電子測量老師布置作業(yè)參考答案電子檔

1、2.12 CD13型萬用電橋測電感的部分技術指標如下： 5H 1.1mH擋：±2(讀數(shù)值)±5H； 10mH110mH擋：±2(讀數(shù)值)±0.4(滿度值)。試求被測電感示值分別為10H，800H，20mH，100mH時該儀器測量電感的絕對誤差和相對誤差。并以所得絕對誤差為例，討論儀器誤差的絕對部分和相對部分對總測量誤差的影響。解：根據(jù)誤差公式計算各電感誤差如下：（1）10H （2）800H （3）20mH （4）100mH 由以上計算過程中的絕對誤差，可知當被測電感較小時儀器誤差的絕對部分對總誤差影響大，而被測電感較大時儀器誤差的相對部分對總誤差影響大。

2、這里對每個量程都有一個臨界值：5H 1.1mH檔：臨界值L1，即當被測電感L小于250H時：儀器誤差的絕對部分對總誤差影響大。即當被測電感L大于250H時：儀器誤差的相對部分對總誤差影響大。10mH110mH檔：臨界值L2，即當被測電感L小于27.5mH時：儀器誤差的絕對部分對總誤差影響大。即當被測電感L大于27.5m H時：儀器誤差的相對部分對總誤差影響大。2.14 對某直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓Ux進行了10次測量，測量結果如下： 次 數(shù)12345678910電壓/V5.0035.0115.0064.9985.0154.9965.0095.0104.9995.007求輸出電壓Ux的算術平均值及

3、其標準偏差估值。解：Ux的算術平均值次數(shù)12345678910電壓/V5.0035.0115.0064.9985.0154.9965.0095.0104.9995.007殘差(103V)-2.45.60.6-7.49.6-9.43.64.6-6.41.6標準偏差估值 2.16 設對某參數(shù)進行測量，測量數(shù)據(jù)為1464.3，1461.7，1462.9，1463.4，1464.6，1462.7，試求置信概率為95%的情況下，該參量的置信區(qū)間。解：因為測量次數(shù)小于20，所以測量值服從t分布，第一步：求算術平均值及標準偏差估值次數(shù)123456x1464.31461.71462.91463.41464.6

4、1462.7殘差1.0-1.6-0.40.11.3-0.6標準偏差估值算術平均值標準偏差估值第二步：查附錄B：t分布表，由n1=5及P=0.95，查得t=2.571第三步： 估計該參量的置信區(qū)間，其中 則在95%的置信概率下，電感L的置信區(qū)間為1462.3，1464.3。2.17 兩種不同的方法測量頻率，若測量中系統(tǒng)誤差已修正，所測得的頻率的單位為kHz。方法1 100.36 100.41100.28100.30100.32100.31100.37100.29方法2 100.33100.35100.28100.29100.30100.29（1）若分別用以上兩組數(shù)據(jù)的平均值作為該頻率的兩個估計值

5、，問哪一個估計值更可靠？（2）用兩種不同方法的全部數(shù)據(jù)，問該頻率的估計值（即加權平均值）為多少？解：（1）方法1：次數(shù)12345678f/kHz100.36 100.41100.28100.30100.32100.31100.37100.29殘差（102kHz）38-5-3-1-24-4標準偏差估值kHz同理可求出方法2的標準偏差估值，kHz次數(shù)123456f/kHz100.33100.35100.28100.29100.30100.29殘差（102kHz）2.34.3-2.7-1.71.3-1.7標準偏差估值kHz由此可見方法2測得的數(shù)據(jù)更為可靠。（2）由得kHz該頻率的估計值為100.31

6、kHz。2.19 對某信號源的輸出頻率fx進行了10次等精度測量，結果為110.050，110.090，110.090，110.070，110.060，110.050，110.040，110.030，110.035，110.030（kHz），試用馬利科夫及阿卑-赫梅特判劇判別是否存在變值系差。解：輸出頻率fx的平均值 次數(shù)12345678910fx/kHz110.050110.090110.090110.070110.060110.050110.040110.030110.035110.030殘差104 kHz-4535535515555-45-145-245-195-245（a）由馬利科夫判

7、據(jù)得：故存在變值系差（b）由阿卑-赫梅特判據(jù)得： 標準偏差估值 故存在變值系差2.23 通過電橋平衡法測量某電阻，由電橋平衡條件得出，已知電容C2的允許誤差為±5，電容C4的允許誤差為±2，R3為精密電位器，其允許誤差為±1，試計算Rx的相對誤差為多少？解：因為公式中含有分子和分母，用相對誤差傳遞公式較方便。2.26設 TOS6100 所測的接地電阻為 Rx， JD-2 標準電阻為 RN， 取 JD-2 標準電阻為 100m，在接地電阻測試儀 TOS6100 上進行 10 次重復測量，得到測量結果如下表所示：已知 TOS6100 在 100m 時的分辨率為 2m，

8、此時自由度為 50，接地導通電阻測試儀檢定裝置經(jīng)檢定，符合其技術指標要求，100m 處的誤差為±0.2%，此時自由度為 50，試求測量結果的擴展不確定度。(3)不確定度合成 由于不確定度分量 R1，R2相互獨立，因此，電阻測量得合成標準不確定度為2.30 測量x和y的關系，得到下表中的一組數(shù)據(jù)：xi4111826354352606972yi8.817.826.837.048.558.870.380.592.195.9試用最小二乘法對上述實驗數(shù)據(jù)進行最佳曲線擬合。解： （1） （2）代入題中給出相應的測量數(shù)據(jù)，為計算方便先代入（2）8.8=4b+a 58.8=43b+a17.8=11b

9、+a 70.3=52b+a26.8=18b+a 80.5=60b+a37.0=26b+a 92.1=69b+a48.5=35b+a 95.9=72b+a10個方程相加得：536.5=390b+10a (2)´再將（2）式10個方程分別乘以xi即得（1）式的10個方程:35.2=16b+4a 2528.4 =1849 b+43a195.8=121b+11a 3655.6 =2704 b+52a482.4=324b+18a 4830 =3600b+60a962=676b+26a 6354.9 =4761 b+69a1697.5=1225b+35a 6904.8 =5184 b+72a10

10、個方程相加得：27646.6=20460b+390a (1)´這里(1) (2)稱正規(guī)方程，解出這兩個方程得: a=3.73 b=1.28 則可作出最佳曲線如圖下所示。相應直線方程為：y=1.28x+3.73第3章3.9 XFG-7高頻信號發(fā)生器的頻率范圍為f=100kHz30MHz，試問應劃分幾個波段？（為答案一致，設k=2.4）解：而，解：（a），所以，步進 （b），所以，步進 （c）設VCO1輸出頻率為f1，則， 步進第4章4.10 用某計數(shù)式頻率計測頻率，已知晶振頻率fc的相對誤差為fcfc±5×108，門控時間T1s，求：（1）測量fx10MHz時的相對

11、誤差；（2）測量fx10KHz時的相對誤差，并找出減小測量誤差的方法。解：測頻±1誤差（1）（2）對相同閘門時間下，當被測頻率越高時，測頻相對誤差越小，同時晶振頻率誤差影響也越大。4.11 用某計數(shù)式頻率計測周期，已知晶振頻率fc的相對誤差為fcfc±5×108，時基頻率為10MHz，周期倍乘100。求測量10s周期時的測量誤差。解：計數(shù)器測周期誤差4.12 用某電子計數(shù)器測一個fx10Hz的信號頻率，當信號的信噪比S/N20dB時，分別計算當“周期倍乘”置于×1和×100時，由于轉(zhuǎn)換誤差所產(chǎn)生的測周誤差，并討論計算結果。解：由轉(zhuǎn)換誤差產(chǎn)生的測

12、周誤差為：因為：，所以所以“周期倍乘”置于×1時：所以“周期倍乘”置于×100時：由測周誤差可知，增大“周期倍乘”可以減少由轉(zhuǎn)換誤差產(chǎn)生的測周誤差。 第5章UOtUOtUOt5.3 利用全波平均值電子電壓表測量圖5.70所示三種不同波形（正弦波、方波、三角波）的交流電壓，設電壓表的讀數(shù)都是1V，問： （1）對每種波形，電壓表的讀數(shù)各代表什么意義？ （2）三種波形的峰值、平均值及有效值分別為多少？ （3）根據(jù)測量結果，將三個波形畫在同一坐標圖上以進行比較。解：（1）對正弦波，讀數(shù)為有效值，對其他波形，讀數(shù)僅能間接反應被測量的大小。圖5.70 習題5.3圖（2）因為，所以V因為

13、，即所以正弦波有效值為1V，峰值為V，均值為0.901V。方波有效值為V，峰值為V，均值為0.901V。三角波有效值為V，峰值為V，均值為0.901V。三種波形在同一坐標圖為：5.4 若在示波器上分別觀察峰值相等的正弦波、方波、三角波，得Up5V；現(xiàn)在分別采用三種不同檢波方式并以正弦波有效值為刻度的電壓表進行測量，試求其讀數(shù)分別為多少？解：已知各波形VP=5V 均值表： 正弦波 方波 三角波 峰值表：因為各波形峰值相同，所以三種波形的讀數(shù)均為： 有效值表：正弦波 ： 方波： 三角波：5.8 DS18型五位雙積分型數(shù)字電壓表中Us6.0000V，fc0.75MHz，計數(shù)器滿量程N160000，求

14、被測電壓Ux2.5000V時，計數(shù)器計數(shù)值N2為多大？采樣時間Tl和測量時間T2分別為多大？解：根據(jù)雙積分原理，可知（1）在準備期，進行定時積分，所以 5.9 試畫出圖5.71積分器的輸出時間波形圖（Uot），假設圖中C1F，R10k，圖中模擬開關的接通時間為：0-t1(10ms）S0、S1接通，S2、S3開關斷開； t1-t3(20ms）S1接通，其他開關斷開；t3-t4(10ms）S2接通，其他開關斷開；t4-t5(10ms）S3接通，其他開關斷開；t5-t6(10ms）S0、S3接通，S1、S2開關斷開。ACS0S1S2S30V+10V+5VR+5VU0+15+10+5051015102

15、030405060t1t2t3t4t5t6t/ms圖5.71 題5.9圖U0/V圖中假設模擬開關(S0S3）和運算放大器A均是理想器件。解：按照積分器工作原理，其輸出電壓和輸入電壓之間的關系為：0t1(10ms)：S0、S1接通，S2、S3斷開，A的同向與反向輸入端虛短，所以；t1t3(20ms)：S1接通，其他開關斷開，輸入端電壓等效為05V5V，Vt3t4(10ms)：S2接通，其他開關斷開，輸入端電壓等效為105V5V，t4t5(10ms)：S3接通，其他開關斷開，輸入端電壓等效為55V=0V，t5t6(10ms)：S0、S3接通，S1、S2斷開，所以輸出波形圖如下：5.12某逐次逼近比

16、較式A/D轉(zhuǎn)換器采用12位二進制，其內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換最高位為2048mV，最低位輸出為1mV，設輸入電壓為1893mV。其轉(zhuǎn)換結果為多少？試說明其逐次逼近比較的過程。（1）20481893，故b110，余數(shù)為1893；（2）10241893，故b101，余數(shù)（3）512869，故b91，余數(shù)為869512357；（4）256357，故b81，余數(shù)為357256101；（5）128101，故b70，余數(shù)為101；（6）64101，故b61，余數(shù)為1016437；（7）3237，故b51，余數(shù)為37325；（8）165，故b40，余數(shù)為5；（9）85，故b30，余數(shù)為5；

17、（10）45，故b21，余數(shù)為541；（11）21，故b10，余數(shù)為1；（12）11，故b01，余數(shù)為110。比較完成，比較結果為0111 0110 0101AUxKURUo123Uos5.17 論述HP3455DVM中校零方案的可行性。如圖5.74所示，開關K1時，測得U1 K2時，測得U2 K3時，測得U3圖5.74 題5.17圖經(jīng)微機進行下面的運算 的運算，則達到自動校零的目的。解：K1時，由放大器可知A×UOSU1K2時，由放大器可知A（USE）U2K3時，由放大器可知A（UXUOS）U3，由此可知計算結果與US無關。 第6章69 某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正弦信號兩個周期（幅度適當），問該示波器的掃描速度應該為多少？解：正弦信號頻率為10MHz，T，要在屏幕上顯示兩個周期，則顯示的時間為，掃描速度為6.11解：由，可知，選擇示波器時，信號上升時間應大于35 tR（示波器上升時間），或者帶寬大于35fM，這樣只有（2）和（4）滿足，而（4）的上升時間最小，觀察效果最好，但價