电子测量习答案题

1 习题答案

第一章概述

1、 在测量电压时，如果测量值为100V，实际值为95V，则测量绝对误差和修正值分别是多少？如果测量值是100V，修正值是-10V，则实际值和绝对误差分别是多少？

1.解：Δx=x-A=100V-95V=5V

C=-Δx=-5V

A=x+C=100V-10V=90V

Δx=-C=10V

2、 用量程为50MA的电流表测量实际值为40MA的电流，如果读数值为38MA，试求测量的绝对误差、实际相对误差、示值相对误差各是多少？

2.解：Δx=x-A=40mA-38mA=2mA

%5%100mA40mA2AAx

%3.5%1008mA3mA2xxx

3、 如果要测量一个8V左右的电压，现有两块电压表，其中一块量程为10V、1.5级，另一块量程为20V，1.0级，问应选用哪一块表测量较为准确？

3.解：∵mmmxx

∴Δxm1=γm1xm1=±1.5%×10V=±0.15V

Δxm2=γm2xm2=±1.0%×20V=±0.20V>Δxm1

∴选用第一块表。

4、 已知用量程为100MA的标准电流表校准另一块电流表时，测量相同电流的电流值分别是90MA，94.5MA，求被校电流表的绝对误差、修正值、实际相对误差各是多少？如果上述结果是最大误差的话，测被测电流表的准确度应定为几级？

4.解：Δx=x-A=94.5mA-90mA=4.5mA

C=-Δx=-4.5mA

%5%100mA90mA5.4mAx

∵%5.4%100mA100mA5.4mmmxx

∴被校表的准确度等级应定为5.0级。

5、用一台0.5级10 V量程电压表测量电压，指示值为7.526V，试确定本次测量的记录值和报告值分别是多少？

5.解：ΔUm=±0.5%×10V=±0.5V

本次测量报告值为8V，测量记录值为7.5V。 2 6、 将下列数字进行舍入处理，要求保留三位有效数字。54.79，86.3724，500.028，21000，0.003125，3.175，43.52，58350。X

6.解：54.79—54.8，86.3724—86.4，500.028—500，21000=2.1000×104—2.10×104，

0.003125—0.00312，3.175—3.18， 43.52—43.5， 58350=5.8350×104—5.84×104

7、已知某电压为18.4380.052V，试将其改写成有效数字+1为安全数字的结果表示形式。E

7.解：有效数字为18.4V，有效数字+1位安全数字为18.44V。

8、 从下列数据2.100K，2.10K，2100，2.1K，2.100310，0.2100K10中找出相同的数据。Y

8.解：相同数据有2.100kΩ，2100Ω，2.100×103Ω，0.2100×10kΩ

第二章 测量用信号发生器

1、按照输出信号波形的不同，通用信号发生器分为哪几类？各有那些用途？

1.答：按照输出信号波形的不同，通用信号发生器分为正弦信号发生器、函数信号发生器、脉冲信号发生器和随机信号发生器四类。正弦信号发生器为电路或系统检修提供低频、高频等幅正弦信号或振幅调制波等已调波；函数信号发生器为电路或系统检修提供正弦波、方波、三角波等波形；脉冲信号发生器为分析研究电路或系统的瞬态特性提供矩形脉冲波或双脉冲波等波形；随机信号发生器为电路提供模拟噪声信号，为分析研究电路或系统的抗噪声性能等提供模拟噪声。

2、高、低频信号发生器输出阻抗一般是多少？使用时，如果阻抗不匹配，会有什么影响？怎样避免产生的不良影响？

2.答：低频信号发生器一般有50Ω、150Ω、600Ω、5kΩ等各种不同输出阻抗，而高频信号发生器一般只有50Ω或75Ω一种输出阻抗。使用时，如果阻抗不匹配，会使波形失真变大、功率传输效率变小。为了避免阻抗不匹配产生的不良影响，应借助阻抗变换器等使之匹配连接。

3、请结合XFG-7型高频信号发生器面板图，谈谈怎样使用高频信号发生器？

3.答：信号发生器作为主动测试仪器其构成应该包括振荡器，而LC振荡器、RC振荡器等特性决定了振荡器的频率范围或频率稳定性都比较差。由于频率合成器具有自动实现频率跟踪的锁相环而使之具有很高的频率稳定度和极纯的频谱。

4、函数发生器一般能够输出哪集中波形的信号？X

4.答：函数信号发生器一般能够输出正弦波、三角波、方波等三种基本波形。

5、 函数发生器一般有哪几种构成方式？Y

5.答：函数信号发生器产生信号的方法有三种：一种是先产生方波，然后经变换得到三角波和正弦波形；第二种是先产生正弦波再得到方波和三角波；第三种是先产生三角波再变换为方波和正弦波。函数信号发生器的构成方式则相应地有上述三种形式。 3 6、 函数发生器与正弦信号发生器有什么区别？Z

6.答：（1）函数信号发生器的频率范围比低频信号发生器或高频信号发生器的宽，频率范围约为几毫赫至几十兆赫。（2）函数信号发生器能够提供正弦波、三角波、方波等多种波形，而正弦信号发生器只能提供正弦波或已调波。（3）脉冲式函数信号发生器的振荡器是由施密特触发器、密勒积分器、电压比较器等部分组成的组合振荡器，缺一不可；而正弦信号发生器的振荡器是单一的正弦波振荡器，是独立的振荡器。

第五章 电压测量仪器

1、模拟式交流电压表分为哪几种？分别属于什么结构？各有什么特点？

1.答：模拟式交流电压表按照检波器类型的不同分为均值电压表、峰值电压表和有效值电压表，分别属于放大—检波式、检波—放大式和放大—检波式。

均值电压表频带窄、测量灵敏度较低，为低频或视频毫伏表。峰值电压表频带宽、灵敏度较高，为高频或超高频毫伏表。有效值电压表种类较多，一般情况下，它的频带较窄、灵敏度较低，为低频毫伏表。

2、计算图所示电压波形的平均值、正峰值、负峰值、峰峰值、有效值。

2.解：V)(3)26(4.014.01.01.00dtdtU

UP+=6V

UP-=-2V

UP-P=8V

U=)26(4.011.004.01.022dtdt≈3.5V。

3、已知正弦波、三角波和方波的峰值为40V，当分别采用均值、峰值、有效值电压表测量时，请问各电压表测量三种波形时的读数值分别是多少？

3.解：（1）如果用峰值表测量，∵V402ˆαUU，

∴测量正弦波、三角波和方波时的读数值都为

V3.282V402ˆαUU

（2）如果用均值表测量，

测量正弦波时，∵V402ˆα~UU

∴V3.282V402ˆ~αUU 4 测量非正弦波时，∵PˆKUU

∴αPFF9.0ˆUKKUKUU

∴PFα9.0ˆKKUU

∴测量三角波时，V6.293329.0V409.0ˆPFαKKUU

测量方波时，V4.44119.0V409.0ˆPFαKKUU

（3）如果用有效值电压表测量，

∵Uα=U=PˆKU

∴测量正弦波时，Uα=U=V3.282V40ˆPKU

测量三角波时，Uα=U=V1.233V40ˆPKU

测量方波时，Uα=U=V401V40ˆPKU

答：（略）

4、用峰值（或均值）电压表测量正弦波、三角波和方波时的读数值均为20V，试计算三种波形的有效值、峰值、平均值分别是多少？

4.解：（1）如果峰值电压表测量，测量正弦波时：

U~=Uα=20V

V18V209.09.0α~UU

V3.28V2022ˆα~UU

测量三角波时：

V3.28V2022ˆαΔUU

V3.1638.3V23ˆˆΔPΔΔUKUU 5 V1.14326.3V1FKUU

测量方波时：

∵KF方=KP方=1

∴V3.28V2022ˆαUU方=U方=方U

（2）如果用均值电压表测量，测量正弦波时：

U~=Uα=20V

V18V209.09.0α~UU

V3.28V2022ˆα~UU

测量三角波时：

V18V209.09.0αΔUU

V6.1532V18FΔΔΔKUU

V36332V18ˆPΔΔKUU

测量方波时：

∵KF方=KP方=1

∴V81V209.09.0αUU方=U方=方U

答：（略）

5、用一块214位DVM的10V量程测量8V电压。已知该电压表的固有误差025.0U%读数01.0%满度，试求由于固有误差产生的测量误差是多少？它的满度误差相当于几个字？

5.解：因为DVM位数为214，且量程为10V，所以电压表末尾1个单位为0.001V。

读数误差为：±0.025%Ux=±0.025%×8V=±0.002V

满度误差为：±0.01%Um=±0.01%×10V=±0.001V

满度误差相当于：字1V001.0V001.0

固有误差：±（0.001V+0.002V）=±0.003V

答：（略）

6、已知数字电压表的固有误差005.0U，读数02.0%满度，求在5V量程测量4V电压时产生的绝对误差和相对误差各是多少？ 6 6.解：ΔU=±0.005%读数±0.002%满度=±0.005%×4V±0.002%×5V=±0.0003V

γx=%0075.0V4V0003.0%100xU

答：（略）

7、下列四种数字电压表的最大显示数字分别为9999，19999，3199，1999，问它们各是几位表？试求第二块表在0.2V量程上的分辨力是多少？

7.答：最大显示数字分别为9999，19999，3199和1999的数字电压表的位数分别是4位，214位，433位（或统称213位）和213位。

当小数点位置在第一位后时，第1、2位的利用率低，并且分辨力要比小数点在第1位前的低，所以小数点应在第1位前，故第二块表在0.2V量程上的分辨力是0.00001V。

8、双积分式A/D变换器的工作过程是怎样的？有什么特点？为什么？

8.答：双积分式A/D变换器的工作过程分为定时准备、定时取样和不定时比较三个过程，其中取样是利用输入电压（有效输入为直流电压）对积分电容定时充电（正向积分），而比较是利用与输入电压极性相反的基准电压对积分电容不定时放电（反向积分）。双积分式A/D变换器是将两个电压（输入电压和基准电压）的比较变换为取样时间（定时）和比较时间（不定时）的比较，而比较时间的大小与输入直流电压的大小成正比，所以双积分式A/D变换器属于V-T型积分式A/D变换器。其依据的关系是取样时，输入电压对积分电容净充上的电荷与比较时基准电压对积分电容放去的电荷相等。

双积分式A/D变换器显著的优点是抗干扰能力强，最大的缺点是变换速度慢。

经对工作过程的分析发现如果取样时间为干扰信号周期的整数倍，取样结束时，干扰信号（如工频干扰）对积分电容净充上的电荷为零，这对比较时电容放电时间的大小是不产生影响的，即抗干扰。

经上述分析得知，为了提高双积分式A/D变换器的抗干扰能力，A/D变换器的取样时间至少要取干扰信号的1个周期，并且为了提高A/D变换器的分辨力也应使取样时间延长，这样势必使双积分式A/D变换器的变换速度变慢。