電子測量技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題解答

TOC\o"1-1"\h\z\u習(xí)題 習(xí)題 習(xí)題 習(xí)題 習(xí)題 習(xí)題 習(xí)題 習(xí)題 ℃℃P＝UIP；用伏安法測量電阻。衡)，從而獲得被測量從而獲得被測量。如利用惠斯登電橋測量電阻。特性的測量如：信號的波形和失真度，頻率，相位，調(diào)制度等；（3）列舉電子測量的主要特點.℃℃的測量準(zhǔn)確度；℃測量環(huán)境；℃現(xiàn)有測量設(shè)備等。□□9.59，9.7l，10.68，0.42，10.33，9.60，9.80，l0.21，9.98，l0.38；□10.05，l0.04，9.98，9.99，l0.00，10.02，10.0l，999，9.97，9.99答：℃精密欠正確 ℃準(zhǔn)確度低 ℃準(zhǔn)確度高SXl8421999920mV，問該電壓解：20mV/19999＝0.001 SR4650uV／div120uV，則示波器解：120/50＝2.41.10UU。各為多少？rx［rx＝(Uo－Ux)/Ux×100%］解

（2）R外1＝30//120＝24

1.10R外2＝30//10000＝29.91Ux

（3）r＝Ux－U0100%＝2.22－2.5

r＝Ux－U0100%＝2.496－2.5x

eB(1/T1/T0)Ro、RtT0＝300KT時的阻值，B為材料系數(shù)。已測得℃T1＝29014.12kΩ，℃T2＝320K，R2＝5.35kgR0BB1B

290B1B 320

（1 ＋—＋— R1、R230KΩ左右，U＝ R

U＝ RUo20kΩ／V(Rv＝電壓靈敏度×量程)2.5級(s解：6V R外1＝30//120＝24

30V R外2＝30//600＝28.57Ux

解釋名詞：℃計量基準(zhǔn)；℃主基準(zhǔn)；℃副基準(zhǔn)；℃答：℃用當(dāng)代最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和工藝水平，以最高的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性建立起來的主基準(zhǔn)也稱作原始基準(zhǔn)，是用來復(fù)現(xiàn)和保存計量單位，具有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所能達(dá)到主基準(zhǔn)也叫國家基準(zhǔn)。 2

r＝x r＝x

分貝誤差 Gx＝20lgAu（d隨機誤差的特點是：℃有界性；℃對稱性；℃

r1＜r2C220±0.1dB1000mVG＝20lgui

＝u/10＝100 rx＝rDb/8.69＝±0.1/8.69＝±1.2 Δu0＝rx×u0＝±1.2%×100＝±1.2輸出端電壓為：100mV±1.2ΔUrxrA。 2.5100V50V48V，問在解 電壓表合格100mV100儀表刻度值標(biāo)準(zhǔn)儀表示值絕對誤差-----c---求：℃ΔUc10mVrx解：℃ 因為：Δxm＝－0.4 100/100＝1WQ—1f＝1kHz0.1pF～110pF電容時，允許誤差為1.0讀數(shù)值)±0.01％×(滿量程值)lpF、10pF、100pF時的絕對誤差、相對解：Δxm＝±0.01%×110＝±0.011 Δx1＝±1.0%×1±0.011＝±0.021Δx2＝±1.0%×10±0.011＝±0.111 Δx3＝±1.0%×100±0.011＝±1.011r＝0.021100%＝ r＝0.111 r＝1.011 2.12RvA、BE、R1、R2的誤差，求：不接電壓表時，A、BRv＝20KΩRv＝1MΩ

U＝10 r＝8－9.6 R外 題2..12

rx1＝Δx1/ rx2＝Δx2/x2＝±1/40＝±2某4

位(19999)2V檔的工作誤差為0.025％(示值)±10.0012V1.9888V

0.00121

x＝0.0251.9888 ＝

伏—2.15圖(a)、(b)，圖中AVRvRA、RvR

2.15－R解：（a）

＝

R＝R－R＝

r＝Rxa＝

1＋R

a＜測得值偏小，

xa rb＝RARxrb＞0測得值偏大，RA＜＜Rx時，rb很小。8V0～l0Vsl＝1.5，另一種0～50Vs2＝l.0級，問選用哪一只電壓表測量結(jié)果較為準(zhǔn)確？r1＜r2sl＝1.5l0V9V標(biāo)稱相對誤差±0.1％的穩(wěn)壓源和一只準(zhǔn)s2.17ΔU/U≤±0.5%s＝？解：＝＝

s%

＝(s＋

(

＋

2.17 所以 選用2.5級的電壓表2.18圖為普通萬用表電阻檔示意圖，Ri稱為中值電阻，Rx為待測電阻，E為

Rx＝I R的絕對誤差為：R I＝－ I R的相對對誤差為

2.18Rx

I 令：I

I2R－IE

I＝2R＝2R1＝20Ω±2%，R2＝(100±0.4)Ω，求：兩電阻串聯(lián)及并聯(lián)兩種接

＝（ 2%＋ 0.4）＝0. 20＋100ΛR串 總電阻

(R＋R (R＋R RR RR＝ 1 ·rR1＋ 2 2(R＋R (R＋R r 并

·r＋ R

R r

r

R2 ＝

0.4 R并 ΛR并5Vs＝1.52.20a、b點電位分別為Ua＝4.26V，Ub＝4.19V，忽略電壓表的負(fù)載效應(yīng)，求：Uab＝Ua－UbUab的絕對誤差和相對誤差各為多少？76＋ 題2.20解：rR1＝±0.1/100＝±0.1% rR3＝±0.1% rR2＝±1/1000＝±0.1%W＝U2R·trU＝±1%rR＝±0.5%，rt＝±1.5%rW。σ＝4L/πd2RL(cm)、d(cm)、R(Ω)分別為＝＝

πd2R d d2R2

當(dāng)rL＝2rd＋rR時 最小。導(dǎo)體的直徑參數(shù)d的測量準(zhǔn)確度要求最高50mH左右的電感，由于隨機誤差的影響，使電感的測量值在LO±0.8mH0.3mH L0＝Ls1·R4

rym1＝(rR4＋Ls1＋rR3 L0Ls 則：L0＝Ls2·R3/ 比較兩個L0的表達(dá)式有

則： ＝(1

＋1

s Ls1＝LS2＝

rym2＝所以： ＝1

＝

2.2550VU1、U2UU1＝U240VU的誤差±2％，問電壓表的準(zhǔn)確度應(yīng)為幾級？

)依題意得：±1.25s%＝±2解得 所以，選用1.5級的電壓表 題2.252.26測量誤差±10

100%A、解：M＝ A－2 （＋2 （＋2

2

r

2 A2－B24當(dāng)A、B有正有負(fù)時：4

2.26 1解：（1）用公式xxi求算術(shù)平均值x＝

15（2）vivi2

vi

-------2.278n8vivi2-------n8 n8

86.372 8.914 3.175 0.003 59解：86.372 8.914 3.1750.003 59□ ℃□ ℃51.□ ℃ 30kHz以下300MHz～3000答：＝f0－f1f0為度盤或數(shù)字顯示數(shù)值，也稱預(yù)調(diào)值，f115min內(nèi)所發(fā)生的最大3h內(nèi)所發(fā)x×10-x、y由溫度、電源、負(fù)載變化等外界因素造成的頻率漂移(或變動)環(huán)境溫度每變化1℃所產(chǎn)生的相對頻率變化，表示為：預(yù)調(diào)頻率的x·10-6/℃(f－f) ＝ 106/f0式中℃t為溫度變化值，f0為預(yù)調(diào)值，f1(f－f) ＝ 106x·10-6 (f－f)106 ＝ 10f1為空載時的輸出頻率，f2非線性失真系數(shù)(失真度r表示：U1為輸出信號基波有效值，U2、U3……Un為各次諧波有效值。

nU2、U3UnU1

信號發(fā)生器的輸出阻抗視其類型不同而異。低頻信號發(fā)生器電壓輸出端的輸出阻抗一600Ω1k)5075150Ω5k5075Ω檔。 ω—0ω ω—0ω ω0/ ω ω＝ω0＝1/RC，或f＝f0＝1/2πRC時，輸出信號與輸入信號同相，且此時傳輸函數(shù)N(ω0)＝N(ω)max＝1/3U0KV＝N(ω0)＝3的同相放大器，ω＝ω0f＝f0＝1/2πRCRC網(wǎng)絡(luò)的選頻特性，其C3．4R3、R4是熱敏電阻，試確定它們各自答：R3R43.4 蕩f1和固定頻率的高頻振蕩f2，經(jīng)過混頻器M產(chǎn)生兩者差頻信號f＝f1–f2。這種方法26.3×10-2×10-6.3×10-2×10-6.3×10-55×10-1.5810-3.3—11，說明函數(shù)信號發(fā)生器的工作原理和過程。欲產(chǎn)生正向鋸齒波，圖答：設(shè)開始工作時，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的Q輸出端電壓為－ERP分壓系數(shù)α=R2/（R1+R2）,根據(jù)式(3.3-11)Dt1 αE t1,uDUm時，比較器℃QED點電位為： αE 再經(jīng)過時間t2,uD下降到－Um時，比較器℃輸出觸發(fā)脈沖使雙穩(wěn)態(tài)電路再次翻轉(zhuǎn)，R左端為正，右端為負(fù)時，在Q端輸出電壓為＋Et2t＝RC

t＝(R//RD)C

3．3-14XD8BRP4RP23.4-12π2π電感反饋式振蕩器的振蕩頻率： 電容反饋式振蕩器的振蕩頻率： 2π

LC3.11圖是簡化了的頻率合成器框圖，f1f2為輸出頻率，試確定兩f1＝1MHz，分頻器÷n和÷mn、m1101，試確f2的頻率范圍。

f1＝f

3.11f＝m n 當(dāng)m＝1 n＝10時：當(dāng) n＝1時

答：頻率合成是把一個(或少數(shù)幾個)fs經(jīng)過加、減、乘、除及其組合運(或稱頻率跳步)答：點頻法測量網(wǎng)絡(luò)頻率特性的原理就是“逐點”其特點是：℃可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性的自動或半自動測量；℃不會出現(xiàn)由于點頻法中的頻率點離散而遺漏掉細(xì)節(jié)的問題；℃得到的是被測電路的動態(tài)頻率特性，更符合被的返波管法、YIG諧振法等。L2、C諧振回路的諧振頻率f02π2π由電磁學(xué)理論可知，帶磁芯線圈的電感量與磁芯的導(dǎo)磁系數(shù)μ0L2＝μ0L2f0的變化，實現(xiàn)了“掃頻”。答：℃Um0.5Umtr0.1Um0.9Umtf0.9Um0.1Um脈沖的占空系數(shù)ε：脈沖寬度τT3．6-4XC-14型脈沖信號發(fā)生器框圖為例，說明通用脈沖信號發(fā)生器的工3.6-4中外觸發(fā)電路、自激多諧振蕩器、延遲電路構(gòu)成觸發(fā)脈沖發(fā)生單元。延遲和比較整形電路的作用與前述延遲電路相似，形成比信號(c)f的脈沖(e)，而后信號10ns～1000μs間連續(xù)可變。K選擇輸出脈沖的正、負(fù)極性。c和被積恒流源來調(diào)節(jié)脈XD-11XC-14答：XD-11型多用信號源由文氏橋振蕩器產(chǎn)生正弦振蕩，在正弦波單元緩沖、放大，在K選擇由輸出衰減器輸出。K選擇輸出脈3．18圖(a所示方案觀測網(wǎng)絡(luò)瞬態(tài)響應(yīng)，如果輸入波形是矩形脈沖(b)，被觀3.18解：對網(wǎng)絡(luò)(C)：℃τ＝RC 對網(wǎng)絡(luò)(d)：℃τ＝RC )hKG1的電位可控制射向熒光屏的電子流密度，從而改變熒光屏亮點的輝度。G2、A1、A2構(gòu)成一個對電子束的控制系統(tǒng)。這三個極板上都加有較高的正電位，并且A1A2A1G2、A1A2形成的電子透鏡的作用向軸線聚攏，形成很細(xì)的電子束。A1的電位可控制電場對電子的作用力的大小，實現(xiàn)聚焦調(diào)節(jié)。答：Tx＝nY通道、X通道、Z通道、示波管、幅度校正器、掃描時間校正器、Xx偏轉(zhuǎn)板上去，ZY通道靈敏度。x軸時間標(biāo)度，或用來檢驗掃描因數(shù)是否正確。fh也叫帶寬。指垂直偏轉(zhuǎn)通道(Y方向放大器)對正弦波的幅頻響應(yīng)下降到中心0.707(-3dB)的頻率范圍。偏轉(zhuǎn)靈敏度uyHS：S＝H/uyXt/cmRiCitr越小越好?！甋BT5fh=10MHz，tr≤40nsSBMl0fh＝30MHztr≤12nsSR—8fh=15MHztr≤2,1ns解：（1）tr1＝350/fh＝350/10＝35 （2）tr2＝350/fh＝350/30＝12（3）tr3＝350/fh＝350/15＝23 tr2SBMl0A配套使用的阻容式無源探頭，是否可與另一臺示波器髟配套使用？為ACi值一般是不同的，所以YXY通道的被Y通道內(nèi)為什么既接入衰減器又接入放大器？它們各起什么作用？YY通道的信號電壓，屏幕上只顯示出一條時間基uxYuy作關(guān)置于“1”YY1cm1div。10個周期。AB兩個通道組成。兩個通道的輸出信號在電子開關(guān)控制下，交替通過主通道加于示波管的同一對垂直偏轉(zhuǎn)板。A、B兩個通道是相同的。計算下列波形的幅度和頻率(經(jīng)探頭接入V／div0.2檔，t／div2μsHDHD解：℃U＝2 T＝3U＝5 T＝2U＝3 T＝5V／div0.05檔，t／div50μsH＝5div，DH＝4div，DH＝2div，D解：℃U＝5 T＝6U＝4 T＝4U＝2 T＝5V／div20檔，t／div0.5s DH=0.5div，D解：℃U＝2 T＝0.5U＝1 T＝26div，兩波形間相位間隔（1）0.5（2）2（3）1（4）1.5（5）1.2（6）1.8解 A／D變換器，將模擬波形變換D／A變換器， 答：（1）測量的精度高；（2）測量范圍廣（3）臺位數(shù)有限的計數(shù)式頻率計，是否可無限制地擴大閘門時間來減小±1誤差，提高測量精確TN次，則fx為：測量誤差主要有：±1

1＝ ＝－ 不可無限制地擴大閘門時間來減小±1誤差，提高測量精確度。一臺位數(shù)有限的計數(shù)式0.1s10ms時，由于“±1”1s

N

1 f 5106

＝0.210－60.1s

N＝fT＝5106

＝0.210 10ms

N＝fT＝51061010－3＝0.21s5400，這時的量化誤45倍，此時的量化誤差為多大？解

N＝1

N＝1

＝9.29 45400Δfcfc＝±5×10－8，門控時T＝1s，求：fx＝10MHzfx＝10kHz解：（1）fx

)＝(5108

10106

（2）fx＝

)＝(5108

從Δfxfx的表達(dá)式中可知，℃提高晶振頻率的準(zhǔn)確度可減少ΔfcfcT或倍頻被測信號可減少±1周期倍乘開關(guān)置×100Tx＝10μs時的測量誤差.。 解

＋1001010610106）＝1s，測周期時倍乘最大為10000，晶振最10MHz，求中界頻率。f

c fx＝200Hz的信號頻率，采用測頻率(1s)和測周期(Tc=0.1μs)“±1誤差”所引起的相對誤差。

N＝1

＝ 200

＝＝Tgf＝

5.1l F。則：fx＝fc±Ffx、flnfx、mflnfx±m(xù)fl，其10-6左右。46s100拍，如果拍頻周期數(shù)計數(shù)的相對誤差為l％，秒表誤差為±0.2s，忽略標(biāo)準(zhǔn)頻率(本振)的誤差，試求兩頻率之差及測量的絕對誤差。 解：F＝ fx＝ ）＝

）＝0.簡述電橋法、諧振法、f-V2π2π10kHz以下的音頻范圍。在高頻時，由于寄生參數(shù)影響嚴(yán)重，會使靈敏度及人眼觀察誤差)和被測信號的頻譜純度。能達(dá)到的測頻精確度大約為±(0.5～1)

2πf＝f2π 0.5~1500MHz。諧振法測頻的誤差來源為：℃諧振頻率計算公式是近似計算公式；℃Q時，不容易準(zhǔn)確找到真正的諧振點；℃環(huán)境溫度、濕度以及可調(diào)元件磨損等因數(shù)，使電感電容的實際的元件值發(fā)生變化；℃讀數(shù)誤差。f-V轉(zhuǎn)換法測頻的原理是先把頻率轉(zhuǎn)換為電壓或電流，然后用表盤刻度有頻率的電壓表u(t)，這一電壓的平均值等于：U＝ Tx

t U T ＝ 所以 f-VX、Y兩軸上加入同頻、同相、等幅的正弦波，在熒光屏上會出90o，又是什么樣的圖像？90o在熒光屏上會出現(xiàn)直線、橢圓或圓的圖像。nXnY來決定頻率比，即：fY＝f XY則 f＝nYf＝m A、Bx(cm)v(t/cm)k

T＝ 6.2-3所示，測得橢圓Ym＝5cm，橢圓與)Yy0＝4cm，求相位差。 y0 4

m 答：因為用瞬時式數(shù)字相位差計測量兩信號的相位差時，晶振標(biāo)準(zhǔn)頻率

，所以，“瞬時”A100m，短B4cm，試計算兩信號的相位差。

B＝2arctg

Q值、網(wǎng)絡(luò)的頻率特性和通頻帶、設(shè)備的靈敏度等l.10-6～109Hz34510-710-2～10-67.2 接入電壓表的諧振頻率：f U0要小，諧振曲線要平坦些，帶寬要寬些。Ux。解：5VU＝

25V檔時 題7.3

說明本章§7．27．2-3R0、R1、R2、R3組成分壓器，當(dāng)需要測量高直流電壓時，輸入端接入分壓電Ui0～T/2區(qū)間，KMUm＝Ui.T/2～TKM閉Um＝0C濾除直流成分，在輸出端輸出KDKM同步動作的開關(guān)，C為隔直流電容，Rf、CfT/2～TKD閉合，C0～T/2區(qū)間，KDC的隔直流作用，使放大器的零點漂移被阻斷，不至傳輸?shù)胶竺娴闹绷麟妷汉喪霰菊隆?.37.3－37.3－4I0＝Ui/RFUiUx，Ui＝KUx，所以：I0＝Ui·K/RF，用微安表頭即可測出被測電壓。7.3-1KfKp、U和U值。KF、KP、U和UU＝1TAtdt＝

U＝1T

2＝T0

T

K＝Um＝1. 脈沖波時 U＝1tkAdt＝tk

U＝1tk T T KP＝U說明本章§7.47.4-1CC7.97.9解：（1）

U＝U＝5＝4. 2 2

U＝2U

2 2

U＝2U

＝4.08＝3.7.9U＝U

U＝U

5＝4.

＝

U＝U

U＝U

5＝4.

7.9

7.12圖所示矩形波電壓，計算利用§7.47.4-1全波整流平均值電利用§1.57.5-1利用§7.57.5-4 解：（1）U＝T/2 6dt＋T/2T/2

7.12U＝U＝4

Ua＝Up

6＝4.1T/

＝T

Ua＝Up

4＝2.利用§7.57．5-710V，已知：R＝1MΩ，Rd包括電源內(nèi)阻)＝175ΩTTω＝10Tω＝10μs，f＝50Hz重復(fù)(1)解：（1）r＝－Rd·T＝－

R （2）T＇＝＝＝0.02S＝210μ 2r＇＝－d R SR-8Um＝2Vy0.1V/div(已置校正位)1:10探極輸入，問熒光屏上波形高度為多少格？解：H＝Um 10Up＝3V1:10探極引入，“倍率”置“×l'’位，“微調(diào)”置 解： SBM-10示波器測量正弦信號電壓幅度，“倍率”置“×5”檔，“V/cm”“0.5V/cm”“微調(diào)”1:10—Up-p5cm，UmU。解：Up＝0.55210

推導(dǎo)§7.77.7-5I／V轉(zhuǎn)換關(guān)系。7.7-5（a）中有： U1＝US（虛短 I1＝I2（虛斷 R2聯(lián)立以上各式可得：U0＝1RRSIx 1在圖7.7-5（b）中有：IS＝Ix（虛斷 所以：U0＝－IS推導(dǎo)§7.77.7-6Ω／V解：在圖7.7-6中有：IS＝Ix（虛斷 IS＝US/ U0＝Ix所以：U＝US使用本章§7.77.7-8D／A10110110ai＝0Ki斷開)，Us＝1.28V，R＝lkΩU0

1.28

U0min＝2＋2＋2＋2＋2－

利用本章§7.77.7-9TD／A解碼電路，Us＝1.28V，R＝lkΩ10110111U0

解：U0＝ai2U0min＝2＋2＋2＋2

7

7.2I＝1mA，R＝2kΩU0＝1.5VK3、K2、K1、K0 解：任意節(jié)點i的等效電阻為R與2R并聯(lián)，即Ri＝3R＝3 ，開關(guān)接通時的節(jié) 電壓為：UI＝IRi＝3V2“0”U＝14＝1V 出電壓為：U＝a2i

a

＝

7.21

并寫出最后轉(zhuǎn)化成的二進(jìn)制數(shù)(SAR4個寄存器的狀態(tài))。解：Ux1＝5.4V Ux2＝5.8V時： N1＝80000，求：Ux＝1.500VN2T1和反向積分時間(測量時間)T2解：（1）

U＝N2U

N＝Ux

（2）

由U＝T2U得 T＝Ux 1.5 DVM，顯示器最大顯示值為甲：9999，乙：19999若乙的工作誤差為±0.02％±12V20VUx＝l.56V

解：（1）4位，乙為

位

≈

20V檔時：x＝0.02%1.56＋ 1＝

在本章§7．47．4-86V60mVUxl、Ux2，表針均指在+3dBUxl(dB)、Ux2(dB)解：6V20

Ux1由20

60mV20

Ux2由20

Ux

Ux RxR1＝100Ω 100

R1＝1000Ω，R2＝100Ω，R3＝4lΩR4=400Ω1.5V(不計內(nèi)阻)2mm/A50ΩB、D兩端的開路電壓為：U －U＝

U－

R R

B、D兩端計算戴維南等效電阻時，1.5VR＝R1R4＋R2

1000 100

— I＝ OC lkΩ

8.4圖的交流電橋中，哪些接法是正確的？哪些是錯誤的？并說明理由。

R4＝C2 8.4

＝R

R＝R2gRL＝RR

2

248.2-1中所示并聯(lián)電容比較電橋，西林電橋在平衡時的元件參數(shù)計算公式。R

＝R

R3＋jωRC＝R2＋jωR

3

3 2 所以：R＝R2 C＝R3 （2）R

＝R

＝R－j2jω

jωC

Rω

ω x

所以：R＝C3 C＝R3

R