《电子测量技术》CH1-CH5习题

一、什么是电子测量？举例说明。

二、举例说明量值、影响量、量的真值、读数、测得值。

三、电子测量包括哪些内容？它有哪几个明显的特点？四、电子测量仪器的发展大体经历了几个阶段？请详细阐述。

五、什么是电子仪器？举一个典型电子仪器的例子，说明其功能、技术指标等。

六、计量基准划分为几大类？每一类计量基准的作用是什么。

七、计量器具的特征包括哪些内容？八、什么是测量误差？为什么要研究测量误差？九、测量误差的表示方法划分为几种？每一种测量误差的作用是什么？十、根据误差的性质，测量误差划分为几大类？其各自的定义是什么？举例说明。

十一、举例说明等精密度测量。

十二、随机误差呈何种分布？并采用哪一种数字表达式？十三、判断系统误差有几种方法？减小系统误差有几种措施？十四、什么是不确定度？什么是坏值？坏值的剔除准则是什么？十五、常用函数的合成误差有几种？写出其数学表达式。

十六、在设计测量方案时应从哪几个方面考虑？十七、设计一台数字万用表。

要求：1、画出原理框图。

2、根据原理框图详细阐述其工作过程。

3、任意选择峰值式、平均值式及有效值式三种类型之中的一种数字电压表。

十八、详细阐述失真度测量仪的基本工作原理。

十九、采用何种分离法测量阻抗？并详细说明其工作原理。

二十、设计一台实用的数字频率计。

要求：1、画出工作原理框图。

2、详细阐述其工作过程。

二十一、模拟测量和数字测量各有何优缺点？为什么测量仪器的发展方向是数字化、智能化和虚拟化？二十二、数字存储示波器有哪几种功能特点？二十三、模拟示波器Y轴输入端的衰减器是阻容（RC）衰减器而不是电阻（R）衰减器，为什么？其中RC衰减器中的一个电容为什么是可调的？二十四、扫频仪中的关键器件是何种器件？为什么采用这种器件？二十五、什么是频标？结合工作原理框图阐述单一频标产生的工作原理。

二十六、举出一个逻辑分析仪的应用实例。

二十七、设计一个非电量测量的应用电路。

要求：1、画出工作原理电路图。

2、说明每一个元器件的作用。

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》CH1-CH5 习题参考答案第 1 章 一、选择题 1 2 3 4B C A B 11 12 13 14 C C C C二、填空题参考答案 1、恒定系差 2、国家、工作 3、绝对误差、真值4、标准偏差（或 σ（X ） 、精密度 ）5、 ± 0 . %（三级） 5电子测量的基本知识5 6 7 8 9 10 C C B B B C 15 16 17 18 19 20 C B A B6、实际值相对误差、示值相对误差、满度相对误差7、±0.258、对称性、单峰性、有界性、抵偿性 9、 ± 1 . mA 10、15.12三、判断题参考答案1 √11×2 √12× 3×13×4√ 5√6 7 8 9 10√× × √ √四、综合题1、用准确度 S=0.5 级（γ m =±0.5%）时的绝对误差和相对误差。

解：绝对误差： ∆ x = γ m ∙ x = ± 0 . % ⨯ 10 = ± 0 05 Amm∆ x 0 05 .m①示值为 8A 时，相对误差： γ x 1= x1∆ x m②示值为 2A 时，相对误差： γ x 1=x 1⨯ 100 = ± % ⨯ 100 = ± 0 625 % . %80 05 .⨯ 100 = ± % ⨯ 100 = ± 2 5 % . % 22、按有效数字的舍入规则，将下面各个数据保留四位有效数字进行凑整，写出结果。

原有数据 3.14159舍入后 3.1422.71 7292.7174.510504.5103.215503.2166.3785016.3797.6914997.6915.434605.4353、有一个 100V 的被测电压，若用 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？解： 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。

一、判断题1、在电子测量领域中被测对象的真值通常是不可获知的（）。

2、测量的结果只能表示为一组数据的形式，不能表示为曲线或者图形（）。

3、电子测量与电磁测量基本是同一范畴的内容（）。

4、电子测量的对象限于电量测量，非电量测量不属于电子测量的范畴（）。

5、电子测量仪器的概念不涵盖例如放大器、衰减器、滤波器等辅助性仪器（）。

6、直流电压测量时分布参数的影响是可以忽略的，因而直流电压测量的精度较交流电压测量的精度高（）。

7、电压表的主量程是指不加分压器但可外加前置放大器时电压表的量程（）。

8、电子示波器可以用来测量位于其工作频带范围之内的确定信号的频率（）。

9、当示波器用来观察占空比较低的脉冲时选择连续扫描效果好于触发扫描（）。

10、高速取样示波器可以用来观察非周期信号（）。

二、填空题1、被测对象的量值由和两部分组成，在表示测量结果时应将测量结果与同时标注出来，说明测量结果可信赖的程度。

2、电子测量按性质分类为、、和四类。

3、电子示波器的核心部件是该部件由、和三个单元组成。

4、交流电压的AC/DC检波法测量可分成、和有效值检波等。

5、模拟锁相环基本结构由晶振、和四部分组成。

6、信号发生器的基本结构由等组成。

三、 简答题1．比较逐次比较式和双斜积分式数字电压表的优缺点（4分）。

2．画出简易模拟电子示波器的电路基本结构方框图（6分）。

3．下图是集成运放式电子电压表原理，试回答（6分）：(1)简述该表头的工作原理；(2)设分压系数为K ，如果认为运放A 理想的条件下推导表头指示值I 0与被测电压U i 的关系。

(3)根据（2）的结论说明应该采取什么措施提高该电压表的测量准确度。

4．根据电子计数法测量频率的原理回答（9分）：（1） 画出电子计数法测量周期原理框图；（2） 已知8102/-⨯±=∆c c f f ，晶振MHz f c 1=时，求Tx ＝1s 的相对测量误差；（3）阐述减小测量误差应该采取的措施。

第1章习题答案1、选择题（单项选择题）(1) 在测量中，绝对误差与其真值之比称为 C 。

A. 示值误差B. 随机误差C. 相对误差D. 引用误差(2) 仪表指示值与实际值之间的差值称为 A 。

A. 绝对误差B. 相对误差C. 示值相对误差D. 引用误差(3) 仪器仪表的准确度等级通常是用 D 来表示。

A. 绝对误差B. 相对误差C. 示值相对误差D. 引用相对误差(4) 测得信号的频率为0.0760MHz，这个数字的有效数字有 B 位。

A. 三B. 四C. 五D. 六(5) 测得信号的周期为2.4751μs，经整理保留三位有效数字，即为 C 。

A. 2.47μsB. 2.475μsC. 2.48μsD. 2.4751μs(6) 一定条件下，测量结果的大小及符号保持恒定或按照一定规律变化的误差称为 A 。

A. 系统误差B. 随机误差C. 粗大误差D. 绝对误差(7) 测量为8mA的电流时，若希望误差不超过0.2mA，则最好选用下列哪项方案？ AA. 在1.5级电流表的10mA量程上测量B. 在5.0级电流表的10mA量程上测量C. 在2.5级电流表的10mA量程上测量D. 在2.5级电流表的100mA量程上测量2、判断题（正确的在后面括号内打对号、错误的打叉号）(1) 测量结果就是指被测量的数值量。

（×）(2) 测量结果的绝对误差越小，测量结果就越准确。

（√）(3) 测量结果的绝对误差与修正值等值同号。

（×）(4) 测量结果的绝对误差就是误差的绝对值。

（×）(5) 在测量过程中，粗大误差又称偶然误差，是由仪器精度不够产生的。

（×）3、简答题(1) 什么是测量？答：测量是人类对客观事物取得数量概念的认识过程，测量结果是由数值(大小及符号) 和单位构成，没有单位的测量结果是没有物理意义。

(2) 什么是电子测量？答：应用各类现代电子测量仪器所进行的测量活动称之为电子测量。

《电子测量技术》模拟试题一一、填空题（共10空，每空2分，共20分）1.电子测量的内容包括电信号能量参数的测量、___________、电路元件参数的测量及电子设备的性能指标测量。

答案：电信号特性参数的测量解析：电子测量的内容即为电子测量的对象，电信号的特性参数是电子测量重要的方面。

2.按测量的手续分类，电子测量的技术方法有：直接测量、__________和组合式测量。

答案：间接测量解析：直接测量、间接测量及组合测量属于电子测量技术在测量手续上的技术分类，大多数的测量实质上是间接测量。

3.测量的过程也是信号变换的过程，电子测量常用的几种变换有：量值变换、__________、参量变换、能量变换和波形变换等。

答案：频率变换解析：将信号（信息）进行变换是为了更好的测量，甚至是将一般不能测量的对象经过信号变换后而实现测量，频率变换就是将一种频率大小的信号转换为另一频率大小的信号。

4.用 1.5级、50mA的电流表测量某个电流值，则有可能产生的最大电流绝对误差为__________mA。

答案：±0.75解析：告诉了仪表的等级及量程，就可以根据引用相对误差的定义计算出量程内可能产生的最大绝对误差。

5.用电子计数器测量交流信号的频率，为了提高测量的准确度，对于高频信号应采用测频率的方法，对于低频信号应采用__________的方法。

答案：测周期解析：使用哪种测量方法好，是按照±1误差的大小比较而确定的，±1误差的大小按各自的误差计算公式进行分析。

6.在交流电压模拟式测量中，根据电压表和被测信号参数的对应关系，常用的交流电压表有峰值电压表、__________和有效值电压表。

答案：均值电压表解析：确定是什么类型的交流电压表，是按照电压表内部检波方式决定的。

7.若两个交流电压的峰值相同，当用正弦波有效值刻度的峰值电压表分别测量时，电压表的读数__________。

答案：相等解析：正弦波有效值刻度的峰值电压表内部峰值检波器的输出正比于被测信号的峰值，表做好了，其检波系数就确定了。

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。