電子測量復(fù)習(xí)提綱

1、8電子測量技術(shù)復(fù)習(xí)提綱試卷類型：一、填空題：30%；二、單項選擇題：10%；三、判斷題：10%；四、問答題：25%；五、計算題：25%。復(fù)習(xí)要求：第一章：1、掌握電子測量的特點和一般方法（偏差、零位、微差） 。特點： （ 1）測量頻率范圍寬（ 2）測量量程寬（ 3）測量準確度高低相差懸殊（ 4）測量速度快（ 5）可以進行遙測（ 6）易于實現(xiàn)測試智能化和測試自動化（ 7）影響因素眾多，誤差處理復(fù)雜一般方法： 直接、間接、組合。時域、頻域、數(shù)據(jù)域、隨機。2、掌握測量儀表的主要性能指標(biāo)和計量的基本概念。性能指標(biāo)： （ 1）精度：精密度、正確度、準確度（ 2）穩(wěn)定性：穩(wěn)定度、影響量（ 3）輸入阻抗（

2、4）靈敏度（ 5）線性度（ 6）動態(tài)特性計量的基本概念： 計量是利用技術(shù)和法制手段實現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準確可靠的測量。單位制： 任何測量都要有一個統(tǒng)一的體現(xiàn)計量單位的量作為標(biāo)準，這樣的量稱為計量標(biāo)準。計量基準： 1、主基準 2 、副基準 3 、工作基準例題： 設(shè)某待測量的真值為土 10 00，用不同的方法和儀器得到下列三組測量數(shù)據(jù)。 試用精密度、 正確度和準確度說明三組測量結(jié)果的特點： ， ， ， ， ， ， ， ， ， ； ， ，1，999,。答：精密欠正確； 準確度低； 準確度高。解釋名詞： 計量基準； 主基準； 副基準； 工作基準。答： 用當(dāng)代最先進的科學(xué)技術(shù)和工藝水平，以最高的準確度和穩(wěn)

3、定性建立起來的專門用以規(guī)定、保持和復(fù)現(xiàn)物理量計量單位的特殊量具或儀器裝置等。 主基準也稱作原始基準，是用來復(fù)現(xiàn)和保存計量單位，具有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所能達到的最高準確度的計量器具，經(jīng)國家鑒定批準，作為統(tǒng)一全國計量單位量值的最高依據(jù)。因此，主基準也叫國家基準。 副基準：通過直接或間接與國家基準比對，確定其量值并經(jīng)國家鑒定批準的計量器具。其地位僅次于國家基準，平時用來代替國家基準使用或驗證國家基準的變化。 工作基準：經(jīng)與主基準或副基準校準或比對，并經(jīng)國家鑒定批準，實際用以檢定下屬計量標(biāo)準的計量器具。說明檢定、比對、校準的含義。各類測量儀器為什么要定期進行檢定和比對。 答：檢定：是用高一等級準確度的計量器

4、具對低一等級的計量器具進行比較，以達到全面評定被檢計量器具的計量性能是否合格的目的。比對：在規(guī)定條件下，對相同準確度等級的同類基準、標(biāo)準或工作計量器具之間的量值進行比較，其目的是考核量值的一致性。校準：校準是指被校的計量器具與高一等級的計量標(biāo)準相比較，以確定被校計量器具的示值誤差的全部工作。 一般而言，檢定要比校準包括更廣泛的內(nèi)容。通過對各級基準、標(biāo)準及計量器檢定、比對和校準以保證日常工作中所使用的測量儀器、 量具的量值統(tǒng)一。第二章：1、掌握誤差的類型和來源。類型：滿刻度誤差、系統(tǒng)誤差、隨機誤差、粗大誤差。來源：儀器誤差、使用誤差、人身誤差、影響誤差、方法誤差。2、掌握系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因、系統(tǒng)

5、誤差的判斷及消除系統(tǒng)誤差的測量方法。原因：（1）測量儀器設(shè)計原理及制作上的缺陷。例如刻度偏差，刻度盤或指針安裝偏心，使用過程中零點漂移，安放位置不當(dāng)。（2）測量時的環(huán)境條件（如濕度、溫度及電源電壓等）與儀器使用的要求不一 致等。（3）采用近似的測量方法或近似的測量公式等。（4）測量人員估讀數(shù)時習(xí)慣于偏向某一方向等原因所引起的誤差。3、掌握隨機誤差的特點及隨機誤差的處理方法。隨機誤差的特點：有界性、對稱性、抵償性。處理方法：P314、掌握測量數(shù)據(jù)的處理方法（有效、結(jié)果），會寫測量報告。P51現(xiàn)校準一個量程為100 mV,表盤為100等分刻度的毫伏表，測得數(shù)據(jù)如下：儀表刻度值（mV）0102030

6、405060708090100標(biāo)準儀表示值（mV）絕對誤差（mV）修正值c （mV）求： 將各校準點的絕對誤差A(yù) U和修正值c填在表格中；10 mV刻度點上的示值相對誤差rx和實際相對誤差rA;確定儀表的準確度等級；確定儀表的靈敏度。 解：rx =10X100喉1% rA =X100險% 因為：A xm= mV rm =100= %所以：s= 100/100 =1 mV；如題圖所示，用內(nèi)阻為 RV的電壓表測量 A B兩點間電壓，忽略電源 E、電阻R1、 電的誤差，求: 不接電壓表時，A B間實際電壓 小; 若R=20KQ,由它引入的示值相對誤差和實際相對誤差各為多少 若R=1MQ,由它引入的示

7、值相對誤差和實際相對誤差又各為多少解： UA=0- 12= 9.6V 5+ 20 Ux2= -0 12= 8V5+ 10R外= 2012圖用數(shù)字電壓表測得一組電壓值如下表:nXinXinXi161127123813491451015判斷有無壞值，寫出測量報告值。解：(1)用公式x -nXi求算術(shù)平均值。15x=15(20.42+20.43 +20.40)=i 1(2)歹U出Vi和V如表一11 n 2115 2(3)=v2=Jm、0.0327n 1 i 1v n 1 i 1表一1nVi2VinVi2VinVi2Vi1612713814925110314153(X =從表中可以看出，剩余殘差最大的

8、第8個測量數(shù)據(jù)，其值為:v8 = 0.10=0.103 , n8為壞值應(yīng)剔除。(4)剔除防后的算術(shù)平均值(5)重新列出Vi和V如表一2表一2nVi2VinVi2VinVi2Vi1612703814915121314(6)剔除小后的標(biāo)準差的估計值(7)剔除防后無壞值因此用數(shù)字電壓表測得結(jié)果為：按照有效數(shù)字的運算法則，計算下列各結(jié)果:x =x = X= 51.4 X= 190+ = =例1將下列數(shù)字保留到小數(shù)點后一位：，,，。解：一小于5舍，大于5入，等于5時采取偶數(shù)法則。第三章：1、掌握正弦信號發(fā)生器的主要性能指標(biāo)。指標(biāo)：(1)頻率特性(2)輸出特性(3)調(diào)制特性2、掌握低頻信號RG積分電路構(gòu)成

9、的低頻信號發(fā)生器的工作原理P68 P723、掌握射頻信號(鎖相、合成)發(fā)生器的工作原理。P82、P84題圖是簡化了的頻率合成器框圖，f 1為基準頻率，f 2為輸出頻率，試確定兩者之間的關(guān)系。若f 1 =1MHz分頻器+ n和+m中n、m可以從1變到10,步長為1,試確定f 2的頻率范圍題圖解：相位鎖定時：fn=f2/mf2=fi m/n當(dāng) m=1 n =10 時 f 2min = f l/10 =當(dāng) m=10 n =1 時 f2max= 10f i=10MHz用題3.18圖（a所示方案觀測網(wǎng)絡(luò)瞬態(tài)響應(yīng)，如果輸入波形是矩形脈沖（b）, 被觀測網(wǎng)絡(luò)分別為（c）、（d）,則示波器上顯示的輸出波形各為

10、什么觀測裝置由輸入波形Hu.（由被觀測網(wǎng)絡(luò)解：對網(wǎng)絡(luò)（C） ： 丁弋=RC5RC v T/2即：T T/10則圖（C）為微分電路,所以，輸入方波脈沖時，輸出為正負尖峰脈沖。對網(wǎng)絡(luò)（d） : 丁 p = RC 5RCVT/2即：r T/10則圖（d）為耦合電路,所以，輸入方波脈沖時，輸出為近似的方波脈沖第四章：1、掌握示波器的主要技術(shù)指標(biāo)及基本組成和工作原理。技術(shù)指標(biāo)：1）頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)3也叫帶寬。指垂直偏轉(zhuǎn)通道（Y方向放大器）對正弦波的幅頻響應(yīng)下降到中心頻率的 （-3dB） 的頻率范圍。2）偏轉(zhuǎn)靈敏度（ S）單位輸入信號電壓Uy引起光點在熒光屏上偏轉(zhuǎn)的距離H稱為偏轉(zhuǎn)靈敏度 S：S= H /

11、u y3）掃描頻率掃描頻率表示水平掃描的鋸齒波的頻率。一般示波器X 方向掃描頻率可由 t/cm 或 t/div 分檔開關(guān)進行調(diào)節(jié)，此開關(guān)標(biāo)注的是時基因數(shù)。4）輸入阻抗輸入阻抗是指示波器輸入端對地的電阻Ri 和分布電容Ci 的并聯(lián)阻抗。5）示波器的瞬態(tài)響應(yīng)示波器的瞬態(tài)響應(yīng)就是示波器的垂直系統(tǒng)電路在方波脈沖輸入信號作用下的過渡特性。上升時間 t r 越小越好。6）掃描方式線性時基掃描可分成連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描兩種方式。基本組成：Y通道、X通道、Z通道、示波管、幅度校正器、掃描時間校正器、電源幾部分組成。工作原理： P1082、 掌握示波器的使用及校正方法。 P119電子示波器由哪幾個部分組成各部分的

12、作用是什么答：電子示波器由 Y通道、X通道、Z通道、示波管、幅度校正器、掃描時間校正器、電源幾部分組成。Y 通道的作用是： 檢測被觀察的信號， 并將它無失真或失真很小地傳輸?shù)绞静ü艿拇怪逼D(zhuǎn)極板上。X通道的作用是：產(chǎn)生一個與時間呈線性關(guān)系的電壓，并加到示波管的x偏 轉(zhuǎn)板上去，使電子射線沿水平方向線性地偏移，形成時間基線。Z 通道的作用是： 在時基發(fā)生器輸出的正程時間內(nèi)產(chǎn)生加亮信號加到示波管控制柵極上，使得示波管在掃描正程加亮光跡，在掃描回程使光跡消隱。示波管的作用是：將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，顯示被測信號的波形。幅度校正器的作用是：用于校正Y 通道靈敏度。掃描時間校正器的作用是：用于校正 x 軸時

13、間標(biāo)度，或用來檢驗掃描因數(shù)是否正確。電源的作用是：為示波器的各單元電路提供合適的工作電壓和電流?，F(xiàn)有下列三種示波器，測量上升時間， ，為 80ns 的脈沖波形，選用哪一種好為什么SBT5同步示波器 f h=10MHz tr40nsoSBM10通用示波器 fh =30MHz tr012ns。SR- 8 雙蹤示波器 f h=15MHz tr 2,1ns0解：(1) tri=350/ fh= 350 /10 =35 ns(2) tr2 = 350/fh= 350 /30=12 nstr3= 350/ fh=350 /15 =23 nstr2 最小，選用 SBM10通用示波器好。時基發(fā)生器由幾部分組成

14、各部分電路起什么作用為什么線性時基信號能展開波形答：時基發(fā)生器由閘門電路、掃描發(fā)生器和釋抑電路組成。時基閘門電路的作用是控制掃描電壓發(fā)生器的工作，它是一個雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，當(dāng)觸發(fā)脈沖到來時，電路翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，使掃描電壓發(fā)生器開始工作。掃描發(fā)生器掃的作用是產(chǎn)生高線性度的鋸齒波電壓。釋抑電路的作用是用來保證每次掃描都開始在同樣的起始電平上。在水平偏轉(zhuǎn)板上加一線性鋸齒波掃描電壓ux ，該掃描電壓將Y 方向所加信號電壓 uy 作用的電子束在屏幕上按時間沿水平方向展開。計算下列波形的幅度和頻率( 經(jīng)探頭接入 ) ：1) V div 位于檔，t /div位于2ds檔。D= 3divD =2divD =5

15、divHk 2div ,H = 5div ,H = 3div ,解： U=2 div x/div X10 = 4V T =3 div X2 d s/div=6sf =1/T =167KHz U = 5 div x/div X10 = 10V T =2 div X2 d s/div=4sf =1/T =250KHzU = 3 div x/div X10 = 6V T =5 div x 2 d s/div = 10d sf =1/T =100KHzV/div位于檔，t/div位于50 ds檔 H = 5divD =6div H = 4divD =4div H =2div , D =5div解： U

16、 = 5 div x/div X10= T=6 div x 50 d s/div =300 sf = 1/T = U=4 div x/div X10 = 2VT =4 div X50 d s/div =200 sf =1/T =5KHz U=2 div x/div X10 = 1VT =5 div X50 d s/div =250 sf 1/T 4KHzV/div位于20檔，t/div位于檔。H= 2div ,D=H=1div , D = 1divH= , D =2div解： U=2 div X20V/divX10 = 400VT = div x/div =f =1/T =4HzT = 1di

17、v x/ div =2 div x/div = 1s U = 1 div X20V/divX10 = 200Vf 1/T 2Hz U = x 20V/div x 10= 100V Tf 1/T 1Hz有兩個周期相同的正弦波，在屏幕上顯示一個周期為6個div ,兩波形間相位間隔為如下值時，求兩波形間的相位差。(1) div (2) 2 div(3) 1 divdiv (5) div (6) div解：(1) 3 =X 360/6 =303 =2X360 /6 =120= 1X360/6 =603 =X 360 /6 = 90(|)=X 360/6 =723 =X 360 /6 =108第五章：1

18、、了解頻率測量的方法，掌握電子計數(shù)法測量頻率、周期的工作原理及誤差分析和減小測量誤差的措施。P142P153減小誤差：(1)頻率：提高晶振頻率的準確度和穩(wěn)定度以減小閘門時間誤差擴大閘門時間T或倍頻信號頻率fx以減小 1誤差以減小閘門時間誤差。被測信號頻率較低時，采用側(cè)周期的方法測量。(2)周期：周期倍乘2、掌握諧振法測頻，頻率電壓轉(zhuǎn)換法測頻的工作原理。P162164用一臺七位計數(shù)式頻率計測量 f x= 5MHz的信號頻率，試分別計算當(dāng)閘門時間為1s、和10ms時，由于“土1”誤差引起的相對誤差。解：閘門時間為1s時:NfxT5 10 6-60.2 10閘門時間為時:1 _1_fxT5 10 6

19、 0.10.210 5閘門時間為10ms時：NfxT1=5 10 6 10 10 30.210 4用某計數(shù)式頻率計測頻率， 已知晶振頻率的相對誤差為 fc/ fc=5X108,門控時間T=1s,求:(1)測量= 10MHZ寸的相對誤差;(2)測量=10kHz時的相對誤差；并提出減小測量誤差的方法。解：(1)fxfc fc1fxT)=(5 108 +17a-)= 1.5 10 710 106 1(2)fxfc fc)=(5 108 +從Afx/ f x的表達式中可知， 提高晶振頻率的準確度可減少八fc/ f c的閘門時間誤差， 擴大閘門時間T或倍頻被測信號可減少土1誤差用計數(shù)式頻率計測信號的周期

20、，晶振頻率為10MHz其相對誤差 f fc= 5X10-8,周期倍乘開關(guān)置X 100,求測量被測信號周期 Tx=10q 時的測量沖頭慶 . 0解:工=(+ )=(TxfcmfxTc5 10 +100 10 10 6 10 106)=104簡述電橋法、諧振法、f-V轉(zhuǎn)換法測頻的原理，它們各適用于什么頻率范圍這三種測頻方法的測頻誤差分別決定于什么答：電橋法測頻的原理是利用電橋的平衡條件和被測信號頻率有關(guān)這一特性來測頻。交流電橋能夠達到平衡時有：電橋法測頻適用于10kHz以下的音頻范圍。在高頻時，由于寄生參數(shù)影響嚴重，會使測量精確度大大下降。電橋測頻的精確度約為土1)%0電橋法測頻的精確度取決于電橋中各元件的精確度、判斷電橋平衡的準確度(檢流計的靈敏度及人眼觀察誤差)和被測信號的頻譜純度。能達到的測頻精確度