電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題及答案

1、電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 習(xí)題及答案1.1 解釋名詞： 測(cè)量； 電子測(cè)量。答：測(cè)量是為確定被測(cè)對(duì)象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，人們借助專(zhuān)門(mén)的設(shè)備，把被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)的同類(lèi)單位量進(jìn)行比較，從而確定被測(cè)量與單位量之間的數(shù)值關(guān)系，最后用數(shù)值和單位共同表示測(cè)量結(jié)果。從廣義上說(shuō)，凡是利用電子技術(shù)進(jìn)行的測(cè)量都可以說(shuō)是電子測(cè)量；從狹義上說(shuō)，電子測(cè)量是指在電子學(xué)中測(cè)量有關(guān)電的量值的測(cè)量。1.2 敘述直接測(cè)量、間接測(cè)量、組合測(cè)量的特點(diǎn)，并各舉一兩個(gè)測(cè)量實(shí)例。答：直接測(cè)量：它是指直接從測(cè)量?jī)x表的讀數(shù)獲取被測(cè)量量值的方法。如：用電壓表測(cè)量電阻兩端的電壓，用電流表測(cè)量電阻中的電流。間接測(cè)量：利用直接測(cè)量的量與被測(cè)量之間

2、的函數(shù)關(guān)系，間接得到被測(cè)量量值的測(cè)量方法。如：用伏安法測(cè)量電阻消耗的直流功率P，可以通過(guò)直接測(cè)量電壓U，電流I，而后根據(jù)函數(shù)關(guān)系PUI，經(jīng)過(guò)計(jì)算，間接獲得電阻消耗的功耗P；用伏安法測(cè)量電阻。組合測(cè)量：當(dāng)某項(xiàng)測(cè)量結(jié)果需用多個(gè)參數(shù)表達(dá)時(shí)，可通過(guò)改變測(cè)試條件進(jìn)行多次測(cè)量，根據(jù)測(cè)量量與參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系列出方程組并求解，進(jìn)而得到未知量，這種測(cè)量方法稱(chēng)為組合測(cè)量。例如，電阻器電阻溫度系數(shù)的測(cè)量。1.3 解釋偏差式、零位式和微差式測(cè)量法的含義，并列舉測(cè)量實(shí)例。答：偏差式測(cè)量法：在測(cè)量過(guò)程中，用儀器儀表指針的位移(偏差)表示被測(cè)量大小的測(cè)量方法，稱(chēng)為偏差式測(cè)量法。例如使用萬(wàn)用表測(cè)量電壓、電流等。零位式測(cè)量法：

3、測(cè)量時(shí)用被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量相比較，用零示器指示被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量相等(平衡)， 從而獲得被測(cè)量從而獲得被測(cè)量。如利用惠斯登電橋測(cè)量電阻。微差式測(cè)量法：通過(guò)測(cè)量待測(cè)量與基準(zhǔn)量之差來(lái)得到待測(cè)量量值。如用微差法測(cè)量直流穩(wěn)壓源的穩(wěn)定度。1.4 敘述電子測(cè)量的主要內(nèi)容。答：電子測(cè)量?jī)?nèi)容包括：（1）電能量的測(cè)量如：電壓，電流電功率等；（2）電信號(hào)的特性的測(cè)量如：信號(hào)的波形和失真度，頻率，相位，調(diào)制度等；（3）元件和電路參數(shù)的測(cè)量如：電阻，電容，電感，阻抗，品質(zhì)因數(shù)，電子器件的參數(shù)等：（4）電子電路性能的測(cè)量如：放大倍數(shù)，衰減量，靈敏度，噪聲指數(shù)，幅頻特性，相頻特性曲線(xiàn)等。1.5 列舉電子測(cè)量的主要特點(diǎn).。答：（1

4、）測(cè)量頻率范圍寬；（2）測(cè)試動(dòng)態(tài)范圍廣；（3）測(cè)量0.21，9.98，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。1.8 SXl842數(shù)字電壓表數(shù)碼顯示最大數(shù)為19 999，最小一檔量程為20mV，問(wèn)該電壓表的最高分辨率是多少？ 解：20mV/199990.001 mV1Vl.9 SR46示波器垂直系統(tǒng)最高靈敏度為50uVdiv，若輸入電壓為120uV，則示波器熒光屏上光點(diǎn)偏移原位多少格？ 解：120/502.4格1.10 某待測(cè)電路如題1.10圖所示。（1）計(jì)算負(fù)載RL上電

5、壓U。的值(理論值)。（2）如分別用輸入電阻Rv為120kO和10MQ的晶體管萬(wàn)用表和數(shù)字電壓表測(cè)量端電壓U。，忽略其他誤差，示值U。各為多少？ （3）比較兩個(gè)電壓表測(cè)量結(jié)果的示值相對(duì)誤差rxrx(UoUx)/Ux100%解：（1）（2）R外130/12024 K 題1.10 圖R外230/1000029.91 K （3）1.11 已知某熱敏電阻隨溫度變化的規(guī)律為，其中Ro 、Rt 分別為 熱力學(xué)溫度為T(mén)0300K和T時(shí)的阻值，B為材料系數(shù)。已測(cè)得 T1290 K，R114.12k ，T2320K，R25.35kg。求R0和B。解： （1） （2）聯(lián)立（1）、（2）解得： B3003 R010

6、.05K1.12 試設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量方案，測(cè)量某放大器的直流輸出電阻(阻值估計(jì)在30k左右)。解：設(shè)計(jì)如右圖所示，為減少測(cè)量誤差采用數(shù)字電壓表測(cè)量此司算出各檔量程電壓表輸入電阻Rv電壓靈敏度量程)，準(zhǔn)確度等級(jí)為2.5級(jí)(準(zhǔn)確度等級(jí)s表示儀表的滿(mǎn)度相對(duì)誤差不超過(guò)s，即最大絕對(duì)誤差為xms%xm。試分別計(jì)算兩個(gè)量程下的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。解：6V檔時(shí)：Rv1120K R外130/12024 Kx11Ux1A2.2222.50.278V x122.5%60.15V30V檔時(shí)：Rv23020600K R外230 /60028.57 Kx212.2442.50.06V x222.5%300.75V x20.

7、81V1.14 比較測(cè)量和計(jì)量的類(lèi)同和區(qū)別。答：測(cè)量是把被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)的同類(lèi)單位量進(jìn)行比較，從而確定被測(cè)量與單位量之間的數(shù)值關(guān)系，最后用數(shù)值和單位共同表示測(cè)量結(jié)果。計(jì)量是利用技術(shù)陽(yáng)法制手段實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測(cè)量。計(jì)量可看作測(cè)量的特殊形式，在計(jì)量過(guò)程中，認(rèn)為所使用的量具和儀器是標(biāo)準(zhǔn)的，用它們來(lái)校準(zhǔn)、檢定受檢量具和儀器設(shè)備，以衡量和保證使用受檢量具儀器進(jìn)行測(cè)量時(shí)所獲得測(cè)量結(jié)果的可靠性。因此，計(jì)量又是測(cè)量的基礎(chǔ)和依據(jù)。1.15 解釋名詞： 計(jì)量基準(zhǔn)； 主基準(zhǔn)； 副基準(zhǔn)； 工作基準(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(lái)的專(zhuān)門(mén)用以規(guī)定、保持和復(fù)現(xiàn)物理量計(jì)量單位的

8、特殊量具或儀器裝置等。 主基準(zhǔn)也稱(chēng)作原始基準(zhǔn)，是用來(lái)復(fù)現(xiàn)和保存計(jì)量單位，具有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所能達(dá)到的最高準(zhǔn)確度的計(jì)量器具，經(jīng)國(guó)家鑒定批準(zhǔn)，作為統(tǒng)一全國(guó)計(jì)量單位量值的最高依據(jù)。因此，主基準(zhǔn)也叫國(guó)家基準(zhǔn)。 副基準(zhǔn)：通過(guò)直接或間接與國(guó)家基準(zhǔn)比對(duì)，確定其量值并經(jīng)國(guó)家鑒定批準(zhǔn)的計(jì)量器具。其地位僅次于國(guó)家基準(zhǔn)，平時(shí)用來(lái)代替國(guó)家基準(zhǔn)使用或驗(yàn)證國(guó)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(duì)，并經(jīng)國(guó)家鑒定批準(zhǔn)，實(shí)際用以檢定下屬計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量器具。1.16 說(shuō)明檢定、比對(duì)、校準(zhǔn)的含義。各類(lèi)測(cè)量?jī)x器為什么要定期進(jìn)行檢定和比對(duì)。答：檢定：是用高一等級(jí)準(zhǔn)確度的計(jì)量器具對(duì)低一等級(jí)的計(jì)量器具進(jìn)行比較，以達(dá)到全面評(píng)定

9、被檢計(jì)量器具的計(jì)量性能是否合格的目的。比對(duì)：在規(guī)定條件下，對(duì)相同準(zhǔn)確度等級(jí)的同類(lèi)基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)或工作計(jì)量器具之間的量值進(jìn)行比較，其目的是考核量值的一致性。校準(zhǔn)：校準(zhǔn)是指被校的計(jì)量器具與高一等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)相比較，以確定被校計(jì)量器具的示值誤差的全部工作。一般而言，檢定要比校準(zhǔn)包括更廣泛的內(nèi)容。通過(guò)對(duì)各級(jí)基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)量器檢定、比對(duì)和校準(zhǔn)以保證日常工作中所使用的測(cè)量?jī)x器、量具的量值統(tǒng)一。習(xí) 題 二2.1 解釋下列名詞術(shù)語(yǔ)的含義：真值、實(shí)際值、標(biāo)稱(chēng)值、示值、測(cè)量誤差、修正值。答：真值：一個(gè)物理量在一定條件下所呈現(xiàn)的客觀大小或真實(shí)數(shù)值。指定值：由國(guó)家設(shè)立盡可能維持不變的實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)(或基準(zhǔn))，以法令的形式指定其

10、所體現(xiàn)的量值作為計(jì)量單位的指定值。實(shí)際值：實(shí)際測(cè)量時(shí)，在每一級(jí)的比較中，都以上一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)所體現(xiàn)的值當(dāng)作準(zhǔn)確無(wú)誤的值，通常稱(chēng)為實(shí)際值，也叫作相對(duì)真值。標(biāo)稱(chēng)值：測(cè)量器具上標(biāo)定的數(shù)值。示值：測(cè)量器具指示的被測(cè)量量值稱(chēng)為測(cè)量器具的示值。測(cè)量誤差：測(cè)量?jī)x器儀表的測(cè)得值與被測(cè)量真值之間的差異。修正值：與絕對(duì)誤差絕對(duì)值相等但符號(hào)相反的值。2.2 什么是等精度測(cè)量？什么是不等精度測(cè)量？答：在保持測(cè)量條件不變的情況下對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行的多次測(cè)量過(guò)程稱(chēng)作等精度測(cè)量。 如果在同一被測(cè)量的多次重復(fù)測(cè)量中，不是所有測(cè)量條件都維持不變，這樣的測(cè)量稱(chēng)為非等精度測(cè)量或不等精度測(cè)量。2.3 按照表示方法的不同，測(cè)量誤差分成哪幾類(lèi)？

11、答：1、絕對(duì)誤差： 定義為：xxA02、相對(duì)誤差（1）實(shí)際相對(duì)誤差： （2）示值相對(duì)誤差： （3）滿(mǎn)度相對(duì)誤差： （4）分貝誤差： Gx20 lgAu（d B）2.4 說(shuō)明系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗差的主要特點(diǎn)。答：系統(tǒng)誤差的主要特點(diǎn)是：只要測(cè)量條件不變，誤差即為確切的數(shù)值，用多次測(cè)量取平均值的辦法不能改變或消除系差，而當(dāng)條件改變時(shí)，誤差也隨之遵循某種確定的規(guī)律而變化，具有可重復(fù)性。隨機(jī)誤差的特點(diǎn)是： 有界性； 對(duì)稱(chēng)性； 抵償性。粗差的主要特點(diǎn)是：測(cè)得值明顯地偏離實(shí)際。2.5 有兩個(gè)電容器，其中C1200040 pF，C2470 pF5%，問(wèn)哪個(gè)電容器的誤差大些？為什么？解： 因?yàn)閞1r2 ，所以

12、C2的誤差大些。2.6 某電阻衰減器，衰減量為200.1dB，若輸入端電壓為1 000mV，輸出端電壓等于多少？解：由： 得：u 0ui /10100 mVrxrDb /8.690.1/8.691.2 % u 0rxu01.2 %1001.2 mV輸出端電壓為：100 mV1.2 mV2.7 用電壓表測(cè)量電壓，測(cè)得值為5.42V，改用標(biāo)準(zhǔn)電壓表測(cè)量示值為5.60V，求前一只電壓測(cè)量的絕對(duì)誤差U，示值相對(duì)誤差rx和實(shí)際相對(duì)誤差rA 。解：U5.425.600.18Vrx0.18/5.423.32% rA0.18/5.603.21.8 標(biāo)稱(chēng)值為1.2k，容許誤差5的電阻，其實(shí)際值范圍是多少？解：x

13、rxx5%12060 實(shí)際值范圍是：1200602.9 現(xiàn)檢定一只2.5級(jí)量程100V電壓表，在50V刻度上標(biāo)準(zhǔn)電壓表讀數(shù)為48V，問(wèn)在這一點(diǎn)上電壓表是否合格？解：xm2.5%1002.5V x50482V2.5V 電壓表合格。2.10 現(xiàn)校準(zhǔn)一個(gè)量程為100 mV，表盤(pán)為100等分刻度的毫伏表，測(cè)得數(shù)據(jù)如下：儀表刻度值(mV)0102030405060708090100標(biāo)準(zhǔn)儀表示值(mV)0.09.920.230.439.850.260.470.380.089.7100.0絕對(duì)誤差 (mV)0.00.1-0.2-0.40.2-0.2-0.4-0.30.00.30.0修正值c (mV)0.0-

14、0.10.20.4-0.20.20.40.30.0-0.30.0求： 將各校準(zhǔn)點(diǎn)的絕對(duì)誤差U和修正值c填在表格中； 10 mV刻度點(diǎn)上的示值相對(duì)誤差rx和實(shí)際相對(duì)誤差rA； 確定儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)； 確定儀表的靈敏度。解： rx0.1/10100%1% rA0.1/9.9100%1.01% 因?yàn)椋簒m0.4 mV rm0.4/1000.4%所以：s0.5 100/1001 mV2.11 WQ1型電橋在f 1 kHz時(shí)測(cè)0.1pF110pF電容時(shí)，允許誤差為 1.0 (讀數(shù)值)0.01 (滿(mǎn)量程值)，求該電橋測(cè)得值分別為lpF、10pF、100pF時(shí)的絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差。 解：xm0.01%1100.011 pF x11.0%10.0110.021 pFx21.0%100.0110.111 pF x31.0%1000.0111.011 pF 2.12 如題2.12圖所示，用內(nèi)阻為Rv的電壓表測(cè)量A、B兩點(diǎn)間電壓，忽略電源E、電阻R1、 R2的誤差，求： 不接電壓表時(shí)，A、B間實(shí)際電壓UA； 若Rv 20K，由它引入的示值相對(duì)誤差和實(shí)際相對(duì)誤差各為多少？ 若Rv 1M，由它引入的示值相對(duì)誤差和實(shí)際相對(duì)誤差又各為多少？解： R外20/100019.6K 題2.12圖 依題