電子測量課后習(xí)題答案

1、電子丈量課后習(xí)題答案電子丈量課后習(xí)題答案電子丈量課后習(xí)題答案第一章解說名詞：丈量；電子丈量。答：丈量是為確立被測對象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程。在這個(gè)過程中，人們借助專門的設(shè)施，把被丈量與標(biāo)準(zhǔn)的同類單位量進(jìn)行比較，進(jìn)而確立被丈量與單位量之間的數(shù)值關(guān)系，最后用數(shù)值和單位共同表示丈量結(jié)果。從廣義上說，凡是利用電子技術(shù)進(jìn)行的丈量都可以說是電子丈量；從狹義上說，電子丈量是指在電子學(xué)中丈量相關(guān)電的量值的丈量。解說名詞：計(jì)量基準(zhǔn)；主基準(zhǔn)；副基準(zhǔn)；工作基準(zhǔn)。答：用今世最初進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和工藝水平，以最高的正確度和堅(jiān)固性成立起來的專門用以規(guī)定、保持和復(fù)現(xiàn)物理量計(jì)量單位的特別量具或儀器裝置等。主基準(zhǔn)也稱作原始基準(zhǔn)，是

2、用來復(fù)現(xiàn)和保留計(jì)量單位，擁有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所能達(dá)到的最高正確度的計(jì)量用具，經(jīng)國家判斷贊成，作為一致全國計(jì)量單位量值的最高依據(jù)。所以，主基準(zhǔn)也叫國家基準(zhǔn)。副基準(zhǔn)：經(jīng)過直接或間接與國家基準(zhǔn)比對，確立其量值并經(jīng)國家判斷贊成的計(jì)量器具。其地位僅次于國家基準(zhǔn)，平常用來取代國家基準(zhǔn)使用或考證國家基準(zhǔn)的變化。工作基準(zhǔn)：經(jīng)與主基準(zhǔn)或副基準(zhǔn)校準(zhǔn)或比對，并經(jīng)國家判斷贊成，實(shí)質(zhì)用以檢定下屬計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量用具（找不到?。。ㄒ娮鳂I(yè)本）比較丈量和計(jì)量的類同和差別。答：丈量是把被丈量與標(biāo)準(zhǔn)的同類單位量進(jìn)行比較，進(jìn)而確立被丈量與單位量之間的數(shù)值關(guān)系，最后用數(shù)值和單位共同表示丈量結(jié)果。計(jì)量是利用技術(shù)陽法制手段實(shí)現(xiàn)單位一致和量值

3、正確靠譜的丈量。計(jì)量可看作丈量的特別形式，在計(jì)量過程中，以為所使用的量具和儀器是標(biāo)準(zhǔn)的，用它們來校準(zhǔn)、檢定受檢量具和儀器設(shè)施，以權(quán)衡和保證使用受檢量具儀器進(jìn)行丈量時(shí)所獲取丈量結(jié)果的靠譜性。所以，計(jì)量又是丈量的基礎(chǔ)和依據(jù)。列舉電子丈量的主要特色.。答：（1）丈量頻次范圍寬；（2）測試動(dòng)向范圍廣；（3）丈量的正確度高；（4）丈量速度快；（5）易于實(shí)現(xiàn)遙測和長久不中斷的丈量；（6）易于實(shí)現(xiàn)丈量過程的自動(dòng)化和丈量儀器的智能化；（7）影響要素眾多，偏差辦理復(fù)雜。表達(dá)電子丈量的主要內(nèi)容。答：電子丈量內(nèi)容包含：（1）電能量的丈量如：電壓，電流電功率等；（2）電信號(hào)的特色的丈量如：信號(hào)的波形和失真度，頻次，相

4、位，調(diào)制度等；（3）元件和電路參數(shù)的測量如：電阻，電容，電感，阻抗，質(zhì)量因數(shù)，電子器件的參數(shù)等：（4）電子電路性能的測量如：放大倍數(shù)，衰減量，敏捷度，噪聲指數(shù)，幅頻特色，相頻特色曲線等。第二章名詞解說：真值、實(shí)質(zhì)值、示值、偏差、修正當(dāng)。答：真值是指表征某量在所處的條件下圓滿地確立的量值；實(shí)質(zhì)值是指用高一級(jí)或超出數(shù)級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)儀器或計(jì)量用具所測得的數(shù)值，也稱為商定真值；示值是指儀器測得的指示值，即丈量值；偏差是指丈量值（或稱測得值、測值）與真值之差；修正當(dāng)是指與絕對偏差大小相等，符號(hào)相反的量值。偏差按性質(zhì)分為哪幾種各有何特色答：偏差按性質(zhì)可分為系統(tǒng)偏差、隨機(jī)偏差和粗大偏差三類。各自的特色為：系統(tǒng)偏差

5、：在同一條件下，多次丈量同一量值時(shí)，絕對值和符號(hào)保持不變，或在條件改變時(shí)，按必定規(guī)律變化；隨機(jī)偏差：在同一條件下，多次丈量同一量值時(shí)，絕對值和符號(hào)以不可以預(yù)約方式變化；粗大偏差：在必定條件下，丈量值明顯偏離其實(shí)質(zhì)值。何謂標(biāo)準(zhǔn)差、均勻值標(biāo)準(zhǔn)差、標(biāo)準(zhǔn)差的預(yù)計(jì)值答：標(biāo)準(zhǔn)差是指對節(jié)余偏差平方后乞降均勻，此后再開方即；均勻值標(biāo)準(zhǔn)差是隨意一組n次丈量樣本標(biāo)準(zhǔn)差的分之一，即；標(biāo)準(zhǔn)差的預(yù)計(jì)值即。丈量偏差和不確立度有何不一樣樣答：丈量偏差是指丈量值（或稱測得值、測值）與真值之差，它以真值或商定真值為中心，偏差是一個(gè)理想的見解，一般不可以正確知道，難以定量；不確立度是指與丈量結(jié)果相聯(lián)系的一種參數(shù)，用于表征被丈量之

6、值可能的分別性程度，即一個(gè)圓滿的丈量結(jié)果應(yīng)包含被丈量值的預(yù)計(jì)與分別性參數(shù)兩部分，而丈量不確立度是以被丈量的預(yù)計(jì)值為中心。丈量不確立度是反應(yīng)人們對丈量認(rèn)識(shí)不足的程度，是可以定量評定的。比較項(xiàng)目偏差不確立度含義反應(yīng)丈量結(jié)果偏離真值的程度反應(yīng)丈量結(jié)果的分別程度符號(hào)非正即負(fù)恒為正當(dāng)分類隨機(jī)偏差、系統(tǒng)偏差、粗大偏差A(yù)類評定和B類評定表示符號(hào)符號(hào)好多、且沒法例定規(guī)定用u、u表示c、U、Up合成方式代數(shù)和或均方根均方根主客觀性客觀存在，不以人的認(rèn)識(shí)程度改與人們對被丈量及丈量過程變的認(rèn)識(shí)相關(guān)與真值的關(guān)系相關(guān)沒關(guān)概括不確立度的分類和確立方法答：不確立度分為A類標(biāo)準(zhǔn)不確立度和B類標(biāo)準(zhǔn)不確立度。由一系列察看數(shù)據(jù)的統(tǒng)

7、計(jì)分析來評定的重量稱為A類標(biāo)準(zhǔn)不確立度；不是用一系列察看數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析法，而是鑒于經(jīng)驗(yàn)或其余信息所認(rèn)定的概率散布來評定的重量稱為B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。確立方法：1）A類評定是用統(tǒng)計(jì)分析法評定，其標(biāo)準(zhǔn)不確立度u的求法等同于由系列察看值獲取的標(biāo)準(zhǔn)差，即A類標(biāo)準(zhǔn)不確立度就等于標(biāo)準(zhǔn)差，即uA；2）B類評定不用統(tǒng)計(jì)分析法，而是鑒于其余方法預(yù)計(jì)概率散布或散布假定來評定標(biāo)準(zhǔn)差并獲取標(biāo)準(zhǔn)不確立度。用一內(nèi)阻為RI的萬用表丈量以以下圖所示電路A、B兩點(diǎn)間電壓，設(shè)E12V，R15k，R220k，求：1）如E、R1、R2都是標(biāo)準(zhǔn)的，不接萬用表時(shí)A、B兩點(diǎn)間的電壓實(shí)質(zhì)值UA為多大2）假如萬用表內(nèi)阻RI20k，則電壓UA的示

8、值相對偏差和實(shí)質(zhì)相對偏差各為多大3）假如萬用表內(nèi)阻RIlM，則電壓UA的示值相對偏差和實(shí)質(zhì)相對偏差各為多大解：（1）A、B兩點(diǎn)間的電壓實(shí)質(zhì)值（2）UA丈量值為：所以UA的示值相對偏差UA的實(shí)質(zhì)相對偏差為（3）UA丈量值為：所以UA的示值相對偏差UA的實(shí)質(zhì)相對偏差為所以可知，當(dāng)電壓表內(nèi)阻越大，丈量結(jié)果越正確。檢定一只級(jí)電流表3mA量程的滿度相對偏差?，F(xiàn)有以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電流表，問采納哪只最適合，為何（1）級(jí)10mA量程；（2）級(jí)10mA量程；（3）級(jí)15mA量程；（4）級(jí)100mA量程。解：級(jí)電流表3mA量程的絕對偏差為3mA1）級(jí)10mA量程的絕對偏差為10mA2）級(jí)10mA量程的絕對偏差為10m

9、A3）級(jí)15mA量程的絕對偏差為15mA4）級(jí)100mA量程的絕對偏差為100mA由以上結(jié)果可知（1），（2），（3）都可以用來作為標(biāo)準(zhǔn)表，而（4）的絕對偏差太大，此中（1），（2）量程相同，而（3）的量程比（1），（2）大，在絕對偏差知足要求的情況下，應(yīng)盡量選擇量程湊近被檢定表量程，但（2），（3）正確度級(jí)別高，較貴，所以最合合用作標(biāo)準(zhǔn)表的是級(jí)10mA量程的。對某直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓Ux進(jìn)行了10次丈量，丈量結(jié)果以下：次數(shù)12345678910電壓/V求輸出電壓Ux的算術(shù)均勻值及其標(biāo)準(zhǔn)偏差估值。解：Ux的算術(shù)均勻值次數(shù)12345678910電壓/V殘差(103V)標(biāo)準(zhǔn)偏差估值對某電阻進(jìn)行了

10、10次丈量，測得數(shù)據(jù)以下：次12345678910數(shù)R/k問以上數(shù)據(jù)中能否含有粗差數(shù)據(jù)如有粗差數(shù)據(jù)，請?zhí)蕹?，設(shè)以上數(shù)據(jù)不存在系統(tǒng)偏差，在要求置信概率為99%的狀況下，預(yù)計(jì)該被測電阻的真值應(yīng)在什么范圍內(nèi)解：先求得被測電阻的均勻值k次數(shù)12345678910R/k殘差103k47372727-12312-137-3-23標(biāo)準(zhǔn)偏差估值K按格拉布斯查驗(yàn)法，在置信概率為99%的狀況下，n10查表得G，剔除8后從頭計(jì)算鑒別，得n9，99%時(shí)，RPcGkK可見余下數(shù)據(jù)中無異樣值。設(shè)某丈量結(jié)果相關(guān)A類不確立度以下表所示，求該丈量結(jié)果的合成不確立度、自由度及總不確立度（取置信概率p）。序號(hào)不確立度自由度根源符號(hào)

11、數(shù)值符號(hào)數(shù)值1基準(zhǔn)u115A12讀數(shù)uA212103電壓表uA32344電阻表u416A45溫度uA5251解：第三章簡述電壓丈量的基本要求及電壓丈量儀器的分類方法。答：電壓丈量的基本要求：1）應(yīng)有足夠?qū)挼碾妷赫闪糠秶?）應(yīng)有足夠?qū)挼念l次范圍3）應(yīng)有足夠高的丈量正確度4）應(yīng)有足夠高的輸入阻抗5）應(yīng)擁有高的抗攪亂能力電壓丈量儀器的分類方法：1）按頻次范圍分類2）按被測信號(hào)的特色分類3）按丈量技術(shù)分類溝通電壓表都是以何值來標(biāo)定刻度讀數(shù)的答：溝通電壓表都是以正弦波有效值為刻度的，利用全波均勻值電子電壓表丈量圖所示三種不一樣樣波形（正弦波、方波、三角波）的溝通電壓，設(shè)電壓表的讀數(shù)都是1V，問：1）對每

12、種波形，電壓表的讀數(shù)各代表什么意義2）三種波形的峰值、均勻值及有效值分別為多少解：（1）對正弦波，讀數(shù)為有效值，對其余波形，讀數(shù)僅能間接反應(yīng)被丈量的大小。（2）因?yàn)?，所以V因?yàn)?，即所以正弦波有效值?V，峰值為V，均值為。方波有效值為V，峰值為V，均值為。三角波有效值為V，峰值為V，均值為。若在示波器上分別察看峰值相等的正弦波、方波、三角波，得Up5V；此刻分別采納三種不一樣樣檢波方式并以正弦波有效值為刻度的電壓表進(jìn)行丈量，試求其讀數(shù)分別為多少解：已知各波形VP=5V均值表：正弦波方波三角波峰值表：因?yàn)楦鞑ㄐ畏逯迪嗤?，所以三種波形的讀數(shù)均為：有效值表：正弦波：方波：三角波：用峰值表和均值表分別

13、丈量同一波形，讀數(shù)相等。這可能嗎為何答：峰值表和均值表的讀數(shù)均是以正弦波有效值為刻度的，對峰值表：有對均值表：有對任一波形有，即先兩電壓表讀數(shù)若相同，則即，所以只需被測波形為正弦波即可知足該條件。已知某電壓表采納正弦波有效值為刻度，怎樣以實(shí)驗(yàn)方法鑒別它的檢波種類試列出兩種方案，并比較哪一種方案更適合。答：方案一：（沒懂）（見作業(yè)本）（找不到）（上課講了，反正我書上寫了）（見作業(yè)本）DS18型五位雙積分型數(shù)字電壓表中Us，fc，計(jì)數(shù)器滿量程N(yùn)160000，求被測電壓Ux時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值N2為多大采樣時(shí)間Tl和丈量時(shí)間T2分別為多大解：依據(jù)雙積分原理，可知（1）在準(zhǔn)備期，進(jìn)行準(zhǔn)時(shí)積分，所以在雙斜式

14、DVM中，假定采樣期T1100ms，工頻攪亂的頻次為49Hz、幅度Un2V、初相角0o。試求：由此攪亂惹起的丈量偏差Un；該DVM的串?？刂票萅MRR為多少解：（1）由公式Un1T1nt)dt1T1Unsin(nt)d(nt)T1Unsin(T100n1Uncos(nt)T10.009VT10nT1100ms1（2）DVM的串?？刂票萒n20lg49NMRR20lg100msT1sinsin1Tn15.3944935.3dB20lg0.265圖為某三斜式A/D的積分器的輸出時(shí)間波形，設(shè)基準(zhǔn)電壓|Ur|10V，試求積分器的輸入電壓大小和極性。題中假定在采樣期和比較期內(nèi)，積分器的時(shí)間常數(shù)RC相等。

15、解：由輸出波形可知，積分器輸入電壓為負(fù)的，（找不到，預(yù)計(jì)不考）第四章丈量頻次的方法按丈量原理可以分為哪幾類答：丈量頻次的方法按丈量原理可以分為以下幾類：電橋法頻響法諧振法模擬法拍頻法比較法差頻法頻次丈量方法示波法電容充放電式計(jì)數(shù)法電子計(jì)數(shù)式李莎育圖形法測周期法說明通用計(jì)數(shù)器丈量頻次、周期、時(shí)間間隔和自檢的工作原理。答：通用計(jì)數(shù)器丈量頻次的工作原理：經(jīng)過計(jì)數(shù)器在單位時(shí)間（即閘門時(shí)間）內(nèi)對被測信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，此后利用公式fxNT得出被測信號(hào)的頻次，為了丈量更寬的范圍，可以改變閘門時(shí)間。通用計(jì)數(shù)器丈量周期的工作原理：和測頻原理近似，將被測信號(hào)整形變換后作為閘門時(shí)間，而用標(biāo)準(zhǔn)頻次作為計(jì)數(shù)脈沖，進(jìn)行計(jì)數(shù)，

16、相同經(jīng)過改變標(biāo)準(zhǔn)頻次的分頻，即改變時(shí)標(biāo)信號(hào)，來丈量更寬的范圍。通用計(jì)數(shù)器丈量時(shí)間間隔的工作原理：經(jīng)過兩個(gè)獨(dú)自的通道啟動(dòng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，此中一個(gè)通道信號(hào)用來啟動(dòng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，另一個(gè)通道的信號(hào)停止計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，這兩個(gè)信號(hào)之間的間隔即要測的時(shí)間間隔。通用計(jì)數(shù)器自檢工作原理：時(shí)基單元供給的閘門時(shí)間內(nèi)對時(shí)標(biāo)信號(hào)（頻次較高的標(biāo)準(zhǔn)頻次信號(hào)）進(jìn)行計(jì)數(shù)，因?yàn)檫@時(shí)閘門信號(hào)和時(shí)標(biāo)信號(hào)均為同一個(gè)晶體振蕩器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)過適合地倍頻或分頻而得，所以其計(jì)數(shù)結(jié)果是已知的，顯示數(shù)字是圓滿的。分析通用計(jì)數(shù)器丈量頻次和周期的偏差，以及減小偏差的方法。答：通用計(jì)數(shù)器丈量頻次的偏差：即1偏差和標(biāo)準(zhǔn)頻次偏差。一般總偏差可采納分項(xiàng)偏差絕對值

17、合成，即fx(1fc)fxfxTfc通用計(jì)數(shù)器丈量周期的偏差：主要有三項(xiàng)，即量化偏差、變換偏差以及標(biāo)準(zhǔn)頻次偏差。其合成偏差可按下式計(jì)算Tx11UnfcTxn2Umfc10Txfc減少測頻偏差的方法：在fx一準(zhǔn)時(shí)，閘門時(shí)間T選得越長，丈量正確度越高減少測周偏差的方法：1)采納多周期丈量可提升丈量正確度；提升標(biāo)準(zhǔn)頻次，可以提升測周分辨力；丈量過程中盡可能提升信噪比VmVn。提升測時(shí)分辨力的方法有哪些答：提升測時(shí)分辨力的方法有均勻法計(jì)數(shù)器、內(nèi)插法計(jì)數(shù)器、游標(biāo)法計(jì)數(shù)器。天文（歷書）秒正確度可達(dá)1109，問一天的偏差幾秒某銫原子鐘正確度可達(dá)51014，問一天的偏差幾秒要多少年才會(huì)產(chǎn)生秒的偏差解：（1）s

18、t1109，所以一天的偏差為t1109606024105t2）t51014606024109N3651091，N634196年用計(jì)數(shù)式頻次計(jì)丈量頻次，閘門時(shí)間（門控時(shí)間）為ls時(shí)，計(jì)數(shù)器讀數(shù)為5400，這時(shí)的量化偏差為多大如將被測信號(hào)倍頻4倍，又把閘門時(shí)間擴(kuò)大到5倍，此時(shí)的量化偏差為多大解：（1）量化偏差N110.019%N5400fxT（2）量化偏差N1110.019%0.00095%NfxT4fx5T20fxT20用一個(gè)7位電子計(jì)數(shù)器丈量一個(gè)fx5MHz的信號(hào)頻次，試分別計(jì)算當(dāng)“閘門時(shí)間”置于1s、和10ms時(shí)，由1偏差產(chǎn)生的測頻偏差。解：閘門時(shí)間為1s時(shí)，1偏差N112107NfxT5M

19、Hz1閘門時(shí)間為時(shí)，1偏差N110.12106NfxT5MHz閘門時(shí)間為10ms時(shí)，1偏差N110.012105NfxT5MHz用某計(jì)數(shù)式頻次計(jì)測頻次，已知晶振頻次fc的相對偏差為fcfc5108，門控時(shí)間T1s，求：1）丈量fx10MHz時(shí)的相對偏差；2）丈量fx10KHz時(shí)的相對偏差，并找出減小丈量偏差的方法。解：測頻1偏差fx1fc)fx(fcTsfx（1）fx(11065108)1.5107fx110（2）fx(11035108)1.0005104fx110對相同閘門時(shí)間下，當(dāng)被測頻次越高時(shí)，測頻相對偏差越小，同時(shí)晶振頻次偏差影響也越大。用某計(jì)數(shù)式頻次計(jì)測周期，已知晶振頻次fc的相對偏

20、差為fcfc5108，時(shí)基頻次為10MHz，周期倍乘100。求丈量10s周期時(shí)的丈量偏差。解：計(jì)數(shù)器測周期偏差Tx(1fc)(15108)1.0005104Tx10nTxfCfc1001010610106用某電子計(jì)數(shù)器測一個(gè)fx10Hz的信號(hào)頻次，當(dāng)信號(hào)的信噪比S/N20dB時(shí)，分別計(jì)算當(dāng)“周期倍乘”置于1和100時(shí)，因?yàn)樽儞Q偏差所產(chǎn)生的測周偏差，并討論計(jì)算結(jié)果。解：由變換偏差產(chǎn)生的測周偏差為：Tx1UnTx210nUm因?yàn)椋?0lgUm20，所以Um10UnUn所以“周期倍乘”置于1時(shí)：Tx110.0282Tx210所以“周期倍乘”置于100時(shí)：Tx110.000282Tx210010由測周偏差可知，增大“周期倍乘”可以減少由變換偏差產(chǎn)生的測周偏差。用多周期法丈量某被測信號(hào)的周期，已知被測信號(hào)重復(fù)周期為50Hz時(shí)，計(jì)數(shù)值