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电子测量技术基础课后习题答案_1-8章张永瑞

一解释名词: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。

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。

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。

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。

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。

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。

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,,,,,,,,,;② ,,1 ,,,,,.,,;③ ,,,,,,,999,,。

答:① 精密欠正确; ② 准确度低; ③ 准确度高。

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= mV =1μVSR46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=格某待测电路如题图所示。

(1)计算负载R L 上电压U 。

的值(理论值)。

(2)如分别用输入电阻R v 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r x [r x =(U o -U x )/U x ×100%] 解:(1)0305 2.53030U V ⨯==+(2)R 外1=301245 2.2230x U V ⨯==+24229.915 2.49630x U V ⨯==+29.9101100%100%12.6%2.22x x x U U r U ⨯⨯- 2.22-2.5===-02100%100%.16%2.496x x x U U r U ⨯⨯- 2.496-2.5===-00(1/1/)0B T T T R R e -=⋅11()290300014.12B R e-=11()3203000B R e-5.35=111R U E R r=+222R U E R r =+12121221()R R U U RU R U -r =-1245 2.22230x U V ⨯==+24111120.482x x x V∆∆∆=+=110.4282.5x y A ∆⨯⨯=100%=100%=17%228.575 2.24430x U V ⨯==+28.5720.862.5y ⨯=100%=32.4%100%A x r A ∆⨯=100%x xr x∆⨯=100%m m m x r x ∆⨯=140100%2%200r ±⨯±==020lg 20i x u G u ==1100% 2.1%1x r ±⨯±==2100% 1.11%10x r ±⨯±==3 1.011100% 1.011%100x r ±⨯±==20129.6520A U V ⨯==+2101250x U V ⨯==8+1289.6100%%8x r ⨯-==-20289.6100%%9.6A r ⨯-==-16.712图319.3125x U ⨯==9.561V +19.339.6100%%9.56x r ⨯9.56-==-0.418 39.6100%%9.6A r ⨯9.56-==-0.417用准确度s =1.0级,满度值100μA 的电流表测电流,求示值分别为80μA 和40μA 时的绝对误差和相对误差。

解:Δx 1=Δx 2=Δx m =±1%×100=±1μAr x 1=Δx 1/ x 1=±1/80=±% r x 2=Δx 2 / x 2=±1/40=±2 .5%某142位(最大显示数字为19 999 )数字电压表测电压,该表2V 档的工作误差为 ± %(示值)±1个字,现测得值分别为和 8V ,问两种情况下的绝对误差和示值相对误差各为多少解:10.02520.001210.110019999x mV ±∆⨯±⨯±== 41 1.00310100%8.36%0.0012x r ±⨯⨯±-==20.02521.988810.610019999x mV ±∆⨯±⨯±== 41 5.97210100%0.03%1.9888x r ±⨯⨯±-==伏—安法测电阻的两种电路示于题图(a)、(b),图中○A 为电流表,内阻R A , ○V 为电压表,内阻R v ,求:① 两种测量电路中,由于R A 、 R v 的影响,只。

的绝对误差和相对误差各为多少② 比较两种测量结果,指出两种电路各自适用的范围。

题图解:(a )·x V xa x V R R R R R =+ 2x xa xa x x VR R R R R R ∆-=-=+11/xa a x V xR r R R R ∆-==+ r a <0测得值偏小,R V >>R x 时,r a 很小。

(b )R x b =R x +R A ΔR x b =R A r b =R A / R x r b >0测得值偏大,R A <<R x 时,r b 很小。

被测电压8V 左右,现有两只电压表,一只量程0~l0V ,准确度s l =,另一种量程0~50V ,准确度s 2 =级,问选用哪一只电压表测量结果较为准确解:Δx1=Δx m1=r m1×x m1=±%×10=± r 1=Δx1/x 1=±8=±%Δx2=Δx m2=r m2×x m2=±%×50=±r 2=Δx2/x 2=±8=±%r 1<r 2 ,选用准确度s l =电压表测量结果较为准确。

利用微差法测量一个l0V 电源,使用9V 标称相对误差±%的稳压源和一只准确度为s 的电压表,如题图所示。

要求测量误差ΔU /U ≤±%,问s =解:19(%0.1%)s ±=+1+91+919(%0.1%)s ±=+1+91+90.9()%1010s ±=+依题意得: 0.9()%0.5%1010s ±±+≤ 题图所以:s ≤ 选用级的电压表。

题图为普通万用表电阻档示意图,Ri 称为中值电阻,R x 为待测电阻,E 为表内电压源(干电池)。

试分析,当指针在什么位置时,测量电阻的误差最小解:因为:x iEI R R =+ 则:x i ER R I=-R x 的绝对误差为:2x x R ER I I I I∂∆∆∆∂==- R x 的相对对误差为:2x x i R E I R I R IE∆∆=- 题图 令:()()220i xxi IR E ER I I R I R IE ⎛⎫∆∂∆ ⎪∂⎝⎭--==- 得:122m i E I I R == 即指针在中央位置时,测量电阻的误差最小。

两只电阻分别为R 1=20Ω±2%,R 2=(100± Ω,求:两电阻串联及并联两种接法时的总电阻和相对误差。

解:串联时:相对误差:12121212R R R R r r r R R R R ±串=(+)++201000.4%%2010020100100±⨯⨯±=(2+)=0.66++ΛR 串=120×%=Ω 总电阻:120±Ω 并联时:212121121212221212()()··()()R R R R R R R R R R R R R R R R R ∆∆∆并+-+-=+++ 22122112221212··()()R R R R R R r r R R R R =+++ 21121212··R R R R R R r r r R R R R R ∆并并并==+++符号有正有负时:21121212R R R R R r r r R R R R ⎛⎫± ⎪⎝⎭并=+++100200.4%100⎛⎫±⨯⨯ ⎪⎝⎭=2+20+10020+1001.77%±=R 并=204.26 4.19( 1.79%)0.070.07ab r ±= 1.76%+132()Rx R R R r r r r ±=++21W U t R r r r r ±±⨯=(++)=(2%+1.5%+0.5%)2322412L LR d R d R d Rσπ∆∆∆∆=(L -d -)2L d R Rr r L d Rσσ∆∆∆∆L d =--=-2-r 1413(r r )ym R s R r L ±=++413r r R s R s L L ===13ym s r L ±=0L21211()22ym s s r L L ±=+12s S s L L L ==2ym sr L ±=2110.273ym ym r r ±==124040()U U r r r ±=+40+4040+40100%A M ⨯-B=A +B2222B A M A B ∆∆∆=-(A +B )(A +B )222222M A B AB AB A B A B r =r -r --224M A AB r r A B ±=-1511(20.42)15i =∑x =+20.43+……+20.400.0327σ80.100.10v σ=-=>3x '=20.414σ'≈0.01633σ'≈0.0489x σσ-==0.0163=0.004360.01308x σ-3=4×=190⑤ += ⑥ -=某电压放大器,测得输入端电压U i =,输出端电压U o =1200mV ,两者相对误差均为±2%,求放大器增益的分贝误差。

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