第二章误差与测量不确定度2.10用图2.22中（a ）、（b ）两种电路测电阻R x ，若电压表的内阻为R V ，电流表的内阻为R I ，求测量值受电表影响产生的绝对误差和相对误差，并讨论所得结果。

图2.22 题2.10图 解：(a)vX vx v x x R R R R I I R R I V R +===)//('∆ R=VX Xx x R R R R R +-=-2'R r =％100111001000⨯+-=⨯+-=⨯∆XVVX XXR R R R R R R在R v 一定时被测电阻R X 越小，其相对误差越小,故当R X 相对R v 很小时,选此方法测量。

(b)I x I x xR R IR R I I V R+=+⨯==)(' I x x R R R R =-=∆' R r 0000100100⨯=⨯∆=XI X R R R R在R I 一定时，被测电阻R X 越大.其相对误差越小,故当R X 相对RI 很大时,选此方法测量。

2.11 用一内阻为R i 的万用表测量下图所示电路A 、B 两点间电压，设E ＝12V ，R1＝5k Ω ，R2＝20k Ω，求：（1）如E 、R1、R2都是标准的，不接万用表时A 、B 两点间的电压实际值U A 为多大? （2）如果万用表内阻R I ＝20k Ω，则电压U A 的示值相对误差和实际相对误差各为多大？ （3）如果万用表内阻R I ＝lM Ω，则电压U A 的示值相对误差和实际相对误差各为多大？解:（1）A 、B 两点间的电压实际值V 6.9k 20k20k 512E 221=+=+=R R R U A（2）U A 测量值为：k 20//k 20k20//k 20k 512////E 221+=+=I I A R R R R R U（a ）（b ）R 1 5K ΩV 0.8k 10k10k 512=+=所以U A 的示值相对误差%200.86.90.8-=-=∆=Ux U x γU A 的实际相对误差为%176.96.90.8-=-=∆=UA U A γ（3）U A 测量值为：M 1//k 20M1//k 20k 512////E 221+=+=I I A R R R R R UV 56.9k 6.19k6.19k 512=+=所以U A 的示值相对误差%42.056.96.956.9-≈-=∆=Ux U x γU A 的实际相对误差为%42.06.96.956.9-≈-=∆=UA U A γ由此可见，当电压表内阻越大，测量结果越准确。

2.12 CD —13型万用电桥测电感的部分技术指标如下：5μH —1.1mH 挡：±2％(读数值)±5μH ；10mH —110mH 挡：±2％(读数值)±0.4％(满度值)。

试求被测电感示值分别为10μH ，800μH ，20mH ，100mH 时该仪器测量电感的绝对误差和相对误差。

并以所得绝对误差为例，讨论仪器误差的绝对部分和相对部分对总测量误差的影响。

解：根据误差公式计算各电感误差如下： （1）10μHH 2.5H 5H 2.0H 5H 10%2μμμμμ±=±±=±⨯±=∆L %52H10H2.5±=±=∆=μμγL L L （2）800μHH 21H 5H 16H 5H 800%2μμμμμ±=±±=±⨯±=∆L %6.2H800H 21±=±=∆=μμγL L L （3）20mHmH94.0mH 55.0mH 4.0mH 110%5.0mH 20%2±=±±=⨯±⨯±=∆L%7.4mH20mH 94.0±=±=∆=L L L γ（4）100mHmH 55.2mH 55.0mH 2mH 110%5.0mH 100%2±=±±=⨯±⨯±=∆L%6.2mH100mH 55.2±=±=∆=L L L γ由以上计算过程中的绝对误差，可知当被测电感较小时仪器误差的绝对部分对总误差影响大，而被测电感较大时仪器误差的相对部分对总误差影响大。

这里对每个量程都有一个临界值： 5μH —1.1mH 档：临界值L 1，H 5%21μ±=⨯±L ，H 2501μ=L 即当被测电感L 小于250μH 时：仪器误差的绝对部分对总误差影响大。

即当被测电感L 大于250μH 时：仪器误差的相对部分对总误差影响大。

10mH —110mH 档：临界值L 2，m H 110%5.0%22⨯±=⨯±L ，m H 5.272=L即当被测电感L 小于27.5mH 时：仪器误差的绝对部分对总误差影响大。

即当被测电感L 大于27.5m H 时：仪器误差的相对部分对总误差影响大。

2.13 检定一只2.5 级电流表3mA 量程的满度相对误差。

现有下列几只标准电流表，问选用哪只最适合，为什么？（1）0.5 级10mA 量程； （2）0.2 级10mA 量程； （3）0.2 级15mA 量程； （4）0.1 级100mA 量程。

解：2.5 级电流表3mA 量程的绝对误差为2.5％×3mA ＝0.075mA（1）0.5 级10mA 量程的绝对误差为0.5％×10mA ＝0.05mA （2）0.2 级10mA 量程的绝对误差为0.2％×10mA ＝0.02mA （3）0.2 级15mA 量程的绝对误差为0.2％×15mA ＝0.03mA （4）0.1 级100mA 量程的绝对误差为0.1％×100mA ＝0.1mA 由以上结果可知（1），（2），（3）都可以用来作为标准表，而（4）的绝对误差太大， 其中（1），（2）量程相同，而（3）的量程比（1），（2）大，在绝对误差满足要求的情况下，应尽量选择量程接近被检定表量程，但（2），（3）准确度级别高，较贵，所以最适合用作标准表的是0.5 级10mA 量程的。

2.14 检定某一信号源的功率输出，信号源刻度盘读数为90μW ，其允许误差为±30％，检定时用标准功率计去测量信号源的输出功率，正好为75μW 。

问此信号源是否合格? 解：信号源频率的测量绝对误差为75μW －90μW ＝－15μW 相对误差为%30%7.169015<-=-=γ，所以此信号源合格。

2.15x 解：U x 的算术平均值005.50054.5)7110941526113(101001.0000.5101≈=+-++-+-++⨯+=∑=i U标准偏差估值∑=-=1012)(91)(i U Ui U s ∑=-⨯+-+++-++-+++-=101232222222222)10(]6.1)4.6(6.46.3)4.9(6.9)4.7(6.06.5)4.2[(91i∑=-⨯+++++++++=10123)10(]56.296.4016.2196.1236.8816.9276.5736.036.3176.5[91i V 006.00062.0104.353916≈=⨯⨯=- 2.21设两个电阻R l ＝(150±0.6)Ω，R 2＝62Ω±0.4%，试求此两电阻分别在串联和并联时的总电阻值及其相对误差，并分析串并联时对各电阻的误差对总电阻的相对误差的影响?解：（1）串联时，总电阻值Ω=+=+2126215021R R R ＝串21212211)()()(R R R R R R R R R ∆±∆±=+-∆±+∆±∆＝串Ω±=±±=⨯±±=748.0248.05.0%4.0625.00.35%212748.0±±∆＝＝＝串串串R R R γ （2）并联时，总电阻值Ω=+⨯=+=9.4362150621502121R R R R R 并因式中含有两个变量的乘积项且含有分母，所以用相对误差传递公式较方便，得2211ln ln R R R R R R R ∆∂∂+∆∂∂=并并并γ )ln(ln ln ln 2121R R R R R +-+=并221212111111R R R R R R R R r R ∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=并%)4.0(621501501505.062150622221111212±⨯+±⨯+=∆⋅++∆⋅+=＋R R R R R R R R R R%38.02126.02122046.0212%4.01502120033.062±=±±=⨯±⨯±=＋＋由以上计算结果可知，串联时大电阻R 1对总电阻误差影响大，并联时小电阻R 2对总电阻误差影响大。

2.24 采用微差法测量一个10V 电源，使用标准为标称相对误差为±0.1％的9V 稳压电源。

若要求测量误差ΔU o/U o ＜±0.5％，电压表量程为3V ，问选用几级电表? 解：由题意及微差法误差公式得BAA AB B U U ⨯∆+∆=∆00 这里标准量B 为9V ，微差A 为1V ，标准相对误差为±0.1％%5.0911%1.0.00±=⨯∆+±=∆A U U 可得%6.3=∆A %2.13%6.3==∆Um A 所以选用3V 量程的1级电压表即可。

2.25 按公式Rd L24πρ=测量金属导线的电导率，式中L 为导线长度(cm)，d 为截面直径(cm)，R 为被测导线的电阻(Ω)。

试说明在什么测量条件下ρ误差最小？对哪个参量要求最高？ 解：因为公式中含有分子和分母，用相对误差传递公式较方便。

R Rd d L L ∆∂∂+∆∂∂+∆∂∂=ρρργρln ln lnR d L ln ln 2ln ln 4ln ln ---+=πρR d L ln ln 2ln --= RRd d L L ∆-∆-∆=2ργ 由上式可知对截面直径d 的要求最高。

2.26 通过电桥平衡法测量某电阻，由电桥平衡条件得出243C C R Rx =，已知电容C 2的允许误差为±5％，电容C 4的允许误差为±2％，R 3为精密电位器，其允许误差为±1％，试计算R x 的相对误差为多少？ 解：因为公式中含有分子和分母，用相对误差传递公式较方便。