電子測量儀器設(shè)計(jì)

按誤差的性質(zhì)，測量誤差可分為：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差系統(tǒng)誤差減小的方法:改進(jìn)測量方法或使用標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行校準(zhǔn)絕對誤差（AX）：被測量的給出值X與其真值X0的差值八乂=乂一X0絕對誤差可以用來說明測量值偏離實(shí)際值的程度，但不能說明測量的準(zhǔn)確程度相對誤差（實(shí)際值相對誤差、示值相對誤差、滿度相對誤差）實(shí)際值相對誤差：測量絕對誤差A(yù)X與被測量實(shí)際值（真值）X0之比的百分?jǐn)?shù)示值相對誤差：絕對誤差A(yù)X與儀器的示值（測量值）X之比的百分?jǐn)?shù)滿度相對誤差：又稱引用誤差，是在儀器整個(gè)量程范圍內(nèi)的最大絕對誤差A(yù)Xm與儀器量程滿度值Xm之間的百分比值有效數(shù)字是指從左邊第一個(gè)非零的數(shù)字開始，直到最右邊一個(gè)數(shù)字（可為零）為止的所有數(shù)字。有效數(shù)字是由準(zhǔn)確數(shù)字和欠準(zhǔn)確數(shù)字兩部分組成，缺一不可。準(zhǔn)確數(shù)字可以是多位，但規(guī)定欠準(zhǔn)確數(shù)字一般為一位（且是末位數(shù)字）。信號發(fā)生器（簡稱信號源）主要用途：激勵(lì)源、標(biāo)準(zhǔn)信號源、信號仿真低頻信號發(fā)生器頻率范圍：1Hz??1MHz 高頻信號發(fā)生器頻率范圍200KHz??30MHz通用電子計(jì)數(shù)器測量誤差主要有：計(jì)數(shù)誤差（量化誤差）、標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差、觸發(fā)誤差減小量化誤差的方法：盡量使計(jì)數(shù)值N大，以使計(jì)數(shù)誤差A(yù)N/N的值盡量小。Eg：測頻時(shí)，盡量選用大的閘門時(shí)間；測周時(shí)，盡量選用小的時(shí)標(biāo)信號，必要時(shí)使用周期乘乘開關(guān)，進(jìn)行多周期測量。倒數(shù)計(jì)數(shù)器可用來測量頻率值。其原理是：采用多周期同步測量技術(shù)，先產(chǎn)生一個(gè)與輸入信號同步的閘門時(shí)間信號，然后用兩個(gè)計(jì)數(shù)器在同一個(gè)閘門時(shí)間分別對輸入信號的周期數(shù)（整數(shù)個(gè)）和標(biāo)準(zhǔn)頻率計(jì)數(shù)，得到輸入信號的周期值（多個(gè)周期），最后進(jìn)行倒數(shù)運(yùn)算而求得輸入信號的頻率值。CRT屬于電真空器件，主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成。1、 用正弦有效值刻度的均值電壓表測量正弦波、方波和三角波電壓，讀數(shù)均為18V，求三種波形電壓的均值、有效值和峰值。解：（1）三種波形電壓的均值相同：V=匕=匕=成/k^=18/1.11=16.2V。（2） 三種波形電壓的有效值：V=a=18V，V。=化巾匕=1.0x16.2=16.2V，匕=kFV=1.15x162=18.63V（3） 三種波形電壓的峰值：匕?=七V?=1.414x18=25.45V，Vn=knV=1.0x16.2=16.2V，V^=k匕=1.732x18.63=32.27V。2、 用量程是10mA的電流表測量實(shí)際值為8mA的電流，若讀數(shù)是8.15mA。試求測量的絕對誤差△【、實(shí)際相對誤差YA、示值相對誤差yy和引用相對誤差ym分別為多少？解：△I=8.15mA-8mA=0.15mAYA=（AI/A）x100%=（0.15mA/8mA）x100%=1.875%Yy=（AI/X）x100%=（0.15mA/8.15mA）x100%=1.841%ym=（AI/Xm）x100%=（0.15mA/10mA）x100%=1.5%2、有一個(gè)10V標(biāo)準(zhǔn)電壓，用100V檔、0.5級和15V檔、2.5級的兩塊萬用表測量，問哪塊表測量誤差小？（10分）第一塊表測量：最大絕對允許誤差△X1=±0.5%X100V=±0.50V第二塊表測量：最大絕對允許誤差△X2=±2.5%X15V=±0.375V比較兩塊表的絕對誤差可以看出：第一塊表準(zhǔn)確度比第二塊高，但是用第一塊表測量所產(chǎn)生的誤差卻比第二塊表測量所產(chǎn)生的誤差大。1、 用計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測量頻率，閘門時(shí)間為0.1s時(shí)，計(jì)數(shù)器讀數(shù)為1540，這時(shí)測出的頻率是多少，量化誤差為多大?如將閘門時(shí)間擴(kuò)大到5倍，此時(shí)測出的頻率和量化誤差為多大？解：計(jì)數(shù)值Nx=1540，閘門時(shí)間Ts=0.1s測出頻率f=Nx/Ts=1540/0.1s=15400Hz 量化誤差1/Nx=1/1540=6.5*10-4如果將閘門時(shí)間擴(kuò)大到5倍，此時(shí)計(jì)數(shù)值和閘門時(shí)間都擴(kuò)大到原來的5倍，測出的頻率不變量化誤差為1/N=1/（5*1540）=1.3*10-42、 用計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測量信號的周期，晶振頻率為10MHz，其相對誤差舊fc|/fc=2*10-8，周期倍乘開關(guān)置X100，求測量被測信號周期Tx=10us時(shí)的測量誤差.解：晶振所給時(shí)標(biāo)信號t0=1/10MHz=1X10-7s 被測信號周期為1X10-5s周期倍乘開關(guān)置X100,100周期為1X10-3s計(jì)數(shù)值N=（1X10-3s）/（1X10-7s）=104測量誤差=1/N+|Afc|/fc^1X10-43、 用計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測量fx=2kHz的信號頻率，采用測頻率（選閘門時(shí)間為0.1s）和測周期（選晶振周期Tc=0.1us）兩種測量方法。試比較這兩種方法由于“±1誤差”所引起的相對誤差。解：fx=2kHz，Tx=5*10-4s, 閘門時(shí)間Ts=0.1s,時(shí)標(biāo)t0=tc=0.1us測頻率計(jì)數(shù)值為fx*Ts=200 測頻率±1誤差=1/200=5*10-3測周期計(jì)數(shù)值為Tx/t0=5*10-4s/0.1us=5000測周期±1誤差=1/5000=2*10-44、 某計(jì)數(shù)式頻率計(jì)，測頻率時(shí)閘門時(shí)間為0.1s，測周期時(shí)倍乘為X1000，晶振最高頻率為10MHz，求中界頻率。解：設(shè)被測頻率為fx，則其周期為Tx=1/fx而閘門時(shí)間Ts=0.1s,時(shí)標(biāo)t0=1/10MHz=1*10-7s測頻fx=N1/Ts 測周Tx=N2Xt0/1000 中界頻率時(shí)，N1=N2，fx*Ts=Tx*1000/t0 fx2=1000/Ts/t0=1*103/10-8=1*1011 fx=3.16*105Hz簡答題：雙蹤示波器的“交替”轉(zhuǎn)換方式是如何工作的？答：將A、B兩通道信號輪流加于Y偏轉(zhuǎn)板，熒光屏上顯示兩個(gè)通道的信號波形。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，以時(shí)基發(fā)生器的回掃脈沖控制電子開關(guān)的觸發(fā)電路，每次掃描后，改變所接通道，使得每兩次掃描分別顯示一次A通道波形和一次B通道波形。說明通用計(jì)數(shù)器測量周期的工作原理。答：周期為Tx的被測信號由B端輸入，經(jīng)B通道放大整形后再經(jīng)門控雙穩(wěn)輸出作為朱門啟閉的控制信號，是主門僅在被測周期Tx時(shí)間內(nèi)開啟，同時(shí)，晶振輸出的信號經(jīng)倍頻和分頻得到一系列時(shí)標(biāo)信號，通過時(shí)標(biāo)選擇開關(guān)，所選時(shí)標(biāo)即可經(jīng)A通道送往主門，在主門的開啟時(shí)間Tx內(nèi)，時(shí)標(biāo)進(jìn)入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。若所選時(shí)標(biāo)為T0，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為N，則被測信號的周期就為Tx=NXT0通用計(jì)數(shù)器測量頻率的工作原理答：頻