电子测量与仪器第陈尚松 三版课件
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《电子测量与仪器》陈尚松版课后习题与答案第二章误差与测量不确定度2.1术语解释:真值、实际值、指示值、误差和修正值。
答:真值是指表征某量在所处的条件下完善地确定的量值;实际值是指用高一级或高出数级的标准仪器或计量器具所测得的数值,也称为约定真值;示值是指仪器测得的指示值,即测量值;误差是指测量值(或称测得值、测值)与真值之差;修正值是指与绝对误差大小相等,符号相反的量值。
2.2测量误差有哪些表示方法?测量误差有哪些来源?答:测量误差有两种表达方式:绝对误差和相对误差;测量误差的主要来源是:(1)仪器误差(2)方法误差(3)理论误差(4)影响误差(5)个人误差。
2.3哪些类型的错误按性质分类?它们各自的特点是什么?答:误差按性质可分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。
各自的特点为:系统误差:在相同条件下,多次测量同一数值时,绝对值和符号保持不变,或在条件变化时按一定规律变化;随机误差:在相同条件下,当同一数量值被多次测量时,绝对值和符号以不可预测的方式变化;粗差:在一定条件下,测量值与实际值存在显著偏差。
2.4标准差、平均标准差和标准差的估计值是多少?1n答:标准差是指对剩余误差平方后求和平均,然后再开方即??(xi?x)2;?ni?1平均值标准差是任意一组n次测量样本标准差的n分之一,即s(x)?s(x);n1n标准差的估计值即s(x)?(xi?x)2。
?n?1i?12.5归纳比较粗大误差的检验方法。
答:粗差的测试方法主要有Wright测试、shawner测试和grubs测试。
莱特的测试方法:如果在一系列等精度测量结果中,对应于项目I的测量值席的残差是多少?I的绝对值i>3s(x)则该误差为粗差,所对应的测量值xi为异常值,应剔除不用。
该测试方法简单易用,也称为3S标准。
当测量次数n较大时,这是一种更好的方法。
该方法基于正态分布。
最佳测量数据为n>200。
如果n<10,很容易判断错误。
《电子测量与仪器》陈尚松版的_课后答案第三章信号发生器思考题与习题3.3 已知可变频率振荡器频率f1=2.4996~4.5000MHz,固定频率振荡器频率f2=2.5MHz,若以f1和f2构成一差频式信号发生器,试求其频率覆盖系数,若直接以f1构成一信号发生器,其频率覆盖系数又为多少?解:因为差频式信号发生器f0= f1-f2所以输出频率范围为:400Hz~2.0000MHz 频率覆盖系数k0?2.0000MHz=5000=5?103 400Hz如果直接以f1构成一信号发生器,则其频率覆盖系数??k04.5000MHz?1.8 2.4996MHz3.5 要求某高频信号发生器的输出频率f=8~60MHz,已知其可变电容器的电容C的变化范围为50pF~200pF,请问该如何进行波段划分,且每个波段对应的电感应为多大? 1解:k?fmax2?LCminC=max?1fminCmin2?LCmax60MHz=7.5,k??kn 8Hz200?2 50而k??n?lgk?lg7.50.875???3.43?4 lg0.9klg1.80.255由fmin=12?LCmax?12?L200pF?8MHz,所以L0?1.979?H相邻波段的电感值满足:Ln?1?k2,所以可以计算得出LnL1?0.495?H L2?0.124?H L1?0.031?H3.9 XFG-7高频信号发生器的频率范围为f=100kHz~30MHz,试问应划分几个波段?(为答案一致,设k=2.4)解:而k??30MHz=300,k??kn 100KHzn?lgk?lg3002.477???7.4?8 lg0.9klg0.9?2.40.3343.11 简述直接数字频率合成原理,试设计一个利用微处理器产生任意波形发生器的方案,并讨论如何提高任意波形的频率?答:在存储器里存储任意波形的数字量,通过微处理器以一定的时间间隔读取数据,并送D/A转换器进行转换,并将电压信号送滤波器进行滤波,一直以相同的转换时间间隔取下一个数进行转换,这样就可得到任意波形发生器。
第二章误差与测量不确定度2.3 误差按性质分为哪几种?各有何特点?答:误差按性质可分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。
各自的特点为: 系统误差:在同一条件下,多次测量同一量值时,绝对值和符号保持不变,或在条件改变时,按一定规律变化;随机误差:在同一条件下,多次测量同一量值时,绝对值和符号以不可预定方式变化; 粗大误差:在一定条件下,测量值显著偏离其实际值。
2.4 何谓标准差、平均值标准差、标准差的估计值?答:标准差是指对剩余误差平方后求和平均,然后再开方即∑=-=ni i x x n 121)(σ; 平均值标准差是任意一组n 次测量样本标准差的n 分之一,即nx s x s )()(=; 标准差的估计值即∑=--=ni i x x n x s 12)(11)(。
2.5 归纳比较粗大误差的检验方法。
答:粗大误差的检验方法主要有莱特检验法,肖维纳检验法以及格拉布斯检验法。
莱特检验法:若一系列等精度测量结果中,第 i 项测量值x i 所对应的残差i ν的绝对值i ν>3s (x )则该误差为粗差,所对应的测量值x i 为异常值,应剔除不用。
本检验方法简单,使用方便,也称3s 准则。
当测量次数n 较大时,是比较好的方法。
本方法是以正态分布为依据的,测值数据最好n >200,若n <10则容易产生误判。
肖维纳检验法:假设多次重复测量所得n 个测量值中,当)(x k i σν>时,则认为是粗差。
本检验方法是建立在频率趋近于概率的前提下,一般也要在n >10时使用。
一般在工程中应用,判则不严,且不对应确定的概率。
格拉布斯检验法:对一系列重复测量中的最大或最小数据,用格氏检验法检验,若残差max ν>G s 。
本检验法理论严密,概率意义明确,实验证明较好。
2.6 绝对误差和相对误差的传递公式有何用处? 答:绝对误差传递公式:j mj jx x fy ∆∂∂=∆∑=1在进行系统误差的合成时,如果表达式中各变量之间的关系主要为和差关系时,利用绝对误差传递公式更方便求解总系统误差的绝对误差; 相对误差传递公式:j mj jy x x f∆∂∂=∑=1ln γ在进行系统误差的合成时,如果表达式中各变量之间的关系主要为乘、除,开方以及平方关系时,利用相对误差传递公式更方便求解总系统误差的相对误差。
《电子测量与仪器》陈尚松版课后习题与答案2.1 名词说明:真值、实际值、示值、误差、修正值。
答:真值是指表征某量在所处的条件下完善地确定的量值;实际值是指用高一级或高出数级的标准仪器或计量器具所测得的数值,也称为约定真值;示值是指仪器测得的指示值,即测量值;误差是指测量值〔或称测得值、测值〕与真值之差;修正值是指与绝对误差大小相等,符号相反的量值。
2.2 测量误差有哪些表示方法?测量误差有哪些来源?答:测量误差的表示方法有:绝对误差和相对误差两种;测量误差的来源要紧有:〔1〕仪器误差〔2〕方法误差〔3〕理论误差〔4〕阻碍误差〔5〕人身误差。
2.3 误差按性质分为哪几种?各有何特点?答:误差按性质可分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。
各自的特点为: 系统误差:在同一条件下,多次测量同一量值时,绝对值和符号保持不变,或在条件改变时,按一定规律变化;随机误差:在同一条件下,多次测量同一量值时,绝对值和符号以不可预定方式变化; 粗大误差:在一定条件下,测量值显著偏离事实上际值。
2.4 何谓标准差、平均值标准差、标准差的估量值?答:标准差是指对剩余误差平方后求和平均,然后再开方即∑=-=ni i x x n 121)(σ; 平均值标准差是任意一组n 次测量样本标准差的n 分之一,即nx s x s )()(=; 标准差的估量值即∑=--=ni i x x n x s 12)(11)(。
2.5 归纳比较粗大误差的检验方法。
答:粗大误差的检验方法要紧有莱特检验法,肖维纳检验法以及格拉布斯检验法。
莱特检验法:假设一系列等精度测量结果中,第 i 项测量值x i 所对应的残差i ν的绝对值i ν>3s 〔x 〕那么该误差为粗差,所对应的测量值x i 为专门值,应剔除不用。
本检验方法简单,使用方便,也称3s 准那么。
当测量次数n 较大时,是比较好的方法。
本方法是以正态分布为依据的,测值数据最好n >200,假设n <10那么容易产生误判。