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电子信息专业电子测量复习试题2017-6-15课程代码：02348一、填空题(每空1分，共25分)1. 计量工作的三个主要特征是________、________和法制性。
2. 从广义上说，凡是利用________来进行的测量都可以说是电子测量。
3. 测量误差就是________与被测量________的差别。
4. 相对误差又叫相对真误差，它是________与________的比值。
5. 3位数字欧姆表，测量标称值为1.0kΩ和1.5kΩ两只电阻时，读数分别为955Ω和1452Ω。
当保留两位有效数字时，此两电阻分别为________kΩ和________kΩ。
6. 示波器的水平通道主要由________、________和X放大器组成。
7. 所谓触发极性不是指触发信号本身的正负，而是指由它的________或________触发。
8. 利用示波器测量信号间相位差的方法主要有________法和________法。
9. 计数器测周的基本原理刚好与测频相反，即由________控制主门开门，而用________进行计数。
10. 电压测量仪器总的可分为两大类即________式的和________式的。
11. DVM的抗干扰能力可用________和________来表示。
12. DVM的固有测量误差通常用________误差和________误差共同表示。
13. 在变容二极管扫频电路中，改变锯齿波电压的________，可改变扫频速度；而改变锯齿波电压的幅度，可改变扫频________。
二、改错题(要求在错误处的下方划线，并将正确的答案填在括号内。
每小题3分，共15分)1. 分贝误差是用对数形式表示的绝对误差。
( )2. 调节示波管栅极G2电位的电位器常称为“辉度”旋钮。
( )3. 马利科夫判据常用来判别周期性系统误差，亦可用来发现累进性系差。
( )4. 斜坡电压式DVM的A/D变换时间与输入电压大小无关，仅由它的输出数码的位数和钟频决定。
电测仪表专业（理论）模拟题及答案一、单选题（共45题，每题1分，共45分）1.使用钳型电流表测量高压电缆各相电流，当有（）时，禁止测量。
A、三相短路B、两相短路C、一相接地D、一相开路正确答案：C2.一般来说，我国高压电网的电压是（）。
A、35~330kVB、330~1000kVC、1kV以下D、1~35kV正确答案：D3.当测量接有电磁式继电器的整流电流时，则需选用()系仪表。
A、电磁B、电动C、静电D、磁电正确答案：B4.磁电系仪表根据测量机构的结构型式可分为()。
A、动圈式和动磁式B、动磁式和定磁式C、外磁式、内磁式和内外磁式D、动圈式和定圈式正确答案：D5.在检验铁磁电动系三相有功功率表时，若角差经补偿，但cosφ=0.5(容性)时的误差比cosφ=1时快，而cosφ=0.5(感性)时又偏慢，说明该表有()。
A、两元件电压不平衡B、两元件间的转距不平衡C、元件间有干扰D、有较大的角误差正确答案：D6.若三相电路完全对称，且φ=60°，用一只电压表和一只电流表测量三相有功功率时，则三相总功率等于()。
A、0.5UIB、√3UIC、UID、0正确答案：A7.隔离开关拉闸应（）A、与断路器同时断开B、在断路器断开前断开C、在断路器断开后进行D、在断路器断开前或后进行均可正确答案：C8.为了把磁电系电压表的测量范围扩大100倍，其附加电阻应是表内阻的()。
A、105倍B、99倍C、100倍D、95倍正确答案：B9.我国电力系统中性点常用的接地方式有三种，分别是中性点()。
A、直接接地方式、不接地方式和经大电抗器接地方式B、直流接地方式、经消弧线圈接地方式和经大电抗器接地方式C、直接接地方式、经消弧线圈接地方式和不接地方式D、不接地方式、经消弧线圈接地方式和经大电抗器接地方式正确答案：C10.检定一只0.1级量程300V的直流电压表，若采用直流分压箱准确度为0.01级和0.005级直流数字电压表进行检定，分压箱1/200档的输出阻抗为500Ω，选定数字电压表要用()才能保证其准确度要求。
积分式直流数字电压表摘要本双积分电压表系统以89C51单片机为核心、以分立元件制作的双积分型A/D转换器为主要部件的4位半积分式数字直流电压表,并对所设计的电压表进行了测试,结果测量误差≤±0.03%,精度达到4位半。
实现了自动量程转换功能,自动调零功能，有很好的实际应用价值。
关键词：单片机，双积分A/D转换器，自动调零，自动转换量程目录1 方案论证与比较 (1)1.1信号调理 (1)1.2处理器的选择与比较 (1)1.3积分器的选择与比较 (1)2 系统设计 (2)2.1总体设计 (2)2.2单元电路设计 (3)2.2.1 信号调理调理电路 (3)2.2.2 双积分电路设计 (4)2.2.3 基准源电路设计 (4)3 软件设计 (5)4系统测试 (5)5 结论 (6)参考文献： (6)附录： (7)附1：元器件明细表： (8)附2：仪器设备清单 (8)附3：电路图图纸 (9)附4：程序清单方案论证与比较1.1.1信号调理比较与选择方案一、信号经过缓冲器提高输入阻抗后经过低通滤波器后，然后由模拟开关选择信号放大与不放大，当信号大于200mv时不放大，小于200mv时经过仪表放大器进行放大。
方案二、信号经过电压分阻条统一衰减后经过缓冲器提高其负载能力，信号进行低通滤波器其截止频率在10HZ左后滤除高频噪声及干扰，然后经过低噪声，高精度运放放大。
方案论证：方案一对不同信号进行放大其电路复杂，当测量多个量程时放大电路的增益不一样，需多个放大电路成本很高，且用仪表放大器价格过于昂贵。
方案二通过统一衰减后在进行放大其电路简单调试方便。
所以采用方案二。
1.2 处理器的比较与选择STC单片机所特有的在线下载功能和其他公司的单片机不同，不是利用SPI进行在线编程，而是利用IAP功能，在系统运行时编程，因此，可以通过串口来对单片机进行编程。
其电路极为简单，只要所使用的单片机系统具有232串口通信功能即可。
积分式直流数字电压表摘要本双积分电压表系统以89C51单片机为核心、以分立元件制作的双积分型A/D转换器为主要部件的4位半积分式数字直流电压表,并对所设计的电压表进行了测试,结果测量误差≤±0.03%,精度达到4位半。
实现了自动量程转换功能,自动调零功能，有很好的实际应用价值。
关键词：单片机，双积分A/D转换器，自动调零，自动转换量程目录1 方案论证与比较 (1)1.1信号调理 (1)1.2处理器的选择与比较 (1)1.3积分器的选择与比较 (1)2 系统设计 (2)2.1总体设计 (2)2.2单元电路设计 (3)2.2.1 信号调理调理电路 (3)2.2.2 双积分电路设计 (4)2.2.3 基准源电路设计 (4)3 软件设计 (5)4系统测试 (5)5 结论 (6)参考文献： (6)附录： (7)附1：元器件明细表： (8)附2：仪器设备清单 (8)附3：电路图图纸 (9)附4：程序清单方案论证与比较1.1.1信号调理比较与选择方案一、信号经过缓冲器提高输入阻抗后经过低通滤波器后，然后由模拟开关选择信号放大与不放大，当信号大于200mv时不放大，小于200mv时经过仪表放大器进行放大。
方案二、信号经过电压分阻条统一衰减后经过缓冲器提高其负载能力，信号进行低通滤波器其截止频率在10HZ左后滤除高频噪声及干扰，然后经过低噪声，高精度运放放大。
方案论证：方案一对不同信号进行放大其电路复杂，当测量多个量程时放大电路的增益不一样，需多个放大电路成本很高，且用仪表放大器价格过于昂贵。
方案二通过统一衰减后在进行放大其电路简单调试方便。
所以采用方案二。
1.2 处理器的比较与选择STC单片机所特有的在线下载功能和其他公司的单片机不同，不是利用SPI进行在线编程，而是利用IAP功能，在系统运行时编程，因此，可以通过串口来对单片机进行编程。
其电路极为简单，只要所使用的单片机系统具有232串口通信功能即可。
2008-2009《电子测量技术基础》考试试卷班级：姓名：学号：成绩：一、填空（每空1分，共20分）：1、电子测量是以为手段的测量。
2、绝对误差是指由测量所得到的与之差。
3、相对误差是指与之比。
用表示。
4、MF-47型万用表具有个基本量程和7个附加参数量程。
5、万用表测量的对象包括：、、和等电参量。
同时，可测、、、。
6、指针式万用表的结构包括、转换开关、三部分组成。
7、电阻器按结构分可分为：、半可调式电阻器、。
8、指针式万用表的表头是仪表。
二、判断（每题2分，共10分）：1、一般直流电表不能用来测量交流电。
（）2、测量时电流表要并联在电路中，电压表要串联在电路中。
（）3、一般，万用表红表笔接正级，黑表笔接负级。
（）4、使用万用表交流电压档测量时，一定要区分表笔的正负极。
（）5、万用表广泛应用于无线电、通信和电工测量等领域。
（）三、简答（每题5分，共15分）：1、在万用表的使用中，为了能准确读数，我们需注意那些方面？2、常用的模拟电压表和数字电表各分为几类？3、使用万用表的欧姆档测量电阻的操作步骤是？四、读图（每空2分，共24分）:五、计算（共31分）：1、用量程是10mA的电流表测量实际值为8mA的电流，若读数是8.15mA。
试求测量的绝对误差，实际相对误差和引用相对误差。
( 6分)2、有一块电压表，用它去测量一个最大电压为30V的电阻，需串联一个20欧的电阻，已知电压表内阻为10欧，求电压表表头允许流过的最大电压和最大电流。
（6分）3、如下图所示为万用表电流档的原理图，请根据图示的有关参量，计算I＝250mA时的分流电阻Rx。
（9分）4、如下图所示为万用表电压档的电路原理图，请根据图示所标参量，计算Rx1、Rx2、Rx3、Rx4。
（10分）电子测量技术基础考试试卷一、填空题(本大题共14小题，每空1分，共25分)请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
1．扫频信号源的有效扫频宽度是指在_________和_________符合要求的条件下，最大的频率覆盖范围。
《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。
练习题一、选择题：5、设计数器直接测周的分辨力为1ms，若采用多周期测量法，欲将测周分辨力提高到1,应选择的“周期倍乘”为（）。
DA.10；B.102 ；C.103 ；D.104。
6、用计数器测频的误差主要包括：（）BA. 量化误差、触发误差B. 量化误差、标准频率误差C. 触发误差、标准频率误差D. 量化误差、转换误差7、下列哪种方法不能减小量化误差：（）AA. 测频时使用较高的时基频率；B. 测周时使用较高的时基频率C. 采用多周期测量的方法；D. 采用平均法1、交流电压的波峰因素Kp 定义为_ C 。
A:峰值/平均值B:有效值/平均值C:峰值/有效值D:平均值/峰值2、波形因素为BA:平均值与有效值之比B:有效值与平均值之比C:峰值与平均值之比D:峰值与有效值之比5、交流电压V(t)的有效值的表达式为___ D 。
A: B: C: D:6、一台5 位DVM，其基本量程为10V，则其刻度系数（即每个字代表的电压值）为mv/字BA:0.01 B:0.1 C:1 D:107、一台5 位半DVM，其基本量程为2V，则其刻度系数（即每个字代表的电压值）为mV/字。
AA:0.01 B:0.1 C:1 D:1010、在双斜式积分DVM 中，积分过程可简述为。
BA: 对被测信号定斜率正向积分，对基准电压定时反向积分B: 对被测信号定时正向积分，对基准电压定斜率反向积分C: 对被测信号定时正向积分，对基准电压定时反向积分D: 对被测信号定斜率正向积分，对基准电压定斜率反向积分1: 通用示波器可观测（）。
CA:周期信号的频谱； B:瞬变信号的上升沿C:周期信号的频率； D:周期信号的功率3: 当示波器的扫描速度为20 s/cm 时，荧光屏上正好完整显示一个的正弦信号，如果显示信号的 4 个完整周期，扫描速度应为（）。
AA:80 s/cm ； B:5 s/cm ； C:40 s/cm ；D:小于 10 s/cm4: 给示波器Y 及X 轴偏转板分别加 uy=Umsinω t,ux=Umsin(ω t/2),则荧光屏上显示（）图形。
操作叫做 解包 。
二、判断题：（每小题2分，共10分）1、粗大误差具有随机性，可采用多次测量，求平均值的方法来消除或减少。
（ × ）2、数字式万用表测量的过程是先将被测量转换成直流电压信号。
（ √ ）3、电子示波器是时域分析的最典型仪器。
（ √ ）4、 用计数器直接测周的误差主要有三项：即量化误差、触发误差及标准频率误差。
（ √ ）5、能够输出多种信号波形的信号发生器是脉冲信号发生器。
（ × ）三、选择题（每题2分，共10题，20分）1、（ C ）是指在测量过程中由于受到温度、湿度、电磁场、机械振动、声音和光照等环境因数影响所造成的测量误差。
A ．操作误差B ．人身误差C ．影响误差D ．理论误差 2、下列测量中属于电子测量的是（ C ）A ．用天平测量物体的质量B ．用水银温度计测量温度C. 用数字温度计测量温度 D ．用游标卡尺测量圆柱体的直径3、通常在相同条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号均以不可预定的方式变化的误差，都属于（ A ）。
A ．随机误差B ．系统误差 C. 绝对误差 D ．粗大误差 4、模拟式多用电压、电流表又称为（C ）A ．数字式电压表B ．数字式万用表C ．模拟式万用表D ．电子电压表5、双积分式数字电压表，它的第二次积分过程是实现（ B ）变换。
A ．V-V B ．V-TC ．T-TD ．T-V6、用计数器测频的误差主要包括：（B）A．量化误差、触发误差 B．量化误差、标准频率误差C．触发误差、标准频率误差 D．量化误差、转换误差7、下列哪种方法不能减小量化误差：（A）A. 测频时使用较高的时基频率B. 测周时使用较高的时基频率C. 采用多周期测量的方法D. 采用平均法8、下列仪器中可以产生方波和三角波信号的仪器有（D）A．模拟电压表 B．RLC测试仪C．Q表 D．低频信号发生器9、宽带示波器垂直放大器中几乎总是包含有延迟线，它的作用是使示波器( D )。
双积分式数字电压表
双积分式直流数字电压表
摘要：双积分式数字电压表由模拟电压双积分电路、脉冲计数电路和数据处理和显示电路三个模块组成，可以把被测电压Ux通过积分器产生相应的时间Tx，然后再将T转换成相应的数字量N进行计数，从而实现U—T—N的间接变换。
本系统以STC89C51单片机为核心，以运算放大器、电容、电阻及比较器制作的双积分型A/D转换器为主要部件，实现了结果测量精度可达4位半，误差在0.1mv左右，并实现了自动量程转换及自动校零功能，具有较好的使用价值的直流电压表，测量范围为1mV—2V，有200mV及2V两个量程。
关键词：STC89C51单片机、双积分型A/D转换电路、自动量程转换、直流数字电压表
一、系统方案
根据题目给定的要求，在不采用A/D转换器的前提下，设计并实现一个双积分式积分式数字电压表，在发挥部分还要求能自动切换量程，对精度、分辨率、输入阻抗等指标都提出了较高的要求。
根据以上分析，精度是这个题目的难点，整个设计过程都要围绕如何提高电压表的精度而进行，为此，分别作了几种不同的设计方案，并进行论证。
1、单片机的选择
方案一：51单片机。
优点是学习型单片机，控制简单，价格低。
缺点是处理速度慢。
方案二：PIC单片机。
优点是其大部分指令都是单周期指令，软件计时精度高，性能稳定。
缺点是
基于上述的比较分析，虽然PIC单片机也能实现题目要求的基本功能，但对于本设计，使用51单片机，资源可以得到充分运用，性价比较高，所以采用方案一。
2、电子开关的选择
方案一：CD4051模拟开关。
优点是价格便宜，开关速度快，驱动方便，但导通电阻大。
方案二：光控场效应管PhotoMOS。
优点是导通电阻小且稳定，开关速度快，驱动方便，但价格昂贵。
方案三：常规机械触点继电器。
优点是导通电阻小且最稳定，价格便宜，但需要专门的驱动电路，开关速度慢。
基于上述的比较分析，双积分电路和量程切换电路要求开关速度快，且考虑到价格方面，所以选择方案一。
3、电源电路的选择
方案一：采用串联型线性压电路LM7805。
优点是纹波小，输出功率大，精度高，但效率低，发热量大。
方案二：采用并联型线性稳压电路TL431。
优点是精度更高，纹波更小。
但输出功率小，效率低。
基于上述的比较分析，本系统中，双积分电路为模拟电路，对电源的精度要求高，纹波小，但消耗功率很小，所以选择方案二。
4、显示方法的选择
方案一：采用LED数码管。
优点是数码管亮度高，显示简单、清晰，但需要额外的驱动电路，占用单片机资源多，显示信息少。
方案二：采用LCD模块。
优点是微功耗，体积小，内置驱动电路，接口简单，显示信息量大，字迹美观，但价格较贵。
基于上述的比较分析，显示部分选择方案二比较合适。
二、设计与论证
1、积分电路的设计理论
为了使积分电路中积分电容在放电过程中尽可能的放电至零，特地在LM324运放的同相输入端接上负电压，因为在后面的过零比较器中，电容放电还未到零，其输出电平就会发生跳变，综合考虑，为减小误差，我们在同相输入端接上-500mV电压。
（1）正积分：也称信号采集阶段。
在这个阶段，通过单片机对开关逻辑控制电路的控制对检测电压Vx0或Vx1积分。
积分器的输出电压随时间线性地增加。
正积分时间由单片机控制，定时为T考虑到工频的干扰，我们设定充电时间T=40ms。
（2）反积分：也称计数阶段。
在这个阶段，通过单片机对开关逻辑控制电路的控制对基准电压Vf积分
（3）自动回零：也称复位阶段。
在该阶段因反积分使比较器输出由高电平变成低电平，再由单片机控制开关逻辑控制电路动作，是的积分电容上的电荷充分释放，输出电压降到零
下图为积分器和比较器的输出波形：
积分器
比较器
2、自动量程的切换选择分析
基于题目要求所设计的电压表分为200mV档和2V档，两档呈十倍的关系，就可以用两个运放OP07来实现档位的转换，前级运放相当于一个电压跟随器，起隔离保护的作用，后级的运放将前级输出的电压放大十倍，然后再通过积分电路，这样既保证了测量的精确，更有效的实现了量程的切换和电压值单位的选择。
三、系统硬件设计
1、系统原理框图
本设计采用了以分立元件组成的双积分型A/D转换器为主要元件，配合单片机系统、显示电路等组成4位半积分式数字直流电压表的硬件电路。
如图为电压表的系统方框图。
单片机系统是以89C51单片机为核心；信号采集与量程转换电路是由OP07和模拟开关CD4051组成；积分比较与自动回零电路是由双积分型A/D转换器和过零比较器所组成；开关逻辑控制电路主要元件是模拟开关CD4051；显示采用了1602字符型液晶显示器；基准电压是由TL431稳压所得。
采用双电源可以实现数模隔离。
图中的Vx0是待测电压Vx经过由OP07所组成的电压跟随器后的输出电压信号（Vx0=Vx1），Vx1是由待测电压Vx经过另一个OP07组成的10倍放大电路后的输出电压信号。
四、系统软件设计
软件设计主要完成时序控制、计数值采样、滤波、量程选择、BCD码转换、数据显示功能、包括时序子程序、滤波子程序、系数运算子程序、自动量程转换子程序、BCD码转换子程序、显示子程序等。
如图为主程序流转图、时序子程序主要考虑单片机通过对开关逻辑控制电路的控制，使得A/D转换可靠进行；系数运算子程序包括减法、乘法和除法子程序，是处理计数值和实际待测电压的转换关系。
五、测试方法和测试数据
1、测试仪器
数字示波器、数字万用表、直流稳压电源等
2、测试数据
从标准稳压电源输出标准的待测电压，用5位半数字万用表作为校准设备，分别用5位半数字万用表和本电压表对待测电压进行测量，并对测试结果进行了比较，如下表所示：
200mV档测试信号的结果如表1-1所示：
表1-1 mV
D
2V档测试信号的结果如表1-2所示
表1-2 V
3、测量周期及波形观察
（1）在示波器上观察，采样周期大约为60ms，刚好是工频的整数倍，可以克服工频的干扰。
（2）波形符合理论上的三角波形。
4、测试结果分析
测试结果表明，由上述测试结果设计的电压表达到题目要求，而且基本实现了题目的发挥部分的功能，可以比较精确的测量1mV—2V范围内的电压。
本电压表当测量到了199.999mV时，自动切换为2V档，实现了量程自动转换功能。
六、电路原理图：。
