fā)掃描和延續(xù)掃描的特點(diǎn)。

答：延續(xù)掃描和觸發(fā)掃描示波器掃描的兩種方式。為了更好地觀測各種信號(hào)，示波器應(yīng)當(dāng)既能延續(xù)掃描又能觸發(fā)掃描，掃描方式的挑選可通過開關(guān)舉行。在延續(xù)掃描時(shí)，沒有觸發(fā)脈沖信號(hào)，掃描閘門也不受觸發(fā)脈沖的控制，仍會(huì)產(chǎn)生門控信號(hào)，并啟動(dòng)掃描發(fā)生器工作；在觸發(fā)掃描時(shí)，惟獨(dú)在觸發(fā)脈沖作用下才產(chǎn)生門控信號(hào)。對(duì)于單次脈沖或者脈沖周期長的信號(hào)采納觸發(fā)掃描方式更能清楚觀測。