2022年《電子測(cè)量與儀器》陳尚松版課后習(xí)題與答案

1、優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載第二章誤差與測(cè)量不確定度當(dāng)今校園學(xué)生抄作業(yè)現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。許多學(xué)生早晨匆匆趕到學(xué)校不是讀書，而是抄作業(yè)；更有甚者 “ 分工合作 ” 集體抄作業(yè)。學(xué)生抄作業(yè)是中學(xué)教育中的一個(gè)頑疾。其后果是十分嚴(yán)重的，它敗壞了學(xué)風(fēng)，形成了惰性，影響了學(xué)業(yè)成績，甚至嚴(yán)重妨礙了正常的教學(xué)工作。成績的落后是表面的，不勞而獲思想的滋生蔓延才是可怕的。抄作業(yè)，其主要責(zé)任在學(xué)生。但作為教師在追究學(xué)生這頭原因的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)反思一下自己的教學(xué)，是否擁有了先進(jìn)的教育理念和適合學(xué)生自身發(fā)展的教學(xué)行為。許多學(xué)生抄作業(yè)與教師過激、粗糙的教學(xué)行為有關(guān)。一、 學(xué)生抄作業(yè)的原因之一：“ 我不會(huì) ” 現(xiàn)象分析：這其中有三種，一是

2、自身的惰性，不肯動(dòng)腦筋，見到作業(yè)，頭腦發(fā)脹，大呼不會(huì)做，缺乏鉆研精神；二是而是恐懼心理，只要是老師沒講過的，自己就沒有把握，人家做的總是對(duì)的，不自信；三是上課不專心，不會(huì)的越積越多，但作業(yè)又必須交，于是抄抄抄， 可謂久病成疾。反思一： 有沒有培養(yǎng)學(xué)生自主探究的精神？課程改革到今天，“ 滿堂灌 ” ，“ 滿堂問 ” 的課堂教學(xué)模式還在泛濫，有些教師只是提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)答案就2.1 名詞解釋：真值、實(shí)際值、示值、誤差、修正值。答：真值是指表征某量在所處的條件下完善地確定的量值；實(shí)際值是指用高一級(jí)或高出數(shù)級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)儀器或計(jì)量器具所測(cè)得的數(shù)值，也稱為約定真值；示值是指儀器測(cè)得的指示值，即測(cè)量值； 誤差是指測(cè)

3、量值 （或稱測(cè)得值、 測(cè)值） 與真值之差； 修正值是指與絕對(duì)誤差大小相等，符號(hào)相反的量值。2.2 測(cè)量誤差有哪些表示方法？測(cè)量誤差有哪些來源？答：測(cè)量誤差的表示方法有：絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差兩種；測(cè)量誤差的來源主要有：（1）儀器誤差（ 2）方法誤差（ 3）理論誤差（4）影響誤差（ 5）人身誤差。2.3 誤差按性質(zhì)分為哪幾種？各有何特點(diǎn)？答：誤差按性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差三類。各自的特點(diǎn)為：系統(tǒng)誤差： 在同一條件下， 多次測(cè)量同一量值時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)保持不變，或在條件改變時(shí)，按一定規(guī)律變化；隨機(jī)誤差：在同一條件下，多次測(cè)量同一量值時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定方式變化；粗大誤差：在一定條件

4、下，測(cè)量值顯著偏離其實(shí)際值。2.4 何謂標(biāo)準(zhǔn)差、平均值標(biāo)準(zhǔn)差、標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值？答：標(biāo)準(zhǔn)差是指對(duì)剩余誤差平方后求和平均，然后再開方即niixxn121)(；平均值標(biāo)準(zhǔn)差是任意一組n 次測(cè)量樣本標(biāo)準(zhǔn)差的n分之一，即nxsxs)()(；標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值即niixxnxs12)(11)(。2.5 歸納比較粗大誤差的檢驗(yàn)方法。答：粗大誤差的檢驗(yàn)方法主要有萊特檢驗(yàn)法，肖維納檢驗(yàn)法以及格拉布斯檢驗(yàn)法。萊特檢驗(yàn)法：若一系列等精度測(cè)量結(jié)果中，第i 項(xiàng)測(cè)量值xi所對(duì)應(yīng)的殘差i的絕對(duì)值i3s（x）則該誤差為粗差，所對(duì)應(yīng)的測(cè)量值xi為異常值，應(yīng)剔除不用。本檢驗(yàn)方法簡單，使用方便，也稱3s 準(zhǔn)則。當(dāng)測(cè)量次數(shù)n 較大時(shí)，是

5、比較好的方法。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 37 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 37 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載本方法是以正態(tài)分布為依據(jù)的，測(cè)值數(shù)據(jù)最好n200，若 nri時(shí)，輸出電壓偏大，當(dāng)rh0?k2合k1關(guān)k3合k1關(guān)計(jì)數(shù)停止計(jì)數(shù)過零 ?停止計(jì)數(shù)結(jié)束ynyn5.19 一臺(tái) dvm ，技術(shù)說明書給出的準(zhǔn)確度為v 0.01%vx 0.01% vm，試計(jì)算用 1v 量程分別測(cè)量1

6、v 和 0.1v 電壓時(shí)的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差，有何啟示？解： （1）0.01 1 0.01 12 10-4v，%02.011024xv，（2）0.01 0.1 0.01 11.1 10-4v，%11.01.0101.14xv，由此可見相對(duì)誤差明顯增大，可知在相同量程下，被測(cè)值越接近量程，那么相對(duì)誤差相對(duì)較小。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 32 頁，共 37 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 32 頁，共 37 頁 - - - - - -

7、- - -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載第六章時(shí)域測(cè)量（示波器）65 現(xiàn)用示波器觀測(cè)一正弦信號(hào)。假設(shè)掃描周期（tx）為信號(hào)周期的兩倍、掃描電壓的幅度 vxvm時(shí)為屏幕x 方向滿偏轉(zhuǎn)值。當(dāng)掃描電壓的波形如圖6. 42 的 a、b、c、 d 所示時(shí)，試畫出屏幕上相應(yīng)的顯示圖形。解：abcdtx vm/2 tx/4 d c b a t o vx vm 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 33 頁，共 37 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 33 頁，共 37

8、頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載tvxtxvmtx/2vyt67 一示波器的熒光屏的水平長度為10cm，現(xiàn)要求在上面最多顯示10mhz 正弦信號(hào)兩個(gè)周期（幅度適當(dāng)） ，問該示波器的掃描速度應(yīng)該為多少？解：正弦信號(hào)頻率為10mhz ，tsft76101101011，要在屏幕上顯示兩個(gè)周期，則顯示的時(shí)間為s71022tt，掃描速度為scm/1050102106768 示波器觀測(cè)周期為8ms，寬度為1ms，上升時(shí)間為0.5ms 的矩形正脈沖。試問用示波器分別測(cè)量該脈沖的周期、脈寬和上升時(shí)間，時(shí)基開關(guān)（t/cm）應(yīng)在什么位置（示波器時(shí)間因數(shù)為0.05s0.5s，按125 順序

9、控制）。解：在示波器屏幕上盡量顯示一個(gè)完整周期，而水平方向?yàn)?0cm，所以測(cè)量周期時(shí)， 8ms/10cm0.8ms/cm，時(shí)基開關(guān)應(yīng)在1ms位置，測(cè)量脈寬時(shí)， 1ms/10cm0.1ms/sm，時(shí)基開關(guān)應(yīng)在100 s 位置，測(cè)量上升時(shí)間時(shí)，0.5ms/10cm50 s/cm 時(shí)基開關(guān)應(yīng)在50 s位置6 9 什么是非實(shí)時(shí)取樣？取樣示波器由哪些部分組成？各組成部分有何作用？說明取樣示波器觀察重復(fù)周期信號(hào)的過程。解：由rtbw/35.0，可知mhzbw7)1050/(35. 09，選擇示波器時(shí)，信號(hào)上升時(shí)間應(yīng)大于35 tr（示波器上升時(shí)間） ，或者帶寬大于35fm，這樣只有（ 2）和（ 4）滿足，而

10、（ 4）的上升時(shí)間最小，觀察效果最好，但價(jià)格貴。612 數(shù)字存儲(chǔ)示波器，設(shè)水平分辨力n100 點(diǎn)/div ，當(dāng)掃描速度為5s/div ；5ms/div ；5s/div ；時(shí)，其對(duì)應(yīng)的采樣頻率為多少？有何啟示？解：因?yàn)樗椒直媪fst/div，所以掃描速度為5s/div時(shí)：采樣頻率mhztnfs201051006掃描速度為5ms/div 時(shí)：采樣頻率khztnfs201051003精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 34 頁，共 37 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - -

11、 - - - - - 第 34 頁，共 37 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載掃描速度為5s/div時(shí)：采樣頻率hztnfs205100613 有 a，b 兩臺(tái)數(shù)字示波器，最高采樣率均為200ms/s，但存儲(chǔ)深度a 為 1k，b 為 1m ，問當(dāng)掃速從10ns/div 變到 1000ms/div 時(shí)，試計(jì)算其采樣率相應(yīng)變化的情況，并仿照教材圖6.xx 形式用曲線表示出來。這給選用dso 有何啟示？解：根據(jù) dso 掃速、采樣速率和記錄長度的關(guān)系：)(10)/()/()(divdivsssmsfptsls保持不變）(10)()/()/(ptsldivsssmsfsa：d

12、ivsdivsdivsmsfptsldivsss/5.010/102001000)(10)/()()/(6對(duì)應(yīng) p1 點(diǎn)當(dāng)掃速為1ms/div 時(shí)，相應(yīng)的采樣速率sksdivsdivdivssptslsmsfs/10010/1011000)(10)/()()/(3對(duì)應(yīng) p2 點(diǎn)b：divmsdivsdivsmsfptsldivsss/5. 010/1020010)(10)/()()/(66對(duì)應(yīng) p3 點(diǎn)當(dāng)掃速為1000ms/div 時(shí)，相應(yīng)的采樣速率sksdivsdivdivssptslsmsfs/10010/10100010)(10)/()()/(36對(duì)應(yīng) p4 點(diǎn)10ns 100ns1 s

13、10 s 100 s 1ms10ms100ms1s200ms100ms100s1ks10ks100ks1ms10ms采樣率 (/s)1kb 記錄長度1mb 記錄長度掃速 (t/div)p1p3p2p4結(jié)論：在選用dso 時(shí)，對(duì)相同最高采樣率的dso，應(yīng)該選用記錄長度較大的，這樣掃速在精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 35 頁，共 37 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 35 頁，共 37 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎

14、下載較大范圍變化時(shí)，采樣速度不必跟著變化。第七章阻抗測(cè)量7.3 判斷圖 7.30 交流電橋中哪些接法是正確的？哪些錯(cuò)誤的？并說明理由。解：根據(jù)電橋平衡原理，（a）241311cjrcjr2413crcr，所以該電橋是正確的。（b）24131ljrcjr可知該式不成立，所以該電橋是錯(cuò)誤的。（c）244321)1(1)(rcjrcjljr42243231cjrrrclcjr所以只要滿足2432rrcl，4231crcr即424132rlcrcr，所以該電橋是正確的。（d）2422431llljljrr可知該式不成立，所以該電橋是錯(cuò)誤的。7.4 試推導(dǎo)圖7.31 交流電橋平衡時(shí)計(jì)算xr和xl的公式。

15、若要求分別讀數(shù)，如何選擇標(biāo)準(zhǔn)元件？解：32441)()1(cjljrrcjrxx334242cjrclcjrrrxx所以342crrlx，342ccrrx，選擇 c3,c4 作為標(biāo)準(zhǔn)元件。7.8 利用諧振法測(cè)量某電感的q 值。當(dāng)可變電容為100pf 時(shí)，電路發(fā)生串聯(lián)諧振。保持頻率圖7.30交流電橋的圖7.31交流電橋平衡精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 36 頁，共 37 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 36 頁，共 37 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載不變，改變可變電容，半功率點(diǎn)處的電容分別為102pf 和 98pf，求該電感的q 值。解：根據(jù) q 表串聯(lián)諧振工作原理，)1(11cljrz)1(22cljrz由于 c1，c2 分別在半功率點(diǎn)時(shí))1(121clcl)11(2112ccl因?yàn)樘幱诎牍β庶c(diǎn)，所以有rclr2)1(212即rcl311，rcc