電氣測(cè)量(第5版)習(xí)題答案1匯總

1、電氣測(cè)量習(xí)題參考答案11. 用電壓表測(cè)量實(shí)際值為220V的電壓，若測(cè)量中該表最大可能有±5%相對(duì)誤差，則可能出現(xiàn)的讀數(shù)最大值為多大。若測(cè)出值為230V，則該讀數(shù)的相對(duì)誤差和絕對(duì)誤差為多大。解：可能出現(xiàn)的讀數(shù)最大值為220+2沖島二231V若測(cè)出值為230V,則該讀數(shù)的絕對(duì)誤差為A=AA=230-220=10VX0相對(duì)誤差為10220X100%=4.5%2. 用量程為10A的電流表，測(cè)量實(shí)際值為8A的電流，若讀數(shù)為8.1A,求測(cè)量的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。若所求得的絕對(duì)誤差被視為最大絕對(duì)誤差，問該電流表的準(zhǔn)確度等級(jí)可定為哪一級(jí)?解：該讀數(shù)的絕對(duì)誤差為A=AA=8.18=0.1AX0該表的最

2、大引用誤差為A0.1Y=mX100%=X100%=1.25%mA8m按表1-1該電流表的準(zhǔn)確度等級(jí)可定為1.5級(jí)3. 用準(zhǔn)確度為1級(jí)、量程為300V的電壓表測(cè)量某電壓，若讀數(shù)為300V,則該讀數(shù)可能的相對(duì)誤差和絕對(duì)誤差有多大，若讀數(shù)為200V，則該讀數(shù)可能的相對(duì)誤差和絕對(duì)誤差有多大。解：準(zhǔn)確度1級(jí)、量程為300V的電壓表，最大絕對(duì)誤差為A二Axy二300x(±1%)二±3Vmmm若讀數(shù)為300V,則該讀數(shù)可能的最大絕對(duì)誤差為士3V，相對(duì)誤差為Y A±3Y =二二±1%A300x讀數(shù)為200V時(shí)，則該讀數(shù)可能的最大絕對(duì)誤差仍為士3V，此時(shí)的相對(duì)誤差為=蘭二

3、士1.5%2004. 欲測(cè)一250V的電壓，要求測(cè)量的相對(duì)誤差不要超過土0.5%,如果選用量程為250V的電壓表，那么應(yīng)選其準(zhǔn)確度等級(jí)為哪一級(jí)?如果選用量程為300V和500V的電壓表，則其準(zhǔn)確度等級(jí)又應(yīng)選用哪一級(jí)？解：如果選用量程為250V的電壓表，可選準(zhǔn)確度為0.5級(jí)的電壓表，其最大絕對(duì)誤差為A二Axy二250x(±0.5%)二±1.25Vmmm在測(cè)量250V時(shí)相對(duì)誤差不會(huì)超過±0.5%。若選用量程為300V的電壓表，準(zhǔn)確度為0.5級(jí)時(shí)，其最大絕對(duì)誤差為1.5V，測(cè)量250V時(shí)相對(duì)yA±1.5誤差為'=丁=奇二士0.6%，不能滿足要求，必須選

4、用0.2級(jí)，最大絕對(duì)誤差為0.6V，測(cè)量250V時(shí)A250xyA士0.6相對(duì)誤差為'=-=50=±024%，不會(huì)超過±0.5%。A250x若選用量程為500V的電壓表，準(zhǔn)確度為0.2級(jí)時(shí)，其最大絕對(duì)誤差為IV，測(cè)量250V時(shí)相對(duì)誤yA士1差為"=丁=士0.4%，可以滿足要求.A250x5. 某功率表的準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí)，表的刻度共分為150個(gè)小格，問：(1)該表測(cè)量時(shí)，可能產(chǎn)生的最大誤差為多少格?(2)當(dāng)讀數(shù)為140格和40格時(shí)，最大可能的相對(duì)誤差為多大?解：(1)該表測(cè)量時(shí)，可能產(chǎn)生的最大相對(duì)誤差為士0.5%，最大絕對(duì)誤差為A=Axy=150x(

5、77;0.5%)=±0.75格mmm(2)當(dāng)讀數(shù)為140格時(shí)最大相對(duì)誤差為y=a±0.75140=±0.535%17當(dāng)讀數(shù)為40格時(shí)最大相對(duì)誤差為士0.7540=±1.875%KU6.利用電位差計(jì)校準(zhǔn)功率表，設(shè)電路如附圖11所示，由圖可知P=nKU。式中U為電位差計(jì)測(cè)出RCCN的負(fù)載端電壓讀數(shù)，K為電位差計(jì)分壓箱的衰減比，U為電位差計(jì)測(cè)出的串聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)電阻R上的電壓讀數(shù)。若NN電位差計(jì)測(cè)量電壓的誤差為土0.015%，標(biāo)準(zhǔn)電阻R其銘牌阻值可能最大誤差為土0.01%，電位差計(jì)的分壓箱衰N減比最大誤差為土0.02%，求測(cè)出的功率戶的最大可能誤差。附圖11解：J=n

6、+|my2|+|py3+|qY+r5=1X0.02%+1X0.015%+1X0.02%+1X±0.015%+1X0.01%=0.08%7.測(cè)量95V左右的電壓，實(shí)驗(yàn)室有0.5級(jí)0-300V量程和1級(jí)0100V量程的兩臺(tái)電壓表供選用，為能使測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，應(yīng)選用哪一個(gè)。解：用0.5級(jí)0-300V量程的電壓表測(cè)量95V電壓，最大絕對(duì)誤差為A=Axy=300x(±0.5%)=+1.5Vmmm最大相對(duì)誤差為±1.5=+1.57%95用1級(jí)0100V量程的電壓表測(cè)量95V電壓，最大絕對(duì)誤差為A=Axy=100x(±1.0%)=±1Vmmm最大相對(duì)誤差為y

7、=a_A'x±1=95=±1.05%可見在測(cè)量95V電壓的時(shí)候，0.5級(jí)0-300V量程的電壓表準(zhǔn)確程度,還不如I級(jí)0100V量程的電壓表。第二章1.有一磁電系表頭，內(nèi)阻為150Q,額定壓降為45mV,現(xiàn)將它改為150mA量程的電流表，問應(yīng)接多大的分流器，若將它改為15V的電壓表，則應(yīng)接多大的附加電阻？求得擴(kuò)程倍數(shù)n=i0.3cc1500解：改為150mA量程的電流表，可先求得表頭的滿偏電流I:I=°5mV=O.3mAR150分流器電阻R二j=0.30060shn-1500一115V45mV改為15V的電壓表的擴(kuò)程倍數(shù)m=二333.3附加電阻R二(m1)R

8、二(3331)150二498000adC2.有一C2-V型電壓表，其量程為150V/300V/450V,每一量程的滿偏電流都是3mA，求各量程的電壓表內(nèi)阻及相應(yīng)的電壓靈敏度。用三種量程分別測(cè)量100V的電壓，問其表耗功率分別為多大？解：各量程的電壓表內(nèi)阻1501)150V量程的電壓表內(nèi)阻二0003二500000測(cè)量100V電壓的表耗功率=(100I50000丿X50000二0.2W2)300V量程的電壓表內(nèi)阻R二0003二1000000測(cè)量100V電壓的表耗功=(100I100000丿X100000二0.1W3)450V量程的電壓表內(nèi)阻R二0003二1500000測(cè)量100V電壓的表耗功=x1

9、50000二0.06W1150000丿3.有一磁電系毫伏表，其量程為150mV,滿偏電流為5mA,求該毫伏計(jì)的內(nèi)阻。若將其量程擴(kuò)大為150V,其附加電阻為多大?若將其改為量程為3A的電流表，則應(yīng)裝接多大的分流器？解：毫伏計(jì)的內(nèi)阻量程擴(kuò)大為150V，其附加電阻按式2-18Rad二（黒-1）X30二9"X30二2"70°改為量程為3A的電流表，則應(yīng)裝接的分流器可從n二0005求得R30R=一二二0.05°shn-1600-14.有一磁電系電流表，其量程為1A,指針位于滿刻度值位置時(shí)，表耗功率為1.5W，求內(nèi)阻為多少？另磁電系電流表其量程為2A,指針位于滿刻度

10、值位置時(shí)，表耗功率亦為1.5W，則該表內(nèi)阻為多少？解：量程為1A,表耗功率為1.5W的表內(nèi)阻為P12r=I2量程為2A,表耗功率為1.5W的表內(nèi)阻為P1.5r=0.375°I2225；某電動(dòng)系電壓表滿偏電流為40mA，若要制成為150V/300V/450V三種量程，求各量程的附加電阻各為多少？電壓靈敏度為多少？解：電動(dòng)系電壓表的內(nèi)阻可認(rèn)為近似等0,制成為150V量程的附加電阻為150R=3750°ad0.04電壓靈敏度為1二25°電壓靈敏度為0.04v制成為300V量程的附加電阻為Rad300麗75000電壓靈敏度為一二25電壓靈敏度為0.04v制成為450V量程

11、的附加電阻為450R二二112500ad0.0410電壓靈敏度為=25一電壓靈敏度為0.04v6.兩個(gè)電阻串聯(lián)后，接到電壓為100V的電源上，電源內(nèi)阻可略去不計(jì)，已知兩電阻值分Rl=40kQ,R2=60kQ兩電阻上壓降實(shí)際為多少?若用一內(nèi)阻為50kQ的電壓表分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)電阻上的電壓，則其讀數(shù)將為多少？解：100R1電阻上壓降為40000；60000X40000二40V100R2電阻上壓降為40000；60000X60000二60V若用一內(nèi)阻為50kQ的電壓表測(cè)量，其值為40kQx50k0x40k0x50k0*60k040k0+50k040k0+50k0100二27.6V若用一內(nèi)阻為50kQ的電

12、壓表測(cè)量R1電阻上壓降,其值為100二40.5V60k0x50k0x60k0x50k060k0+50k0+40k060k0*50k07；用一只內(nèi)阻為9Q的毫安表測(cè)量某電路的電流，其讀數(shù)為100mA，若在毫安表電路內(nèi)再串聯(lián)一只200電阻時(shí)，毫安表讀數(shù)為80mA，問該電路不接毫安表時(shí)，電路的實(shí)際電流為多少?解：設(shè)電源電壓為U,負(fù)載電阻為R,可得二0.1A9+20+R-°'°8A聯(lián)立求解可得R=71。、U=8V不接毫安表時(shí)，電路的實(shí)際電流為8/71=112mA8. 用內(nèi)阻為50kQ的直流電壓表測(cè)量某直流電源電壓時(shí)，電壓表讀數(shù)為100V。用改用內(nèi)阻為為lOOkQ的電壓表測(cè)量

13、，電壓表讀數(shù)為109V，問該電路的實(shí)際電壓為多少。解：設(shè)電源內(nèi)阻為R電源電壓為Ui100=U50R+50i109=UR+100i聯(lián)立求解可得R=9.8kQ、電路的實(shí)際電壓為119.6Vi9. 有一電壓互感器，其變比為6000V/100V,另有一電流互感器，其變比為100A/5A,當(dāng)互感器二次側(cè)分別接上滿程為100V電壓表和5A電流表，測(cè)量某交流電路的電壓與電流時(shí)，其讀數(shù)分別為99V和3.5A,求一次側(cè)電路的實(shí)際電壓與電流值。解：電壓互感器變比為6000V/100V=60讀數(shù)為99V時(shí)實(shí)際電壓U=99VX60=5901V電流互感器變比為100A/5A=20讀數(shù)為3.5A時(shí)實(shí)際電流I=3.5AX2

14、0=70A10. 某HL3型電流互感器；二次測(cè)的額定阻抗為0.4Q，現(xiàn)有三臺(tái)電流表供選擇：一為D2型5A電流表，內(nèi)阻為0.5Q；第二臺(tái)為D2型5A電流表：其內(nèi)阻為0.3Q,第三臺(tái)為T19型5A電流表，內(nèi)阻為0.08Q。問應(yīng)選用額定阻抗大的；還是小的較適合，如選小的應(yīng)選接近額定阻抗的還是越小越好?解：電流互感器的一次側(cè)安匝樹是不變的，電流表內(nèi)阻較大時(shí)，若二次側(cè)電流減小，就會(huì)使磁化電流加大，力圖使二次側(cè)電流有一些增加保持變比不變，因此會(huì)導(dǎo)致鐵芯發(fā)熱，所以電流表內(nèi)阻原則上應(yīng)選較小的。二次測(cè)的額定阻抗為0.4Q時(shí)，可選內(nèi)阻偏小的0.30電流表。電流表內(nèi)阻比額定阻抗小太多時(shí)，也可能會(huì)使變比改變?cè)斐烧`差，

15、應(yīng)選內(nèi)阻接近額定阻抗的電流表。11.AC9/1檢流計(jì)的電流常數(shù)為3x10-10A/div(ldiv=l°),如標(biāo)尺距檢流計(jì)小鏡為2m,光點(diǎn)偏轉(zhuǎn)為50mm,求流過檢流計(jì)的電流大小和檢流計(jì)的靈敏度。解：檢流計(jì)的靈敏度tg2x23x10-10=232X106Adtg2axlS=II1=S=13并=0.00021x10-6A12；采用FJ10型分壓箱擴(kuò)大電位差計(jì)量程，若被測(cè)電壓分別為15V、220V,電位差計(jì)的最大量限為1.8V,問應(yīng)選擇分壓箱的比率為多大才適合。解：被測(cè)電壓為15V電位差計(jì)的最大量限為1.8V,可選擇分壓箱的比率為X10被測(cè)電壓為220V,電位差計(jì)的最大量限為1.8V,可選

16、擇分壓箱的比率為X200。13.有一只量程為100gA的電流表，滿偏時(shí)表頭壓降為10mV,擬改裝成lOmA/50mA/100mA/500mA的多量程電流表,試畫出其測(cè)量電路圖,并計(jì)算各分流器電阻。解：可采用開路式分流器,測(cè)量電路如下圖10x10-3已知表頭內(nèi)阻Rc=而亦=°x103°R0.1x103RJ=1.01°sh1n-110-10.1R0.1x103R0.2°sh2n-15010.1R0.1x103RJ=0.1°sh1n-1100110.1R0.1x103R=0.02°sh1n-15000.114.要求設(shè)計(jì)一多量程電壓表，其量程

17、為50V/250V/500V,電壓靈敏度為200000/V，試選擇表頭及測(cè)量電路,并計(jì)算各檔的附加電阻值。解：從電壓靈敏度為200000/V，可選擇表頭滿偏電流為1V/200000=50卩A,表頭內(nèi)阻為20000，該表頭作為電壓表使用時(shí)，滿偏電壓0.1V,若采用共用附加電阻，其測(cè)量電路如下圖，附加電阻值分別為量程為50V時(shí)量程為250V時(shí)量程為500V時(shí)RadRadRad二(m-1)R二(500-1)2000二998000Qc二(m-1)R二(2500-1)2000二4998000Qc二(m-1)R二(5000-1)2000二9998000Qc15.用萬用表測(cè)量某放大電路的輸入信號(hào)為3dB,輸

18、出信號(hào)為53dB，求該電路的電壓放大倍數(shù)。如果負(fù)載電阻為160,試計(jì)算其功率放大倍數(shù)。解：3dB對(duì)應(yīng)的電壓值為1.1V，53dB對(duì)應(yīng)的電壓值為346V，該電路的電壓放大倍數(shù)為314倍?；蛑苯佑梅重惐硎?，電壓放大倍數(shù)為53db-3db=50db。輸入信號(hào)為3dB時(shí)功率為P=竽1R罟=0075WU2(346)2輸入信號(hào)為53dB時(shí)功率為P=7482-2W2R16功率放大倍數(shù)為7482.2/0.075=9976216.用0.5級(jí)、量程為50V、內(nèi)阻為200kQ的萬用表，和用0.5級(jí)、量程為50V、內(nèi)阻為2kQ,的電磁系電壓表，分別測(cè)量一個(gè)電阻R=7.5kQ上的電壓，設(shè)電阻上的電壓是50V，試比較用這

19、兩種表的可能存在的誤差。解：設(shè)電源無內(nèi)阻，兩表同樣為0.5級(jí)，量程同樣為為50V，測(cè)量時(shí)兩種表可能存在的誤差相同。若電源存在內(nèi)阻，則所用的電壓表內(nèi)阻越小，表耗電流越大，接上電壓表后對(duì)電阻上的電壓影響越大雖然,兩表同樣為0.5級(jí)，內(nèi)阻大的電壓表造成的誤差較小。第三章1有一電爐銘牌標(biāo)明其功率P=lkW、U-=220V,要用功率表測(cè)量它的功率，若功率表的量程為2.5A/5A、150V/300V,問測(cè)量時(shí)選用什么量程比較適合。解：1=1000/220=4.54A必須選量程為5A、300V的量程才不會(huì)過載。2：有一電器屬感性負(fù)載，已知P=100W時(shí)，I=0.9A,cos9=0.5。若可供選擇的功率表分別

20、為2.5A/150V、2.5A/300V、5A/300V、10A/300V，問選哪一種較為適合。若以上功率表刻度盤都是150格，則測(cè)量時(shí)指針偏轉(zhuǎn)多少格。解：U=100/0.9X0.5=220V應(yīng)選量程為2.5A/300V的功率表，該表滿刻度為750W，每格為5W，測(cè)量100W功率時(shí)，指針應(yīng)轉(zhuǎn)20格。3,有兩個(gè)電路，其負(fù)載電阻分別為R=10kQ、R=100Q，負(fù)載兩端電壓為220V。用功率表測(cè)量這兩個(gè)電12路的功率；已知功率表參數(shù)心”尸0.10、R=1.5kQ，問應(yīng)如何選擇測(cè)量電路并畫出兩個(gè)電路的接線圖，并分別WAWV計(jì)算測(cè)量時(shí)的表耗功率。解：1）負(fù)載電阻為叫=10甌時(shí)，Rwa叫，應(yīng)選用電壓線圈

21、接前的方式，接線圖如下表耗功率=2202150022010000.1)2x0.1Q=32.2W+0.0000484W2）負(fù)載電阻為R2=1000時(shí)，RWVR2,應(yīng)選用電壓線圈接后前的方式，接線圖如下表耗功率220200+(-100.1)2x0.1Q=32.2+0.484=32.68W以上計(jì)算可知，電壓線圈接前或接后方式主要影響測(cè)量誤差，有時(shí)對(duì)表耗功率影響不大。4有一電動(dòng)系功率表，其額定量限10A/300V，現(xiàn)在該表的電流線圈中通以直流電，其電流為5A,在電壓線圈中通以50Hz交流電，其電壓為220V，問這時(shí)功率表的讀數(shù)為多大。若在該表的電流線圈中通以50Hz的交流電流，在電壓線圈中通以150H

22、z的交流電，則功率表的讀數(shù)為多少?解：在電動(dòng)系功率表的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩式(256)中MCP-ITiidM2dtT012dadM式中M為固定線圈與動(dòng)圈間的互感，通常12為常數(shù)。當(dāng)i、i為同頻率正弦波時(shí)，兩者乘積在一個(gè)12da12周期內(nèi)的平均值M不會(huì)為零。并等于M=KIIcos9，但當(dāng)一個(gè)為恒定直流，另一個(gè)為正弦電流時(shí)，其CPCP12乘積為正弦函數(shù)，而正弦函數(shù)在一個(gè)周期內(nèi)的平均值等于零。因此電流線圈中通以直流電，功率表的讀數(shù)將等于零。電流線圈中通50Hz的交流電流，即i=Isint，電壓線圈中通以150Hz的交流電，即i=Isin%t，11M22M乘積有兩項(xiàng)，其中一項(xiàng)為頻率等于4et的正弦波，另一項(xiàng)為頻率

23、等于伽的正弦波，兩項(xiàng)在一個(gè)周期中的平均值都等于零，所以功率表的讀數(shù)也將等于零5.某直流電路，電壓為120V,電流為3.8A，現(xiàn)用一功率表測(cè)量其功率，如果功率表選用電流量限為5A，電壓量限為150V，電流線圈內(nèi)阻為0.1350,電壓線圈內(nèi)阻為50000，試計(jì)算電壓線圈接前或電壓線圈接后時(shí)由功率表表耗功率引起的相對(duì)誤差。解：電壓為120V,電流為3.8A可求得負(fù)載電阻為31.57O,，功率為456W。若電壓線圈接前功率表測(cè)出功率P=P+12R=456+3.82x0.135=456+1.94=457.9WwWA測(cè)出功率與負(fù)載電阻實(shí)際消耗功率相比的相對(duì)誤差為457.9-456456二0.41%若電壓線圈接后功率表測(cè)出功率U22202P=P+二456+二456+9.68二465.68WwR5000WV測(cè)出功率與負(fù)載電阻實(shí)際消耗功率相比的相對(duì)誤差為465.6845621%Y=2.1%456負(fù)載電阻為電流線圈內(nèi)阻的229倍，電壓線圈內(nèi)阻負(fù)載電阻的161倍，取電壓線圈接前的誤差小。