电子测量技术基础课后习题答案_1-8章张永瑞(第二版)_
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2.4 有一个100V 的被测电压,假设用0.5级、量程为0-300V 和1.0级、量程为0-100V的两只电压表测量,问哪只电压表测得更准些?为什么?答: 要判断哪块电压表测得更准确,即判断哪块表的测量准确度更高。
〔1〕对量程为0-300V 、±0.5级电压表,根据公式有%100%%1001⨯•≤⨯∆=xs x x xm x γ %5.1%100100%5.0300=⨯⨯=〔2〕对量程为0-100V 、±1.0级电压表,同样根据公式有%100%%1002⨯•≤⨯∆=xs x x xm x γ %0.1%100100%0.1100=⨯⨯=从计算结果可以看出,用量程为0-100V 、±1.0级电压表测量所产生的示值相对误差小,所以选用量程为0-100V 、±1.0级电压表测量更准确。
2.9 测量上限为500V 的电压表,在示值450V 处的实际值为445V ,求该示值的: 〔1〕绝对误差〔2〕相对误差〔3〕引用误差〔4〕修正值 答:〔1〕绝对误差V V V A x x 5450445-=-=-=∆ 〔2〕相对误差%12.1%1004455%100-=⨯-=⨯∆=x x x γ 〔3〕引用误差%0.1%1005005%100-=⨯-=⨯∆=m m x x γ 〔4〕修正值V x c 5=∆-=2.10 对某电阻进行等精度测量10次,数据如下〔单位k Ω〕:0.992、0.993、 0.992、 0.991、 0.993、 0.994、 0.997、 0.994、 0.991 、0.998。
试给出包含误差值的测量结果表达式。
答:1〕.将测量数据按先后次序列表。
2〕.用公式∑=nii x n x 1求算术平均值。
9935.010998.0993.0992.0)(11011021=+++=+++=∑ V V V n x3〕.用公式x x i i -=ν求每一次测量值的剩余误差,并填入上表中。
电子测量技术(张永瑞版)第二章课后习题答案习题二2.1 解释下列名词术语的含义:真值、实际值、标称值、示值、测量误差、修正值。
答:真值:一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。
指定值:由国家设立尽可能维持不变的实物标准(或基准),以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的指定值。
实际值:实际测量时,在每一级的比较中,都以上一级标准所体现的值当作准确无误的值,通常称为实际值,也叫作相对真值。
标称值:测量器具上标定的数值。
示值:测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值。
测量误差:测量仪器仪表的测得值与被测量真值之间的差异。
修正值:与绝对误差绝对值相等但符号相反的值。
2.2 什么是等精度测量?什么是不等精度测量?答:在保持测量条件不变的情况下对同一被测量进行的多次测量过程称作等精度测量。
如果在同一被测量的多次重复测量中,不是所有测量条件都维持不变,这样的测量称为非等精度测量或不等精度测量。
2.3 按照表示方法的不同,测量误差分成哪几类?答:1、绝对误差:定义为:Δx=x-A0 2、相对误差?x?100% A?x(2)示值相对误差: rx=?100%x(1)实际相对误差: rA=(3)满度相对误差: rm=?xm?100% xm(4)分贝误差: Gx=20 lgAu(d B) 2.4 说明系统误差、随机误差和粗差的主要特点。
答:系统误差的主要特点是:只要测量条件不变,误差即为确切的数值,用多次测量取平均值的办法不能改变或消除系差,而当条件改变时,误差也随之遵循某种确定的规律而变化,具有可重复性。
随机误差的特点是:① 有界性;② 对称性;③ 抵偿性。
粗差的主要特点是:测得值明显地偏离实际。
2.5 有两个电容器,其中C1=2000±40 pF,C2=470 pF±5%,问哪个电容器的误差大些?为什么?解:r1=?40?100%=?2% 因为r1<r2 ,所以C2的误差大些。
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。
1.15 解释名词:①计量基准;②主基准;③副基准;④工作基准。
答:①用当代最先进的科学技术和工艺水平,以最高的准确度和稳定性建立起来的专门用以规定、保持和复现物理量计量单位的特殊量具或仪器装置等。
②主基准也称作原始基准,是用来复现和保存计量单位,具有现代科学技术所能达到的最高准确度的计量器具,经国家鉴定批准,作为统一全国计量单位量值的最高依据。
因此,主基准也叫国家基准。
③副基准:通过直接或间接与国家基准比对,确定其量值并经国家鉴定批准的计量器具。
其地位仅次于国家基准,平时用来代替国家基准使用或验证国家基准的变化。
④工作基准:经与主基准或副基准校准或比对,并经国家鉴定批准,实际用以检定下属计量标准的计量器具。
2.4 说明系统误差、随机误差和粗差的主要特点。
答:系统误差的主要特点是:只要测量条件不变,误差即为确切的数值,用多次测量取平均值的办法不能改变或消除系差,而当条件改变时,误差也随之遵循某种确定的规律而变化,具有可重复性。
随机误差的特点是:①有界性;②对称性;③抵偿性。
粗差的主要特点是:测得值明显地偏离实际。
3.10 调谐式高频振荡器主要有哪三种类型?振荡频率如何确定和调节?答:调谐信号发生器的振荡器通常为LC 振荡器,根据反馈方式,又可分为变压器反馈式、电感反馈式(也称电感三点式或哈特莱式)及电容反馈式(也称电容三点式或考毕兹式)三种振荡器形式。
电子测量习题及解答(一)一、 选择题1、按测量的性质分类,测量可分为 ( B ) A 时域测量、频域测量、数据域测量、偏差测量 B 时域测量、频域测量、数据域测量、随机测量C 直接测量、间接测量、组合测量、直接测量D 直接测量、间接测量、组合测量、随机测量2、用6V 量程测量电压,U x =1.38V ,则对应的分贝值为 ( A ) A 5dBB 10 dBC 15 dBD 2.5 dB3、在下列各测量中,测量条件保持不变的为: ( B ) A 数据域测量 B 等精度测量 C 非等精度测量 D 频域测量4、某数字电压表,在5V 档的允许误差(工作误差)为±0.03%±1个字,其含义为 ( C ) A 该电压表的最大绝对误差为)(199951)(%03.0V X ⨯±⨯±=∆测得值B 该电压表绝对误差为)(199951%03.0V X ⨯±±=∆C 该电压表在5V 档的最大绝对误差为)(199951)(%03.0V X ⨯±⨯±=∆测得值D 该电压表在5V 档的最大绝对误差为)(1)(%03.0V X ±⨯±=∆测得值 5、电子测量仪器发展大体经历了四个阶段:: A A 模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。
B 机械仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。
C 模拟仪器、电子化仪器、智能仪器和虚拟仪器。
D 模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和PC 仪器。
图1.66、高频示波器常用图1.6所示的探头(虚线内部)检测被观测信号,探头里可调电容C 与电阻R 并联,与示波器的输入阻抗R i 、C i 构成补偿式分压器。
由于某种原因,补偿电容C 偏低,当输入标准方波信号时,显像管荧光屏上将显示下列哪一种波形 ( C )7、用示波器观察信号时,下列叙述正确的是: ( C ) A 取样示波器可以观察高频信号B 取样示波器可以观察高速单次信号C 取样示波器可以观察高频周期信号D 高频信号只能用高速示波器观察8、在使用示波器探头时,下列叙述错误的是 ( D ) A 必须根据测试的具体要求来选用探头类型,如不能用电阻分压器探头去测量高频或脉冲电路。
第一章 緒 论1.8答:分辨率=V mV μ11999920=1.9答:偏移的数4.250120=格 1.10答:①理论值:V U 5.253030300=⨯+=②R V =130K Ω,V U 2.25120//3030120//300=⨯+= R V =10M Ω,V U 5510//303010//30770≈⨯+=第二章 测量误差和处理2.1答:真值:一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。
实际值:在实际测量中,不可能都直接与国家基准相比较,一般是逐级比较传递到日常工作仪器,而用日常工作仪器测量的值称实际值。
标称值:测量器具上标定的数值。
示值:由测量器具指示的被测量量值。
测量误差:测量值与被测量真值之差。
修正值:测量误差的反号值。
2.2答:等精度测量:在保持测量条件不变的情况下对同一被测量进行多次测量过程称为等精度测量。
非等精度测量:在对同一被测量进行多次测量过程中,不是所有的测量条件都维持不变,这种测量称为非等精度测量。
2.3 答:绝对误差和相对误差。
2.4说明系统误差、随机误差和粗大误差的特点?答:(1)系统误差:在多次等精度测量同一量值时,误差的绝对值和符号保持不变,或当条件改变时按某种规律变化的误差。
产生的原因有仪器设计原理和制作的缺陷;测量时环境的影响;近似方法和近似公式的影响;测量人员的读数估计偏差等。
(2)随机误差的特点: ①小误差出现的机率比大误差多;②正负相等的误差出现的机率相等;③在一定的条件下,其随机误差的绝对值不会超过一定界限;④随机误差可用平均值加以消除;⑤随机误差服从正态分布。
(3)粗大误差:在一定条件下,测的值明显的偏离实际值所形成的误差称为粗大误差。
2.5答:对C 1来说,%2%100200040±=⨯±,所以C 1电容误差小。
2.6答:dB U U i1.20lg 2001-= ⇒ mV U 8.9801= dB U U i 9.19lg 2002-= ⇒ mV U2.10102=2.7答:V V 18.060.542.5-=-=∆ ,%32.342.518.0-=-=k γ ,%21.360.518.0-=-=A γ2.8答:Ω→=⨯+→⨯-=K R 6.124.11%51212%512122.9答:%4.2485011005.2=⨯⨯=γ,合格。
第一章 緒 论1.8答:分辨率=V mV μ11999920= 1.9答:偏移的数4.250120=格 1.10答:①理论值:V U 5.253030300=⨯+= ②R V =130K Ω,V U 2.25120//3030120//300=⨯+= R V =10M Ω,V U 5510//303010//30770≈⨯+=第二章 测量误差和处理2.1答:真值:一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。
实际值:在实际测量中,不可能都直接与国家基准相比较,一般是逐级比较传递到日常工作仪器,而用日常工作仪器测量的值称实际值。
标称值:测量器具上标定的数值。
示值:由测量器具指示的被测量量值。
测量误差:测量值与被测量真值之差。
修正值:测量误差的反号值。
2.2答:等精度测量:在保持测量条件不变的情况下对同一被测量进行多次测量过程称为等精度测量。
非等精度测量:在对同一被测量进行多次测量过程中,不是所有的测量条件都维持不变,这种测量称为非等精度测量。
2.3 答:绝对误差和相对误差。
2.4说明系统误差、随机误差和粗大误差的特点?答:(1)系统误差:在多次等精度测量同一量值时,误差的绝对值和符号保持不变,或当条件改变时按某种规律变化的误差。
产生的原因有仪器设计原理和制作的缺陷;测量时环境的影响;近似方法和近似公式的影响;测量人员的读数估计偏差等。
(2)随机误差的特点: ①小误差出现的机率比大误差多;②正负相等的误差出现的机率相等;③在一定的条件下,其随机误差的绝对值不会超过一定界限;④随机误差可用平均值加以消除;⑤随机误差服从正态分布。
(3)粗大误差:在一定条件下,测的值明显的偏离实际值所形成的误差称为粗大误差。
2.5答:对C 1来说,%2%100200040±=⨯±,所以C 1电容误差小。
2.6答:dB U U i1.20lg 2001-= ⇒ mV U 8.9801= dB U U i 9.19lg 2002-= ⇒ mV U2.10102=2.7答:V V 18.060.542.5-=-=∆ ,%32.342.518.0-=-=kγ ,%21.360.518.0-=-=A γ2.8答:Ω→=⨯+→⨯-=K R 6.124.11%51212%512122.9答:%4.2485011005.2=⨯⨯=γ,合格。
电子测量作业第一章1-1 什么是电子测量,以下三种情况是否属于电子测量?(1)用红外测温仪测温度(是)(2)利用压力传感器将压力转换成电压,再通过电压表测量电压值以实现对压力的测量。
(是)(3)通过频谱分析仪测量方波的频谱密度。
(是)1-2 简述电子测量的内容、特点及分类。
(略)第二章2-1、某电压表的刻度为0~10V,在5V处的校准值为4.95V,求其绝对误差、修正值、实际相对误差及示值相对误差。
若认为此处的绝对误差最大,问该电压表应定为几级??x = x ?A = 5 ? 4.95 = +0.05(V ) ?x + 0.05 γ A = *100% = *100% = 1.01% A 4.95 ?x + 0.05 γ x = *100% = *100% = 1% x 5 | ?xm | 0.05 γm = *100% = *100% = 0.5% 10 xm C = ??x = ?0.05V S=0.5 2-2、若测量10V左右的电压,手头上有两块电压表,其中一块量程为150V,0.5级,另一块为15V,2.5级。
选用哪一块测量更准确?用①时,?Um= ±S%*Um= ±0.75V ,示值范围(10±0.75V)用②时,?Um= ±S%*Um= ±0.375V ,示值范围(10±0.375V)所以,选择②表的测量误差要小2-3、题2-3图中电流表A1示值I1=20mA,相对误差γ1 =±2%;电流表A示值I=30mA,相对误差γ=±2%,用I2=I-I1的方法求I2,问最大可能的相对误差γ2m是多少?I2=I-I1 A I E A1 ?I = ±2% * 30 = ±0.6mA ?I1 = ±2% * 20 = ±0.4mA γ 2m | ?I | + | ?I1 | =± = ±10% I ? I1 I1 I2 R2 R1 题2-3图2-4、用0.2级100mA的电流表与2.5级100mA的电流表串联起来测量电流。
习 题 二2.1 解释下列名词术语的含义:真值、实际值、标称值、示值、测量误差、修正值。
答:真值:一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。
指定值:由国家设立尽可能维持不变的实物标准(或基准),以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的指定值。
实际值:实际测量时,在每一级的比较中,都以上一级标准所体现的值当作准确无误的值,通常称为实际值,也叫作相对真值。
标称值:测量器具上标定的数值。
示值:测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值。
测量误差:测量仪器仪表的测得值与被测量真值之间的差异。
修正值:与绝对误差绝对值相等但符号相反的值。
2.2 什么是等精度测量?什么是不等精度测量?答:在保持测量条件不变的情况下对同一被测量进行的多次测量过程称作等精度测量。
如果在同一被测量的多次重复测量中,不是所有测量条件都维持不变,这样的测量称为非等精度测量或不等精度测量。
2.3 按照表示方法的不同,测量误差分成哪几类? 答:1、绝对误差: 定义为:Δx =x -A 0 2、相对误差(1)实际相对误差: 100%A xr A ∆⨯= (2)示值相对误差: 100%x xr x∆⨯=(3)满度相对误差: 100%mm mx r x ∆⨯=(4)分贝误差: G x =20 lg A u (d B ) 2.4 说明系统误差、随机误差和粗差的主要特点。
答:系统误差的主要特点是:只要测量条件不变,误差即为确切的数值,用多次测量取平均值的办法不能改变或消除系差,而当条件改变时,误差也随之遵循某种确定的规律而变化,具有可重复性。
随机误差的特点是:① 有界性;② 对称性;③ 抵偿性。
粗差的主要特点是:测得值明显地偏离实际。
2.5 有两个电容器,其中C 1=2000±40 pF,C 2=470 pF±5%,问哪个电容器的误差大些?为什么? 解:140100%2%200r ±⨯±== 因为r 1<r 2 ,所以C 2的误差大些。
电子测量技术基础课后习题答案 18章张永瑞第二版目录习题一 (1)习题二 (6)习题三 (16)习题四 (24)习题五 (30)习题六 (35)习题七 (37)习题八 (46)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。
电子测量技术基础习题解答习题一 (1)习题二 (6)习题三 (16)习题四 (24)习题五 (30)习题六 (35)习题七 (37)习题八 (46)习题一1.1 说明名词: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。
在那个过程中,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能够说是电子测量;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 叙述直截了当测量、间接测量、组合测量的特点,并各举一两个测量实例。
答:直截了当测量:它是指直截了当从测量外表的读数猎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:利用直截了当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,能够通过直截了当测量电压U,电流I,而后依照函数关系P=UI,通过运算,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,依照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 说明偏差式、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,用仪器外表指针的位移(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(平稳),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固度。
1.4 叙述电子测量的要紧内容。
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。
电子测量技术基础(张永瑞)教材习题解1.1什么是测量?什么是电子测量?答:测量是人们为了确定被测对象的量值或确定一些量值的依从关系而进行的实验过程。
电子测量是指在电子学中测量有关电的量值。
1.2简述电子测量的意义和特点。
答:电子测量的意义除具体运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量、电信号及电路元器件的特性和参数进行测量外,还可通过各种敏感器件和传感装置对非电量进行测量,而且往往更加方便、快捷、准确,是用其他测量方法所不能替代的。
它的特点:1.测量频率范围宽2.量程范围宽3.测量准确度高4.测量速度快5.易于实现遥测6.易于实现测量过程的自动化和测量仪器微机化1.3常用的电子测量仪器有哪些?答:(1)信号发生器(2)信号分析仪(3)频率时间相位测量仪器(4)网络特性测量仪(5)电子元器件测试仪(6)电波特性测试仪1.4按具体测量对象来分,电子测量包括哪些内容?.答:电子测量包括:(1)电能量的测量(2)电路参数的测量(3)电信号特征的测量(4)电子设备性能的测量(5)特性曲线的显示1.5电子测量的主要方法有哪些?答:(l)直接测量(2)间接测量(3)组合测量(4)时域测量(5)频域测量(6)数据域测量(7)随机测量1.下列几种误差中,属于系统误差的有(1),属于随机误差的有(4),属于粗大误差的有(2)、(3)。
(1)仪表未校零所引起的误差;(2)测频时的量化误差;(2)测频时的标准频率误差;(4)读数错误。
2.对某电感进行了12次等精度测量,测得的数值(mH)为20.46,20.52,20.50,20.52,20.48,20.47,20.50,20.49,20.47,20.49,20.51,20.51,若要求在P=95%的置信概率下,该电感真值应在什么置信区间内?答:对某信号源的输出频率进行了12次等精度测量,结果为110.105,110.090,110.090,110.070,110.060,110.055,110.050,110.040,110.030,110.035,110.030,110.020(kHz)试分别用残差观察法、马利可夫及阿贝-郝梅特判据判别是否存在变值系统误差。
《电子测量技术》------课后习题第一章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。
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。
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。
1.5 列举电子测量的主要特点.。
答:(1)测量频率范围宽;(2)测试动态范围广;(3)测量的准确度高;(4)测量速度快;(5)易于实现遥测和长期不间断的测量;(6)易于实现测量过程的自动化和测量仪器的智能化;(7)影响因素众多,误差处理复杂。
1.6 选择测量方法时主要考虑的因素有哪些?答:在选择测量方法时,要综合考虑下列主要因素: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。
1.7 设某待测量的真值为土0.00,用不同的方法和仪器得到下列三组测量数据。
试用精密度、正确度和准确度说明三组测量结果的特点:① 10.10,l0.07,10.l2,l0.06,l0.07,l0.12,10.11,10.08,l0.09,10.11;② 9.59,9.7l,1 0.68,l0.42,10.33,9.60,9.80,l0.21.,9.98,l0.38;③ 10.05,l0.04,9.98,9.99,l0.00,10.02,10.0l,999,9.97,9.99。
答:① 精密欠正确;② 准确度低;③ 准确度高。
1.8 SXl842数字电压表数码显示最大数为19 999,最小一档量程为20mV,问该电压表的最高分辨率是多少?解:20mV/19999=0.001 mV=1μVl.9 SR46示波器垂直系统最高灵敏度为50uV/div,若输入电压为120uV,则示波器荧光屏上光点偏移原位多少格?解:120/50=2.4格1.10 某待测电路如题1.10图所示。
(1)计算负载RL上电压U。
的值(理论值)。
(2)如分别用输入电阻Rv为120kO.和10MQ的晶体管万用表和数字电压表测量端电压U。
,忽略其他误差,示值U。
各为多少?(3)比较两个电压表测量结果的示值相对误差rx[rx=(Uo-Ux)/Ux×100%]解:(1)(2)R外1=30//120=24 KΩ题1.10 图R外2=30//10000=29.91 KΩ(3)1.11 已知某热敏电阻随温度变化的规律为,其中Ro 、Rt 分别为热力学温度为T0=300K和T时的阻值,B为材料系数。
已测得① T1=290 K,R1=14.12kΩ ,②T2=320K,R2=5.35kg。
求R0和B。
解:(1)(2)联立(1)、(2)解得:B=3003 R0=10.05KΩ1.12 试设计一个测量方案,测量某放大器的直流输出电阻(阻值估计在30kΩ左右)。
解:设计如右图所示,为减少测量误差采用数字电压表测量,且R1、R2都在30 KΩ左右,可忽略电压表接入对输出电压的影响,则有:所以:1.13 选择测量仪器时,通常要根据被测量的大致大小选择合适的测量量程。
例如仍采用题1.l0所示的测量电路,现分别用MF-20晶体管电压表的6 V档和30V档测量负载RL上电阻Uo,已知电压表的电压灵敏度为20kΩ/V(由此司算出各档量程电压表输入电阻Rv=电压灵敏度×量程),准确度等级为2.5级(准确度等级s表示仪表的满度相对误差不超过s%,即最大绝对误差为Δxm=±s%·xm。
试分别计算两个量程下的绝对误差和相对误差。
解:6V档时:Rv1=120KΩ R外1=30//120=24 KΩΔx11=Ux1-A=2.222-2.5=-0.278V Δx12=±2.5%×6=±0.15V30V档时:Rv2=30×20=600KΩ R外2=30 //600=28.57 KΩΔx21==2.244-2.5=-0.06V Δx22=±2.5%×30=±0.75VΔx2=0.81V1.14 比较测量和计量的类同和区别。
答:测量是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。
计量是利用技术·阳法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。
计量可看作测量的特殊形式,在计量过程中,认为所使用的量具和仪器是标准的,用它们来校准、检定受检量具和仪器设备,以衡量和保证使用受检量具仪器进行测量时所获得测量结果的可靠性。
因此,计量又是测量的基础和依据。
1.15 解释名词:① 计量基准;② 主基准;③ 副基准;④ 工作基准。
答:① 用当代最先进的科学技术和工艺水平,以最高的准确度和稳定性建立起来的专门用以规定、保持和复现物理量计量单位的特殊量具或仪器装置等。
② 主基准也称作原始基准,是用来复现和保存计量单位,具有现代科学技术所能达到的最高准确度的计量器具,经国家鉴定批准,作为统一全国计量单位量值的最高依据。
因此,主基准也叫国家基准。
③ 副基准:通过直接或间接与国家基准比对,确定其量值并经国家鉴定批准的计量器具。
其地位仅次于国家基准,平时用来代替国家基准使用或验证国家基准的变化。
④ 工作基准:经与主基准或副基准校准或比对,并经国家鉴定批准,实际用以检定下属计量标准的计量器具。
1.16 说明检定、比对、校准的含义。
各类测量仪器为什么要定期进行检定和比对。
答:检定:是用高一等级准确度的计量器具对低一等级的计量器具进行比较,以达到全面评定被检计量器具的计量性能是否合格的目的。
比对:在规定条件下,对相同准确度等级的同类基准、标准或工作计量器具之间的量值进行比较,其目的是考核量值的一致性。
校准:校准是指被校的计量器具与高一等级的计量标准相比较,以确定被校计量器具的示值误差的全部工作。
一般而言,检定要比校准包括更广泛的内容。
通过对各级基准、标准及计量器检定、比对和校准以保证日常工作中所使用的测量仪器、量具的量值统一。
习题二2.1 解释下列名词术语的含义:真值、实际值、标称值、示值、测量误差、修正值。
答:真值:一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。
指定值:由国家设立尽可能维持不变的实物标准(或基准),以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的指定值。
实际值:实际测量时,在每一级的比较中,都以上一级标准所体现的值当作准确无误的值,通常称为实际值,也叫作相对真值。
标称值:测量器具上标定的数值。
示值:测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值。
测量误差:测量仪器仪表的测得值与被测量真值之间的差异。
修正值:与绝对误差绝对值相等但符号相反的值。
2.2 什么是等精度测量?什么是不等精度测量?答:在保持测量条件不变的情况下对同一被测量进行的多次测量过程称作等精度测量。
如果在同一被测量的多次重复测量中,不是所有测量条件都维持不变,这样的测量称为非等精度测量或不等精度测量。
2.3 按照表示方法的不同,测量误差分成哪几类?答:1、绝对误差:定义为:Δx=x-A02、相对误差(1)实际相对误差:(2)示值相对误差:(3)满度相对误差:(4)分贝误差: Gx=20 lgAu(d B)2.4 说明系统误差、随机误差和粗差的主要特点。
答:系统误差的主要特点是:只要测量条件不变,误差即为确切的数值,用多次测量取平均值的办法不能改变或消除系差,而当条件改变时,误差也随之遵循某种确定的规律而变化,具有可重复性。
随机误差的特点是:① 有界性;② 对称性;③ 抵偿性。
粗差的主要特点是:测得值明显地偏离实际。
2.5 有两个电容器,其中C1=2000±40 pF,C2=470 pF±5%,问哪个电容器的误差大些?为什么?解:因为r1<r2 ,所以C2的误差大些。
2.6 某电阻衰减器,衰减量为20±0.1dB,若输入端电压为1 000mV,输出端电压等于多少?解:由:得:u 0=ui /10=100 mVrx=rDb /8.69=±0.1/8.69=±1.2 %Δu 0=rx×u0=±1.2 %×100=±1.2 mV输出端电压为:100 mV±1.2 mV2.7 用电压表测量电压,测得值为5.42V,改用标准电压表测量示值为5.60V,求前一只电压测量的绝对误差ΔU,示值相对误差rx和实际相对误差rA 。
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