古天祥电子测量原理古天祥版各章习题附详细答案
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因考试需要,字体调整较小一、测量P3 测量是为获取被测对象量值而进行的实验过程。
意义:人们通过对客观事物大量的观察和测量,形成定性和定量的认识,归纳、建立起各种定理和定律,而后又要通过测量来验证这些认识、定理和定律是否符合实际情况,经过如此反复实践,逐步认识事物的客观规律,并用以解释和改造世界。
二、电子测量电子测量是泛指以电子技术为基本手段的一种测量技术。
它是测量学和电子学相互结合的产物。
包括以下几个含义: 1、被测对象为电量、电参数;2、更多的借助电子测量仪器进行;3、测量原理、方案基于电子技术原理。
电子测量的内容p59 5.利用各种敏感元件和传感装置将非电量如位移、速度、温度、压力、流量、物面高度、物质成分等变换成电信号,再利用电子测量设备进行测量。
电子测量的特点p58 7.影响因素众多,误差处理复杂电子测量的一般方法p68一、按测量手续分类1.直接测量2.间接测量3.组合测量二、按测量方式分类p34l .偏差式测量法: 2.零位式测量法:又称零示法或平衡式测量法。
3.微差式测量法三、按被测量的性质分类p721.时域测量: 2.频域测量: 3.数据域测量4.随机测量:又叫统计测量,主要是对各类噪声信号进行动态测量和统计分析四、测量方法的选择原则基本原则:1、不损害被测量;2、不损害测量仪器设备;3、满足测量要求。
具体原则:1、被测量本身的特性;2、所要求的测量准确度;3、测量环境;4、现有测量设备等。
电子测量仪器概述测量仪器是将被测量转换成可供直接观察的指示值或等效信息的器具,包括各类指示仪器、比较仪器、记录仪器、传感器和变送器等。
利用电子技术对各种待测量进行测量的设备,统称为电子测量仪器。
1.变换功能2.传输功能二、测量仪表的主要性能指标1.精度: (1)精密度(2)准确度(3)精确度批2.稳定性3.输入阻抗4.灵敏度5.线性度6.动态特性三、电子测量仪器的分类 1.电平测量仪器:各种模拟式电压表,毫伏表,数字式电压表,电压标准等。
参考答案第一章习题解答1.1 解:测量是人类认识和改造世界的一种重要手段。
测量是通过实验方法对客观事物取得定量数据的过程。
其实测量和我们每个人都有着密切的联系,人们或多或少都对它有一定的了解。
关于测量的科学定义,可以从狭义和广义两个方面进行阐述。
狭义而言,测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。
在测量过程中,人们借助专门的设备,把被测对象直接或间接地与同类已知单位进行比较,取得用数值和单位共同表示的测量结果。
广义而言,测量不仅对被测的物理量进行定量的测量,而且包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的测量。
例如,故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地震源测定、卫星定位等。
电子测量是泛指以电子技术为基本手段的一种测量技术。
它是测量学和电子学互相结合的产物;也是在科学研究、生产和控制中,人们为了对被测对象所包含的信息进行定性分析、定量掌握所采取的一系列电子技术措施;是分析事物,做出有关判断和决策的依据。
在电子测量过程中,以电子技术理论为依据,以电子测量仪器为手段,对各种电量、电信号、电路特性和元器件参数进行测量,还可以通过传感器对各种非电量进行测量。
严格地讲,电子测量是指利用电子技术对电子学中有关物理量所进行的测量。
1.2 解:电子测量的范围十分广泛,从狭义上来看,对电子学中电的量值的测量是最基本、最直接的电子测量,其内容有以下几个方面:(1)电能量的测量,如测量电流、电压、功率等。
(2)电子元件和电路参数的测量,如测量电阻、电容、电感、品质因数及电子器件的其他参数等。
(3)电信号的特性和质量的测量,如测量信号的波形、频谱、调制度、失真度、信噪比等。
(4)基本电子电路特性的测量,如测量滤波器的截止频率和衰减特性等。
(5)特性曲线的测量,如测量放大器幅频特性曲线与相频特性曲线等。
1.3 解:精密度(δ)说明仪表指示值的分散性,表示在同一测量条件下对同一被测量进行多次测量时,得到的测量结果的分散程度。
可编辑修改精选全文完整版习题一1.1 解释名词:①测量;②电子测量。
答:测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。
在这个过程中,人们借助专门的设备,把被测量与标准的同类单位量进行比较,从而确定被测量与单位量之间的数值关系,最后用数值和单位共同表示测量结果。
从广义上说,凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量;从狭义上说,电子测量是指在电子学中测量有关电的量值的测量。
1.2 叙述直接测量、间接测量、组合测量的特点,并各举一两个测量实例。
答:直接测量:它是指直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法。
如:用电压表测量电阻两端的电压,用电流表测量电阻中的电流。
间接测量:利用直接测量的量与被测量之间的函数关系,间接得到被测量量值的测量方法。
如:用伏安法测量电阻消耗的直流功率P,可以通过直接测量电压U,电流I,而后根据函数关系P=UI,经过计算,间接获得电阻消耗的功耗P;用伏安法测量电阻。
组合测量:当某项测量结果需用多个参数表达时,可通过改变测试条件进行多次测量,根据测量量与参数间的函数关系列出方程组并求解,进而得到未知量,这种测量方法称为组合测量。
例如,电阻器电阻温度系数的测量。
1.3 解释偏差式、零位式和微差式测量法的含义,并列举测量实例。
答:偏差式测量法:在测量过程中,用仪器仪表指针的位移(偏差)表示被测量大小的测量方法,称为偏差式测量法。
例如使用万用表测量电压、电流等。
零位式测量法:测量时用被测量与标准量相比较,用零示器指示被测量与标准量相等(平衡),从而获得被测量从而获得被测量。
如利用惠斯登电桥测量电阻。
微差式测量法:通过测量待测量与基准量之差来得到待测量量值。
如用微差法测量直流稳压源的稳定度。
1.4 叙述电子测量的主要内容。
答:电子测量内容包括:(1)电能量的测量如:电压,电流电功率等;(2)电信号的特性的测量如:信号的波形和失真度,频率,相位,调制度等;(3)元件和电路参数的测量如:电阻,电容,电感,阻抗,品质因数,电子器件的参数等:(4)电子电路性能的测量如:放大倍数,衰减量,灵敏度,噪声指数,幅频特性,相频特性曲线等。
第一章测量的基本原理一、填空题1 .某测试人员在一项对航空发动机页片稳态转速试验中,测得其平均值为20000 转/ 分钟(假定测试次数足够多)。
其中某次测量结果为20002 转/ 分钟,则此次测量的绝对误差△x =______ ,实际相对误差=______ 。
答案:2 转/ 分钟,0.01 %。
2 .在测量中进行量值比较采用的两种基本方法是________ 和________ 。
答案:间接比较法,直接比较法。
3 .计量的三个主要特征是________ 、________ 和________ 。
答案:统一性,准确性,法律性。
4 .________ 是比较同一级别、同一类型测量标准的一致性而进行的量值传递活动。
答案:比对。
5 .计算分贝误差的表达式为,其中称为______ 。
答案:相对误差6 .指针偏转式电压表和数码显示式电压表测量电压的方法分别属于______ 测量和______ 测量。
答案:模拟,数字7 .为了提高测量准确度,在比较中常采用减小测量误差的方法,如___法、____法、___法。
答案:微差、替代、交换二、判断题:1 .狭义的测量是指为了确定被测对象的个数而进行的实验过程(错)2 .基准用来复现某一基本测量单位的量值,只用于鉴定各种量具的精度,不直接参加测量。
(对)3 .绝对误差就是误差的绝对值(错)4 .通常使用的频率变换方式中,检波是把直流电压变成交流电压(错)5 .某待测电流约为100mA 。
现有两个电流表,分别是甲表:0.5 级、量程为0~400mA ;乙表1.5 级,量程为0~100mA 。
则用甲表测量误差较小。
(错)6 .在电子测量中,变频是对两个信号的频率进行乘或除的运算。
(错)三、选择题:1 .下列各项中不属于测量基本要素的是__ C __ 。
A 、被测对象B 、测量仪器系统C 、测量误差D 、测量人员2 .下列各项中不属于国际单位制基本单位的是__ D __。
A 坎德拉(cd)B开尔文(K)C摩尔(mol)D 千米(km)3 .下列不属于测量误差来源的是___ B ___ 。
电子测量课后习题答案电子测量是电子工程领域中的一个重要分支,它涉及到对电子信号的各种参数进行准确测量。
以下是一些电子测量课后习题的答案示例,供同学们参考:习题一:解释什么是数字多用表,并说明其主要功能。
数字多用表是一种多功能的电子测量仪器,它能够测量电压、电流、电阻等多种电子参数。
其主要功能包括:1. 直流电压测量:测量电路中的直流电压。
2. 交流电压测量:测量电路中的交流电压。
3. 电阻测量:测量电路元件的电阻值。
4. 电流测量:测量电路中的电流。
5. 电容测量:测量电路中的电容值。
6. 二极管测试:检测二极管的正向压降。
7. 温度测量:测量温度传感器输出的电压值。
习题二:简述示波器的基本工作原理。
示波器是一种用于观察和测量电信号波形的仪器。
其基本工作原理如下:1. 信号输入:将待测信号通过探头输入到示波器。
2. 垂直放大:信号通过垂直放大器放大,以适应屏幕显示。
3. 水平扫描:水平扫描产生周期性的扫描线,与输入信号同步。
4. 显示:经过放大和扫描的信号在屏幕上形成波形,供观察和分析。
习题三:解释什么是频率计,并说明其应用。
频率计是一种测量周期性信号频率的仪器。
其应用包括:1. 测试电子设备的时钟频率。
2. 测量无线电信号的频率。
3. 校准其他测量仪器的频率响应。
4. 在实验室中测量实验信号的频率特性。
习题四:如何使用万用表测量电路中的电流?使用万用表测量电路中的电流步骤如下:1. 选择适当的电流测量范围。
2. 断开待测电路。
3. 将万用表设置为电流测量模式。
4. 将万用表串联到电路中。
5. 闭合电路,观察万用表读数。
习题五:什么是信号发生器,它有哪些类型?信号发生器是一种产生特定频率和波形的电子信号的设备。
其类型包括:1. 正弦波信号发生器:产生正弦波形的信号。
2. 方波信号发生器:产生方波形的信号。
3. 脉冲信号发生器:产生脉冲波形的信号。
4. 函数信号发生器:可以产生多种波形的信号。
请注意,以上内容仅为示例,具体的习题答案应根据实际的课程内容和习题要求进行编写。
《电子测量技术》课程标准课程名称:电子测量技术 Electronic Measurement Technology课程性质:专业选修学分:2.5总学时:45,理论学时:36,实验(上机)学时:9适用专业:电子信息技术先修课程:模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、微机原理一、教学目的与要求《电子测量技术》是电子信息、自动控制、测量仪器等专业的通用技术基础课程。
包括电子测量的基本原理、测量误差分析和实际应用,主要电子仪器的工作原理,性能指标,电参数的测试方法,该领域的最新发展等。
电子测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。
通过本课程的学习,培养学生具有电子测量技术和仪器方面的基础知识和应用能力;通过本课程的学习,可开拓学生思路,培养综合应用知识能力和实践能力;培养学生严肃认真,求实求真的科学作风,为后续课程的学习和从事研发工作打下基础。
二、教学内容与学时分配三、各章节主要知识点与教学要求第1章序论第一节测量的基本概念一、测量的定义二、测量的意义三、测量技术第二节计量的基本概念一、计量二、单位和单位制三、计量标准四、测量标准的传递第三节电子测量技术的内容,特点和方法一、电子测量二、电子测量的内容和特点三、电子测量的一般方法第四节电子测量的基本技术一、电子测量的变换技术二、电子测量的放大技术三、电子测量的比较技术四、电子测量的处理技术五、电子测量的显示技术第五节本课程的任务重点:测量的基本概念、基本要素;单位和单位制,基准和标准,量值的传递准则。
难点:量值的传递准则教学要求:理解测量的基本概念、基本要素,测量误差的基本概念和计算方法。
理解计量的基本概念,单位和单位制,基准和标准,量值的传递准则。
理解测量的基本原理,信息获取原理和量值比较原理。
理解电子测量的实现原理:变换、比较、处理、显示技术。
第2章测量误差理论与数据处理第一节测量误差的基本概念一、有关误差的基本概念二、测量误差的基本表示方法第二节测量误差的来源与分类一、测量误差的来源二、测量误差的分类第三节测量误差的分析与处理一、随机误差的分析与处理二、系统误差的判断及消除方法三、粗大误差的分析与处理第四节测量误差的合成与分配一、测量误差的合成二、测量测量不确定度及其合成三、误差分配及最佳测量方案第五节测量数据处理一、有效数字处理二、测量结果的处理三、最小二乘法与回归分析重点:测量误差的分类估计和处理,系统误差和粗大误差的判断及处理,不确定度的评定方法。
第一章测量的基本原理一、填空题1 .某测试人员在一项对航空发动机页片稳态转速试验中,测得其平均值为 20000 转 / 分钟(假定测试次数足够多)。
其中某次测量结果为 20002 转 / 分钟,则此次测量的绝对误差△x = ______ ,实际相对误差= ______ 。
答案:2 转 / 分钟,%。
2 .在测量中进行量值比较采用的两种基本方法是 ________ 和 ________ 。
答案:间接比较法,直接比较法。
3 .计量的三个主要特征是 ________ 、 ________ 和 ________ 。
答案:统一性,准确性,法律性。
4 . ________ 是比较同一级别、同一类型测量标准的一致性而进行的量值传递活动。
答案:比对。
5 .计算分贝误差的表达式为,其中称为 ______ 。
答案:相对误差6 .指针偏转式电压表和数码显示式电压表测量电压的方法分别属于 ______ 测量和______测量。
答案:模拟,数字7 .为了提高测量准确度,在比较中常采用减小测量误差的方法,如 ______ 法、 ______ 法、______ 法。
答案:微差、替代、交换二、判断题:1 .狭义的测量是指为了确定被测对象的个数而进行的实验过程()答案:错2 .基准用来复现某一基本测量单位的量值,只用于鉴定各种量具的精度,不直接参加测量。
答案:对3 .绝对误差就是误差的绝对值()答案:错4 .通常使用的频率变换方式中,检波是把直流电压变成交流电压()答案:错5 .某待测电流约为 100mA 。
现有两个电流表,分别是甲表:级、量程为 0~400mA ;乙表级,量程为 0~100mA 。
则用甲表测量误差较小。
答案:错6 .在电子测量中,变频是对两个信号的频率进行乘或除的运算。
答案:错三、选择题:1 .下列各项中不属于测量基本要素的是 ____ 。
A 、被测对象B 、测量仪器系统C 、测量误差D 、测量人员答案:C2 .下列各项中不属于国际单位制基本单位的是 ______ 。
A 、坎德拉( cd )B 、开尔文( K )C 、摩尔( mol )D 、千米( km )答案:D3 .下列不属于测量误差来源的是 ______ 。
A 、仪器误差和(环境)影响误差B 、满度误差和分贝误差C 、人身误差和测量对象变化误差D 、理论误差和方法误差答案:B4 . ______ 是同时考虑了事物运动状态及其变化方式的外在形式、内在含义和效用价值的主体认识论层次信息。
A 、语法信息B 、全信息C 、实在信息D 、先验信息答案:B5 .主体认识论层次的信息比客体认识论层次信息具有丰富得多的内涵。
并不是因为:A 、认识的主体具有想象力B 、认识的主体具有感觉能力C 、认识的主体具有理解能力D 、认识的主体具有目的性答案:A6 .分频是对信号频率进行 _______ 运算。
A 、加法B 、减法C 、乘法D 、除法答案:D四、简答题1 .试述测量的定义。
答案:答:关于测量的科学定义,有狭义和广义之分。
狭义测量是指为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。
广义测量是指为了获取被测对象的信息而进行的实验过程。
2 .测量两个电压,分别得到它的测量值,它们的实际值分别为,求测量的绝对误差和相对误差。
答案:答案:4 .什么是计量它有何特点计量与测量的关系如何答案:计量是为了保证量值的统一和准确一致的一种测量,它是利用技术和法制手段实施的一种特殊形式的测量,即把被测量与国家计量部门作为基准或标准的同类单位量进行比较,以确定合格与否,并给出具有法律效力的《检定证书》。
计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性。
由于测量发展的客观需要出现了计量,测量数据的准确可靠,需要计量予以保证,计量是测量的基础和依据,没有计量,也谈不上测量。
测量又是计量联系实际应用的重要途径,可以说没有测量,计量也将失去价值。
计量和测量相互配合,相辅相成。
5 .比较有哪些类型它们各自的特点是什么答案:测量中使用比较器可进行五种不同层次的比较:6 .电子测量中典型的比较方法有哪些答案:7.电子测量中常用了哪些参量的比较技术答案:电压比较、阻抗比较、频率(时间)比较、相位比较、数字比较等。
8 .试举例说明运算与处理功能在电压测量中的应用。
答案:第二章测量方法与测量系统一、填空题1.电子测量的特点有:测量频率范围宽、_____________、______________、___________、____________、易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化。
答案:量程范围宽;测量准确度高、测量速度快、易于实现遥测。
2.从基本的测量对象来看,电子测量是对______和______ 的测量。
答案:电信号;电系统3.有源量测量系统与无源量测量系统在功能结构上最显着的区别是有无______ 。
答案:测试激励信号源。
4.测量系统的理想静态特性为______ 。
答案:5.常用的可靠性指标有______ 、______ 、______ 、______ 。
答案:平均无故障时间;可信任概率;故障率或失效率;有效度或可用度。
6.描述系统动态特性的数学模型有:时域中的______ 和______ ,复频域中的 ______ ,频域中的______ 。
答案:微分方程;脉冲响应函数;传递函数;频率响应函数。
7.一阶系统的频率特性中,当时,答案:;;8. 二阶系统的频率特性中,当阻尼比______ ,在信号频率等于谐振频率时,系统会发生共振;当阻尼比______ 时,系统无谐振。
答案:<;>二、判断题:1.从广义上说,电子测量是泛指以电子科学技术为手段而进行的测量,即以电子科学技术理论为依据,以电子测量仪器和设备为工具,对电量和非电量进行的测量。
()答案:对2. 信号是用变化着的物理量来表示信息的一种函数,信号是信息的载体,具有能量。
所以信号就是信息。
()答案:错3. 周期性信号是确定性信号,非周期信号(如瞬变冲激信号)是随机信号。
()答案:错4. 给线性系统输入一个正弦信号,系统的输出是一个与输入同频率的正弦信号()答案:对5. 频域测量中最典型的测试信号是脉冲信号。
()答案:错6. 测试装置的灵敏度越高,其测量范围越大。
()答案:错7. 从系统的阶跃响应有无振荡,一定可以区分出一阶系统和二阶系统。
()答案:错三、选择题:1. 电子信息技术应用在电子测量中的优点有()。
A.速度极快B. 分辨力高C.范围宽D.利于信息传递E. 变换技术灵活答案:A、B、C、D、E2. 采样信号是指()。
A.幅值连续、时间离散B.幅值离散、时间连续C.幅值连续、时间连续D.幅值离散、时间离散答案:A3. 下列参量中有源量有()。
A.反射系数B.功率C.导磁率D.信号频率答案:B D4.仪器通常工作在(),可满足规定的性能。
A.基准条件B.极限工作条件C.额定工作条件D.储存与运输条件答案:C5.已知系统输入量的拉氏变换为X(S),输出量的拉氏变换为Y(S),则测量系统的传递函数为()。
答案:D四、简答题1.某压力传感器具有线性静态特性,其压力测量范围为100~600kPa,对应输出直流电压~,求该传感器的量程和灵敏度。
答案:量程=测量范围上限-测量范围下限=600-100=500 (kPa)2. 如何获得一个实际测量系统的静态特性答案:测试系统的静态特性是通过静态标定或静态校准的过程获得的。
静态标定就是在一定的标准条件下,利用一定等级的标定设备对测试系统进行多次往复测试的过程,如下图所示。
3. 简述线性系统的频率特性的测量方法。
答案:4. 某一阶测量系统,在时,输出为10mV;在时,输出为100mV;在时,输出为50mV,试求该测量系统的时间常数。
答案:初始值不为零的一阶测量系统,其阶跃响应的微分方程的解为:由已知条件得:化解得:故:该测量系统的时间常数为秒。
第四章时间与频率的测量一、填空题1: 电子计数器的测频误差包括____误差和____误差。
答案:±1量化、标准频率2: 频率计除测频、测周外,扩展功能有____ 、 _____ 、_____ 、 __ __ 。
答案:测频率比、测时间间隔、测相位差、自检3: 在测量周期时的主要误差有:____ 和____ 。
通用计数器采用较小的____可以减小±1误差的影响。
答案:量化误差、标准频率误差、频标4: 在测量周期时,为减少被测信号受到干扰造成的转换误差,电子计数器应采用____测量法。
答案:多周期5: 采用电子计数器测频时,当被计数频率一定时,____可以减小±1误差对测频误差的影响;当闸门时间一定时,____,则由±1误差产生的测频误差越大。
增大闸门时间、被计数频率越低6: 在进行频率比测量时,应将____的信号加在B通道,取出____(周期倍乘为1)作为计数的闸门信号,将____ 的信号加在A通道,作为被计数的脉冲。
答案:频率较低、一个周期、频率较高;7: 一个信号源频率实际值和其标准值的相对偏差定义为____ , 而把信号源频率变化的不确定性定义为____ 。
答案:频率准确度、频率稳定度8: 在测量阿仑方差时,其采样方法与标准的偏差不同,它的两次相邻测量之间是____。
答案:连续的二、判断题:1: 一个频率源的频率稳定度愈高,则频率准确度也愈高。
()答案:错2: 当被测频率大于中界频率时,宜选用测周的方法;当被测频率小于中界频率时,宜选用测频的方法。
()答案:错3: 当计数器进行自校时,从理论上来说不存在±1个字的量化误差。
()答案:对4: 在测量低信噪比信号的周期时,计数器通常采用周期倍乘,这主要是为了克服±1误差的影答案:错5: 用计数器直接测周的误差主要有三项:即量化误差、触发误差以及标准频率误差。
()答案:对6: 使用模拟内插法和游标法不能从根本上来消除±1个字的量化误差。
()答案:对7: 标准频率的相对不确定度应该比±1误差引起的测频误差小一个量级。
()答案:对8: 在进行阿伦方差的测量时,组与组之间以及组内两次测量之间必须都是连续的。
()答案:错三、选择题:1、在通用计数器测量低频信号的频率时,采用倒数计数器是为了()A.测量低频周期B.克服转换误差C.测量低频失真D.减小测频时的量化误差影响答案:D2、用于电子计数器中的高精度晶体振荡器,通常采取了____措施。
()A.精密稳压B.选择电路元件C.恒温或温补D.消除寄生振荡C3、测频量化误差曲线和测周量化误差曲线交点处的频率,称为()。
A.交点频率 B.临界频率C.中心频率 D.中界频率答案:D4、欲测量一个标称频率的石英振荡器,要求测量准确度优于,选用的计数器标准频率准确度和闸门时间应为()。