电子测量技术与仪器基础课名词解释

习题1.1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 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 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 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 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容。答：电子测量容包括：（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）测量频率围宽；（2）测试动态围广；（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。1.6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 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 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：10.10,10.07,10.12,10.06,10.07,10.12,10.11,10.08,10.09,10.11；9.59,9.71,10.68,10.42,10.33,9.60,9.80,10.21.,9.98,10.38；10.05,10.04,9.98,9.99,10.00,10.02,10.01,999,9.97,9.99。答：①精密欠正确；②准确度低；③准确度高。SX1842数字电压表数码显示最大数为19999,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=0.001mV=1卩VSR46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=2.4格R外2=30//10000=29.91KQ(3)x2=rx1=rx229.9130+29.915=2.496VUx—U。Ux100%=2.22—2.52.22100%=—12.6%Ux—U0100%=Ux2.496—2.52.496100%=—0.16%1.11已知某热敏电阻随温度变化的规律为RtReB(1/T1/T0),其中Ro、R分别为热力学温度为To=300K和T时的阻值，B为材料系数。已测得①T1=290K,R=14.12kQ,T2=320K,R2=5.35kg。求R0和Bo解:iiB(-)14.12=Roe290300(1)B(—————)5.35320300(2)联立(1)、(2)解得：B=3003R0=10.05KQ1.12试 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 一个测量方案，测量某放大器的直流输出电阻解：设计如右图所示，为减少测量误差采用数字电压表测量，且R、R2都在30KQ左右，可忽略电压表接入对输出电压的影响，则有：RR2U1=JEU2=—ER+rR.+r（阻值估计在30kQ左右）。所以:RU2—R2U11.13选择测量仪器时，通常要根据被测量的大致大小选择合适的测量量程。例如仍采用题1.10所示的测量电路，现分别用MF—20晶体管电压表的6V档和30V档测量负载R上电阻U0,已知电压表的电压灵敏度为20kQ/V（由此司算出各档量程电压表输入电阻Rv=电压灵敏度X量程），准确度等级为2.5级（准确度等级s表示仪表的满度相对误差不超过s%,即最大绝对误差为△xm=±s%・xm,试分别计算两个量程下的绝对误差和相对误差。解：6V档时：Rv=120KQR外1=30//120=24KQ24Ux1=5=2.222Vx130+24△Xn=UX1—A=2.222—2.5=—0.278V△X12=±2.5%X6=±0.15Vx1=x11+x12=0.482/x0428y1=1100%=100%=17%A2.530V档时:Rv>=30X20=600KQR外2=30〃600=28.57KQ28.57x2=30+28.575=2.244VX21==2.244—2.5=—0.06VX2=0.81V△X22=±2.5%X30=±0.75Vy2=0.86"2T100%=32.4%1.14比较测量和计量的类同和区别。答：测量是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。计量是利用技术•阳法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。计量可看作测量的特殊形式，在计量过程中，认为所使用的量具和仪器是标准的，用它们来校准、检定受检量具和仪器设备，以衡量和保证使用受检量具仪器进行测量时所获得测量结果的可靠性。因此，计量又是测量的基础和依据。1.15解释名词：①计量基准；②主基准；③副基准；④工作基准。答：①用当代最先进的科学技术和工艺水平，以最高的准确度和稳定性建立起来的专门用以规定、保持和复现物理量计量单位的特殊量具或仪器装置等。主基准也称作原始基准，是用来复现和保存计量单位，具有现代科学技术所能达到的最高准确度的计量器具，经国家鉴定批准，作为统一全国计量单位量值的最高依据。因此,£基准也叫国家基准。副基准：通过直接或间接与国家基准比对，确定其量值并经国家鉴定批准的计量器具。其地位仅次于国家基准，平时用来代替国家基准使用或验证国家基准的变化。工作基准：经与主基准或副基准校准或比对，并经国家鉴定批准，实际用以检定下属计量标准的计量器具。1.16说明检定、比对、校准的含义。各类测量仪器为什么要定期进行检定和比对。答：检定：是用高一等级准确度的计量器具对低一等级的计量器具进行比较，以达到全面评定被检计量器具的计量性能是否合格的目的。比对：在规定条件下，对相同准确度等级的同类基准、标准或工作计量器具之间的量值进行比较，其目的是考核量值的一致性。校准：校准是指被校的计量器具与高一等级的计量标准相比较，以确定被校计量器具的示值误差的全部工作。一般而言，检定要比校准包括更广泛的容。通过对各级基准、标准及计量器检定、比对和校准以保证日常工作中所使用的测量仪器、量具的量值统一。2.1解释下列名词术语的含义：真值、实际值、标称值、示值、测量误差、修正值。答：真值：一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。指定值：由国家设立尽可能维持不变的实物标准(或基准)，以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的指定值。实际值：实际测量时，在每一级的比较中，都以上一级标准所体现的值当作准确无误的值，通常称为实际值，也叫作相对真值。标称值：测量器具上标定的数值。示值：测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值。测量误差：测量仪器仪表的测得值与被测量真值之间的差异。修正值：与绝对误差绝对值相等但符号相反的值。22什么是等精度测量？什么是不等精度测量？答：在保持测量条件不变的情况下对同一被测量进行的多次测量过程称作等精度测量。如果在同一被测量的多次重复测量中，不是所有测量条件都维持不变，这样的测量称为非等精度测量或不等精度测量。(4)分贝误差:GX=20lgA(dB)2.3按照表示方法的不冋，测量误差分成哪几类？答：1、绝对误差：定义为:△x—x—A2、相对误差(1)实际相对误差：「A—-x100%A(2)示值相对误差：rx一x100%x(3)满度相对误差：rm—Xm100%说明系统误差、随机误差和粗差的主要特点。答：系统误差的主要特点是：只要测量条件不变，误差即为确切的数值，用多次测量取平均值的办法不能改变或消除系差，而当条件改变时，误差也随之遵循某种确定的规律而变化，具有可重复性。随机误差的特点是：①有界性；②对称性；③抵偿性。粗差的主要特点是：测得值明显地偏离实际。有两个电容器，其中G=2000土40pF,Cz=470pF±5%问哪个电容器的误差大些？为什么？40解：100%=2%因为ri<「2,所以C2的误差大些。200某电阻衰减器，衰减量为20±0.1dB,若输入端电压为1000mV输出端电压等于多少？u解：由：Gx=20lg-=20得：u0=Ui/10=100mVU0rx=rDb/8.69=±0.1/8.69=±1.2%△u0=rxXu°=±1.2%x100=±1.2mV输出端电压为：100mV±1.2mV用电压表测量电压，测得值为5.42V,改用标准电压表测量示值为5.60V,求前一只电压测量的绝对误差AU,示值相对误差rx和实际相对误差“°解：△U=5.42—5.60=—0.18Vrx=—0.18/5.42=—3.32%「a=—0.18/5.60=—3.21%标称值为1.2kQ,容许误差土5%的电阻，其实际值围是多少？解：Ax=rxXx=±5%<120=±60Q实际值围是：1200±60Q现检定一只2.5级量程100V电压表，在50V刻度上标准电压表读数为48V,问在这一点上电压表是否合格？解：Axm=±2.5%X100=±2.5VAx=50—48=2V<2.5V电压表合格。现校准一个量程为100mV,表盘为100等分刻度的毫伏表，测得数据如下:仪表刻度值（mV）0102030405060708090100标准仪表示值（mV）0.9.920.30.39.50.60.70.80.89.100.0248243070绝对误差（mV）0.0.1-0.-0.0.2-0.-0.-0.0.00.30.0024243修正值c（mV）0.0-0.10.20.4-0.20.20.40.30.0-0.30.0求：①将各校准点的绝对误差AU和修正值c填在表格中；10mV刻度点上的示值相对误差rx和实际相对误差rA；确定仪表的准确度等级；确定仪表的灵敏度。解：②rx=0.1/10x100°%=1%"=0.1/9.9x100%f1.01%因为：△xm=-0.4mVrm=-0.4/100=-0.4%所以：s=0.5100/100=1mVWQ—1型电桥在f=1kHz时测0.1pF〜110pF电容时，允许误差为土1.0%x（读数值）土0.01%x（满量程值），求该电桥测得值分别为IpF、10pF、100pF时的绝对误差、相对误差。解：△Xm=±0.01%X110=±0.011pF△X1=±1.0%x1±0.011=±0.pF△X2=±1.0%x10±0.011=±0.111pF0.021rx1=100%=2.1%11011rx3=100%=1.011%100△X3=±1.0%x100±0.011=±1.011pF以2=0.11110100%=1.11%如题2.12图所示，用阻为Rv的电压表测量AB两点间电压，忽略电源E电阻R1、甩的误差，求：不接电压表时，A、B间实际电压a；若Rz=20KQ，由它引入的示值相对误差和实际相对误差各为多少？若R=1MQ,由它引入的示值相对误差和实际相对误差又各为多少?解：①②20UA=5+20x2=105+108-9.6「A2=8-9.69.612=9.6V12=8V100%=-20%100%=-16.7%E—12V5kD③R外=20//1000=19.6KQ题2..12图x3=19.35+19.312=9.561V9.56—9.6956100%=—0.418%9.56—9.696100%=—0.417%用准确度s=1.0级，满度值100^A的电流表测电流，求示值分别为80^A和40^A时的绝对误差和相对误差。解：△X1=△X2=AXm=±1%K100=±1^Arx1=AX1/x1=±1/80=±1.25%rx2=AX2/x2=±1/40=±2.5%1某4-位（最大显示数字为19999）数字电压表测电压，该表2V档的工作误差2为土0.025%（示值）±1个字，现测得值分别为0.0012V和1.9888V，问两种情况下的绝对误差和示值相对误差各为多少？0.0252解：为=0.00121=0.1mV100199991.003100.0012100%=8.36%X2=0.0251.98881—=0.6mV100199995.972101.9888100%=0.03%伏一安法测电阻的两种电路示于题2.15图⑻、（b），图中◎为电流表，阻FA,过为电压表，阻Rv，求:两种测量电路中，由于RA、R/的影响，只。的绝对误差和相对误差各为多少?比较两种测量结果，指出两种电路各自适用的围。（町⑹题2.15图解：（a）RxRVRxa=Rx+R-R<2Rx+RVRxa=—1Rx1+Rv/RxraV0测得值偏小，R/>>R时，ra很小。(b)R(b=R<+R\△Rxb=Rarb=Ra/Rxrb>0测得值偏大，RaVVFx时，rb很小。被测电压8V左右，现有两只电压表，一只量程0〜IOV，准确度si=1.5，另种量程0〜50V,准确度s2=I.0级，问选用哪一只电压表测量结果较为准确？解：△x1=Axm1=rm1Xxm1=±1.5%X10=±0.15Vr1=△x1/x1=±0.15/8=±1.88%Ax2=Axm2=rm2^Xm2=±1.0%X50=±0.5Vr2=Ax2/x2=±0.5/8=±6.25%nvr2,选用准确度Si=1.5电压表测量结果较为准确。2.17利用微差法测量一个I0V电源，使用9V标称相对误差土0.1%的稳压源和一只准确度为s的电压表，如题2.17图所示。要求测量误差AU/UK±0.5%，问s=?解:1("%+91+9。.1%)依题意得:1(“％+為°.1%)S+°9)%10(10所以：s<4.1S0.9(+)%<0.5%1010选用2.5级的电压表。2.18题2.18图为普通万用表电阻档示意图,1()V待测电源题2.17图Ri称为中值电阻，R为待测电阻，E为表电压源（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:表头R则:Rx=7-R(R+R2)2(尺+R2)2rR并R2R1+R2R1论十R1+R2RX的绝对误差为：Rx=—I=—占III2Rx的相对对误差为：一理I题2.18图Rx|2R—IE令：Rx=—2IR—EEI=0IRxI2Ri—IE得:I=E=1im2R2即指针在中央位置时，测量电阻的误差最小。2.19两只电阻分别为R=20Q±2%艮=(100±0.4)Q,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：/R1|R2)「串=(c丄crR1+c丄crR2)R+R2R+R2/201000.4、=(2%+)=0.66%20+10020+100100AR串=120X0.66%=0.8Q总电阻：120±0.8Q并联时：民(R+RJ-2RRR1(R1+R2)-2R1R2・R2(R1+R2)2(R1+R2)222R2+R22rR1+2rR2符号有正有负时:R2R)+R2R)+R210020+1002%+2020+1000.4100=1.77%R并=20//100=16.7QAR并=±16.7X1.77%=±0.3Q并联时的总电阻为：16.7Q±0.3Q2.20用一只量程为5V,准确度s=1.5级电压表测量题2.20图中a、b点电位分别为和ua=4.26V,Ub=4.19V，忽略电压表的负载效应，求：ua、ub绝对误差、相对误差各为多少？利用uk=ua-ub公式计算，则电压uab的绝对误差和相对误差各为多少?解：：=AUm=±S%・Um=±1.5%X5=0.075VUb=4.26—4.19=0.07V426419rab=(1.76%+1.79%)±题2.20图ab0.070.07=±214.26%AUab=rabXUab=±214.26%X0.07=±0.15V2.21用电桥法测电阻时，利用公式R<=R1・R3/甩，已知R=100Q,AR1=±0.1Q,F3=100Q,AR3=±0.1Q,艮=1000Q,AR2=±0.1Q。求：测得值R的相对误差。解：rR1=±0.1/100=±0.1%rR3=±0.1%rR2=±1/1000=±0.1%「Rx=(rR1+rR3+应)=±(0.1%+0.1%+0.1%)=±0.3%2.22电阻上消耗的电能W=『/R•t，已知ru=±1%,rr=±0.5%,rt=±1.5%,求rw。解：rw=(2心+n+「r)=(21%+1.5%+0.5%)=±4%22.23金属导体的电导率可用(r=4L/ndR公式计算，式中L(cm)、d(cm)、R(Q)分(T的误差最小，对哪个参数的测量别为导线的长度、直径和电阻值，试分析在什么条件下准确度要求最高。解:L—旦d3RR)d—_R=LrL—2rd―rR=——2LdR当rl=2rd+rr时，Ac/(r=0最小。导体的直径参数d的测量准确度要求最咼。2.24电桥测一个50mH左右的电感，由于随机误差的影响，使电感的测量值在Lo±0.8mH的围变化。若希望测量值的不确定度围减小到0.3mH以，仍使用该电桥，问可采用什么办法。解：采用对照法进行测量，第一次测量电桥平衡时有：j®Lo・R3=jCoLsi•R4则：Lo=Lsi・RdR3rym1=(rR4+Ls1+rR3)若「R4=Ls1=rR3=Ls贝V：rym1=3Ls第二次测量时，交换L。与Ls的位置，电桥平衡时有：jCoL0•R4=jCoLs2•R3则：L0=Ls2•R3/R4比较两个Lo的表达式有:11则：rym2=(2Ls1+2Ls2)若Ls1=Ls2=Ls则：「ym2—Ls若允许U的误差土2%,问电压表的准确度应为几级?解:AU1=AU2=±s%XUm=±s%X50=0.5sru1=ru2=±0.5s/40=±1.25s%r=4040+40■rU1+4040+40rU2)=±1.25s%依题意得：土1.25s%=±2%解得：s=1.6所以，选用1.5级的电压表。2.26用示波器测量题2.26图所示调幅波的调幅系数B测量误差土10%，问调幅系数误差为多少?解:2B(A+B)2rM=2AB2AB当A、B有正有负时:4ABa2-b2lrA题2.26图所以：1rym2=3rym1=^27U、U2获得U值，现U=Ub=40V,2.25题2.25图中，用50V量程交流电压表通过测量2.27用数字电压表测得一组电压值如下表:nXinXinXi120.42620.431120.42220.43720.391220.41320.40820.301320.39420.43920.401420.39520.421020.431520.40判断有无坏值，写出测量 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 值。解：(1)用公式xXi求算术平均值。12X=(20.42+20.43+……+20.40)=20.40415ii(2)列出Vi和V2如表2.27—1(3)1520.0327表2.27—1nVi2VinVi2VinVi2Vi10.0160.0002560.0260.00067110.0160.0002520.02667-0.016120.00663-0.000.00067840.0001913-0.010.000034469-0.106144650.0260.000011040.0108115-0.010.000190.0166-0.006460.0006740.00001-0.010.0001960.0266460.000250.000670.0000166636=0.098从表2.27中可以看出，剩余残差最大的第8个测量数据，其值为:v8=—0.10=0.10>3,ns为坏值应剔除。剔除ns后的算术平均值X/=20.4142重新列出Vi和Vi如表2.27—2表2.27—2nVi2VinVi2VinVi2Vi10.0060.0000366r0.0160.00025610r0.0060.00003620.0160.0002567-0.0.00057611-0.000.0000163-0.010.0001961240.000576440.0002568-0.010.00019613-0.0.00057650.0160.000036940.00025614-0.0.0001960.0060.016-0.014(6)剔除n8后的标准差的估计值〜0.01633〜0.0489(7)剔除n8后无坏值x==0.0163/,14=0.004363x=0.01308因此用数字电压表测得结果为：20.414±0.0132.28按照舍入法则，对下列数据处理，使其各保留三位有效数字：86.3724，8.9145，3.1750，0.003125，59450解:86.3724=86.48.9145=8.913.1750=3.1820.003125=0.0031259450=594X10按照有效数字的运算法则，计算下列各结果:2.29②1.0713X3.20=3.43④51.4X3.7=190⑥70.4—0.453=70.0①1.0713X3.2=3.42⑧40.313X4.52=182.2⑤56.09+4.6532=60.742.30某电压放大器，测得输入端电压U=1.0mV,输出端电压U=1200mV两者相对误差均为土2%,求放大器增益的分贝误差。解：rx=(ru0+rui)=(2%^2%=4%rdB=20lg(1+4%=±(20X0.017)=±0.34dB习题五5.1试述时间、频率测量在日常生活、工程技术、科学研究中有何实际意义？答：人们在日常生活、工作中离不开计时，几点钟吃饭、何时上课、几时下班、火车何时开车都涉及到计时。工程技术、科学研究中时间、频率测量更为重要，科学实验、邮电通信，人造卫星，宇宙飞船、航天飞机的导航定位控制，都要准确的测量时间与频率测量。5.2标准的时频如何提供给用户使用？答：标准的时频提供给用户使用有两种方法：其一，称为本地比较法。就是用户把自己要校准的装置搬到拥有标准源的地方，或者由有标准源的主控室通过电缆把标准信号送到需要的地方，然后通过中间测试设备进行比对。其二，是发送一接收标准电磁波法。这里所说的标准电磁波，是指含有标准时频信息的电磁波。5.3与其他物理量的测量相比，时频测量具有哪些特点？答：（1）测量的精度高；（2）测量围广（3）频率的信息传输和处理比较容易并且精确度也很高。5.4简述计数式频率计测量频率的原理，说明这种测频方法测频有哪些测量误差？对一台位数有限的计数式频率计，是否可无限制地扩大闸门时间来减小±1误差，提高测量精确度？答：是根据频率的定义来测量频率的。若某一信号在T秒时间重复变化了N次，则根据频率的定义，可知该信号的频率fx为：fx=NT测量误差主要有：土1误差:N11N—N—fxT标准时间误差：T—fcTfc不可无限制地扩大闸门时间来减小±1误差，提高测量精确度。一台位数有限的计数式频率计，闸门时间时间取得过大会使高位溢出丢掉。5.5用一台七位计数式频率计测量fx=5MHz的信号频率，试分别计算当闸门时间为1s、0.1s和10ms时，由于"土1”误差引起的相对误差。解：闸门时间为1s时:151061—6_0.210—闸门时间为0.1s时:1_51060.1-50.210闸门时间为10ms时:1_fXT151061010-3—4_0.2105.6用计数式频率计测量频率，闸门时间为1s时，计数器读数为5400，这时的量化误差为多大？如将被测信号倍频4倍，又把闸门时间扩大到5倍，此时的量化误差为多大?解:(1)N1_11.8510—4NfxT5400N11—6(2)——=9.2910NfxT4540055.7用某计数式频率计测频率，已知晶振频率的相对误差为△fc/fc_±5X10—8,门控时间T_1s，求:(1)测量fx_10MHz时的相对误差;(2)测量fx_10kHz时的相对误差；并提出减小测量误差的方法。解:(1)fxTIfc+1|1|1fc111c()_)_从厶fx/fX的表达式中可知，①51081+101061)_5108+爲!)_提高晶振频率的准确度可减少厶1.51010fc/fc的闸门时间误差，②扩大闸门时间T或倍频被测信号可减少土1误差。5.8用计数式频率计测信号的周期,晶振频率为10MHz其相对误差△fc/fc_±5X108,周期倍乘开关置X100,求测量被测信号周期Tx_10us时的测量误差解:TxTx(|T+_108+1001010610祁)1045.9某计数式频率计，测频率时闸门时间为1s,测周期时倍乘最大为X10000,晶振最高频率为10MHz求中界频率。解:1000010106=316KHz5.10用计数式频率计测量fx=200Hz的信号频率，采用测频率（选闸门时间为1s）和测周期（选晶振周期Tc=0.1卩s）两种测量方法。试比较这两种方法由于“±1误差”所引起的相对误差。解：测频率时：N11510_3NfxT2001测周期时：NN_Tc__TT__Tcgfx_60.110一200_5105.11拍频法和差频法测频的区别是什么？它们各适用于什么频率围？为什么？答：拍频法测频是将待测频率为fx的正弦信号Ux与标准频率为fc的正弦信号Uc直接叠加在线性元件上，其合成信号U为近似的正弦波，但其振幅随时间变化，而变化的频率等于两频率之差，称之为拍频F。则：fx=fc±F差频法测频是待测频率fx信号与本振频率fl信号加到非线性元件上进行混频，输出信号中除了原有的频率fx、fi分量外，还将有它们的谐波nfx、mfi,及其组合频率nfx±nfi,其中mn为整数。当调节本振频率fi时，可能有一些n和m值使差频为零，即nfx±mfi=0,则被测频率：fx=m/n•fi拍频法测频率在音频围，因为相同的频率稳定度条件下，高频信号频率的绝对变化大，所以，拍频法测频率在音频围，通常只用于音频的测量，而不宜用于高频测量。差频法测频率适用于高频段的测量，可测高达3000MHz的微弱信号的频率，测频精确度为10-6左右。5.12利用拍频法测频，在46s数得100拍，如果拍频周期数计数的相对误差为土I%,秒表误差为土0.2s，忽略标准频率（本振）的误差，试求两频率之差及测量的绝对误差。解:2.17(100462)0.031Hzn100F=-=一=2.17Hzt465.13简述电桥法、谐振法、f-V转换法测频的原理，它们各适用于什么频率围？这三种测频方法的测频误差分别决定于什么？答：电桥法测频的原理是利用电桥的平衡条件和被测信号频率有关这一特性来测频。流电桥能够达到平衡时有:2RR2GC2会使测量（检流计的电桥法测频适用于10kHz以下的音频围。在高频时，由于寄生参数影响严重,精确度大大下降。电桥测频的精确度约为土（0.5〜1）%。电桥法测频的精确度取决于电桥中各元件的精确度、判断电桥平衡的准确度灵敏度及人眼观察误差）和被测信号的频谱纯度。能达到的测频精确度大约为土（0.5〜1）%。谐振法测频的原理是利用电感、电容、电阻串联、并联谐振回路的谐振特性来实现测频。电路谐振时有:fx=fo=:——2VLC谐振法测频适用于高频信号的频率，频率较低时谐振回路电感的分布电容引起的测量误差较大，测量的准确度较低。频围为0.5~1500MHz。谐振法测频的误差来源为：①谐振频率计算公式是近似计算公式；②回路Q值不太高时，不容易准确找到真正的谐振点；③环境温度、湿度以及可调元件磨损等因数，使电感、电容的实际的元件值发生变化；④读数误差。f-V转换法测频的原理是先把频率转换为电压或电流，然后用表盘刻度有频率的电压表或电流表指示来测频率。以测量正弦波频率fX为例，首先把正弦信号转换为频率与之相等的尖脉冲UA,然后加于单稳多谐振荡器，产生频率为fx、宽度为T、幅度为Un的矩形脉冲列u⑴，这一电压的平均值等于：1TxUU°=0Ubtdt=—=UmfxTx0Tx所以：fx=U0/Um•Tf-V转换法测频最高测量频率可达几兆赫。f-V转换法测频的误差主要决定与UmT的稳定度以及电压表的误差，一般为百分之几。5.14如果在示波器的X、Y两轴上加入同频、同相、等幅的正弦波，在荧光屏上会出现什么样的图像？如果两者相位相差90°，又是什么样的图像？答：因初始相位差不同，在荧光屏上会出现直线、椭圆或圆的图像。如果两者相位相差90°在荧光屏上会出现直线、椭圆或圆的图像。5.15简述示波器上用沙育图形法进行测频、测时间间隔的原理。TOC\o"1-5"\h\z答：用沙育图形法进行测频的原理是：示波器荧光屏上的沙育图形与水平轴的交点nx以及与垂直轴的交点nY来决定频率比，即：上=fx取若已知频率信号接于X轴，待测频率信号接于Y轴，贝V：fY=匹fx=mfxnxn用示波器测时间间隔的原理是：在波形上找到要测时间间隔所对应的两点，如A点、B点。读出AB两点间的距离x(cm)，由扫描速度v(t/cm)的标称值及扩展倍率k，即可算出被测的时间间隔：xgvk习题六6.1举例说明测量相位差的重要意义。多元信号的相干接收等学科答：测量输出与输入信号间相位差在图像信号传输与处理、领域，都有重要意义。6.2测量相位差的方法主要有哪些？简述它们各自的优缺点。答：测量相位差的方法很多，主要有：用示波器测量；把相位差转换为时间间隔，先测量出时间间隔再换算为相位差；把相位差转换为电压，先测量出电压再换算为相位差；零示法测量等。用示波器测量相位差一个突出的优点是用一部示波器即可解决问题，不需要其他的专用设备。缺点是测量误差较大，测量操作也不方便。相位差转换为时间间隔测量，模拟式相位计的优点是电路间单，操作方便，缺点是不能测出两个信号的瞬时相位差，误差也比较大，约为土(1〜3)%。数字式相位计的优点是可以测出两个信号的瞬时相位差，测量迅速，读数直观清晰。缺点是当被测信号的频率改变时，必需改变晶振标准频率，fc可调时准确度难以做高，只能用于测量低频信号的相位差，而且要求测量的精确度越高，能测量的频率越低。相位差转换为电压测量的优点是电路间单，可以直读。缺点是只适用于高频围，指示电表刻度是非线性的，读数误差较大，误差约为土（1〜3°）。零示法测量的优点是电路间单，操作方便，缺点是由于高精度的可调移相器难于制作，且刻度与频率有关，因此，测量的精确度不高，且仅适用与中频频率围。6.3用椭圆法测量两正弦量的相位差，在示波器上显示图形如图6.2-3所示，测得椭圆中心横轴到图形最高点的高度Yfm=5cm,椭圆与）Y轴交点yO=4cm,求相位差。Vc4解：=arcsin土--=arcsin$=53.1°Ym56.4为什么“瞬时”式数字相位差计只适用于测量固定频率的相位差？如何扩展测量的频率围？答：因为用“瞬时”式数字相位差计测量两信号的相位差时，晶振标准频率fc=360-g10bgf，所以，“瞬时”式数字相位差计只适用于测量固定频率的相位差。可以采用外差法把被测信号转换为某一固定的低频信号，然后再进行测量。6.5用示波器测量两同频正弦信号的相位差，示波器上呈现椭圆的长轴A为100m短轴B为4cm,试计算两信号的相位差。B4解：=2arctg=2arctg0=43.6°A10第七章电压测竜人1答t因为电压是表征电信号的三大棊本参数之一，所以电压测量就显得十分虫要。7.5答：调制式直流放大器，是将直流信号斩波便信号变成交液信号，再进行放大，对放大后的信号再进行解调为宜流信号。由于是用交流放大*所以真流零潍就般隔断.7.6答：图人3—3檢波一放大式电压表：原理是先检波后放人，它适用于髙频交流电压源量：图匚3-1®大一捡波式电压表：原理是先放大后检波，它适用于低频交流电压测量=7.8答：电容C是消除低频对表头产生的抖动、匚g答:(D墟值电压表读数为电圧的峰值.1.5答：调制式直流放大器’是将直流信号斩波便信号变成交流信号，再进行放大.对放大后的信号再逊行解调为直流信号.由于是用兗流放大.所以直流零漂就被隔断*7.6答：图二3-3检波—液大式电压表：原理是先枪波后敢人，它适用丁高频交渝电压测量；图7.3-1放大一检波式电压表，原理是先放大肩检波，它适用于低频交流电压测量，7.8答：电容C是消除低频对表头产生的抖动。7.9答；(1)峰值电压表读数为电压的峰值，(2)三种波的峰值电压均为3讥TOC\o"1-5"\h\z—7y55正弦波的平均值U==3」莎，有效值U===353K氏V2三角波的平均值U=-=2.5K,有效值D=3=2.89izHYPERLINK\l"bookmark140"\o"CurrentDocument"23方波的平均值U=5K.有效值L=5V12酋：用直流电压表测量：在一个周期内取平均值用交渝电压表测量；将直洗成份扣除，有效L-2V；14答畫为2“丄=站》15答:0110—xO.I=3^V,所WX=10V/div±oX17答：(a)%小字畑小左L'二18答：『普5现寺比7.19答書5=(27+25+24+22+21)X0.01=L82K7.20答:djll="0033〕^(2?+2S+2"+22+21+l)x^=0.61K7.21答：L375=(lx¥+0x27+lx2"+lxLjxlxl(r*lxl(^所以K2未闭合，其余开关均闭合。7・23口:(1)的哙曲寺阿叫沁。⑵^W^XSOOOO=0.085「■Jt、---xO.0S-0,O2S7.24答：(1)甲：4位电压表.乙:(2)乙表在200mv档的分辨率;4上位电压表2200…“沏〔0汕0.01/hI21川和19999(3)在2V档上:"SO应“知侖10.00⑻+晌)-±0.0004即=±0.000412=±026%亠L56At/=±(0.02%X1.56+―)=土(0.000312+0.001)=±0.001312K19999OW1312=±84%201.567,23答：匕(溜)=12+3=15必一E计5U(dB)=-2S+3=-25dBIH1_25S二OJ55xlg_］匕㈢二0.04K20电子测量技术基础第八章课后答案臬直流电桥测鼠电阻禺，当电桥平衡时，三个桥再电阻分别为丘=1000,^=500,^=25ft.求电阻只雾等于名大？an只、壮100x25鮮：R——g/^==5onR.2荣11流电桥的四个桥臂电阻分别为^-IftOOQ，凤=100口，椚=41门和用=400门.电游为1.5V0＞计内阻）.指示器灵械度为内魁为50Q.（1）断开指示器’求其两端的戴维南等效电路。（2）计算描示器由电路不平衡引起的偏转.解；根据电桥平衡条件：R咸亍R帆可旬.品育1口的不平衡电阻，新开指示器支路,B.[＞两端的开路电压为；%=U丁U声-^―U--^-U,E3我R\f5必+4y1000_too“=x1.5x1.5=7.61000+400100+41在gD两端计篦戴维南等效电阻时.1.5V电源誉须短路一戸R、R、R、R\1000x400100x^1尺=一5」一——」一=+=314.7Q舛+&雄+氏1000+400JOO+戴维南等效电路如右图.U*7.65X10"31=诅==21比#&T耳314.7+50a=2x21=42ww8.3某直流电桥的比率臂由（xOJ）可调到（^104）,调到Ikih求该电桥测量的咀值范围。Vfi比的=0」背也1=0.01灯比期=1『*1皿0=10//QE4判断题SU图的交流电桥中，哪些接法是正确的？哪些是错溟的？并说明理血斛：歸）对弋若匕疋即:严G严G贪诗电桥能平衡.<0题8.4图（b）锚一因为一个对Vf的乘积为容性，另一个对臂的乘积为胆性，和位不可能平衡.5）对。若：（呂+戶厶）————=R也、职*R、R&\电桥能平衡'Cd）新相位不可能平氛8.5试推辱表82I中所示并联电審比转申桥.吐林电桥桩平衡时的兀件参卿计菟公我。解；（1）并联电容比较电桥，平衡时有］=4即:万T賽+爪R"春+用啓、%心「2）西林电桥，平衡时有’、】贰、K，6图示交涼电桥，试推鼻电桥平»J时计算社和厶的公Tt若要求分别读数，如何迪择标准吐件？W：电桥平衡时有：Ulb占一丿电=忆勺一丿电所以:Z=《=丄禺选择民、G为标准元件，调节氐、G叮分别读数.8-7某交流电桥平衡时有下列参数；乙为R】=2000G与C=M»F相井联，Z为&=10000与G=1UF相申联"乙为电^G=0.5kF*信号源角频率3=10Fd/s,求跟抗不的元件直，解；电桥平衡时有；石+"―-——+>C1000++/X101xOJX1O'*2000J/xlQ^O.SxlO-1y'x0.5x103yl>«0.5x10所以：Ri=0^=0.5PF财菜电桥在3=1沪怕＜旳时平術并有下列参数*Zl为电容Ci=02uF＞Z』为电阻氐=5000,Z4为R4=300£＞与C4=025MF相并联*求阻抗Z,（按串联考虑）.解：电桥半衡时有=—!——空三小n戶C展开并終理得’厶=酥匸'」站圮工+严）所以:左，疋500x3002X0.2xl0^xo.25x1O^XI10用=—==1+(3CXy=14401+10flxfl.25x10*x300500x300xO.2x10=1,92x10J/7=19.2^/7C~C\102—98'H-(10jxOt25x106x300j'8.9利用谐扳法测虽某屯感的Q值”为可变电容为100pF时*电路发生用联谐握取保持频率不变*改变可变电容’半功率点处的电容分别为102pF和9gpF一求该电感的20xl20-l5x80）xl0lHJO利用图呂儿？所小的串联比较法测議某电感线圈，已紂信号源角频率3=1卜剧&当电感红圏被短路时.测衍谐振时的可变电容G=20pF,冋路的Q筍为125出接入电感线圈，保持频率不变.测褂谐振时的可变电^C2=15pF(回路的Q值为纱，求该电感线圈的电常虽氐拘耗电阴品和品质阖数Qm。3GG艮仪10BX20X10_，JX15XX10_JaX120X80aa120x100A=一士—亠.=S.1I利用图8•玷所示的并联比较法测最某电容黑C.F己知信号源的角频率心=HTnuL匕当不接时*测徘谐振时的可变电容C-15叶H回路的Q值为120。当并接也容4后,保持频率不变，测得谐振时的可变电®C2=100pF,回路的Q値为100求该电容器的电容竄C-并接损耗电阻只旧和品质因数Q『解；Cf/=6j=l50^100=50/?A3C（幺一幺）10'X15O>LOt:X（J20-100）Q[Q-g)150x1120-100)8.12阐述利用鉴相原理构成的阻抗一电压变换轟的基本工作原理。答’在图#*.4-3巾，由于激励源为正弦信号，故图巾电流、电压均示，被测阻抗乙=£汁兀.由图可知，变换器的输出电压柑量&即为被测阻抗恳两端的电圧，故：&A*•才Rjt则：Uf珥广人#XEs=j我+、所以=2十忑若被测元件为电容，W：C--,?£若被测元件为电感，贝hZ,=—'；-??,37St1!^=6^COSG)/ii\的实那电压Mr利虛部电压Mi分别为:%=%cos(W/+-—)2则*甘\=叭’+巧=U、¥cosW/+U、；c0s(oj/+—}鉴柑器】屮的乘法器，具两个输入靖分别输入电压山和力乘法器的憎出为’ux'us-认从coz卄6/^cas(y/eos((i>/F+-)*---z>；A+-^Act>s2w/+-丄EQ,5(2血+-)2222经低通滤波.谑除二次谐波后，鉴相器I输山的宜流分吊正比与山的实邯。鉴相雷2中的乘法器，两个输人端心别输入电床山相筑椁相“/2的信号出，乘法器的瞻出为*ai/=fz?cosfti/+U.cus(fd/+—)-Ucos(tOf-i-—}|I」厂*'2'I孫2=UXJUcosui^cos(o>Z+—)+cos'{w/+—)12=半s从CO5(2W/+中吋6；ZZ-iupcos2(0/同理，乘法器的输山经滤波后，使鉴相器2的输出正比丁站的虚韶口需和器的输出经A/D变换后，可实现被测参数的数字化测量。