電子測(cè)量試題111

1、簡(jiǎn)笞題（每小g 8分，共32分）用間接法測(cè)量電阻R消耗的功率，可采用二種方案：p=IV和夕=螺來(lái)計(jì)尊的功率，設(shè) 所測(cè)電阻、電壓、電流測(cè)重的相對(duì)誤差分別為為=1%,=1.5%,嚴(yán)1=2%間屎用 哪種方案較好？簡(jiǎn)述用示波器和頻譜儀來(lái)叩測(cè)同一信號(hào)時(shí)的異同之處。要想較完整地觀測(cè)頻率為20KHz的方波，頻漕儀的掃描寬度應(yīng)至少達(dá)到多少？由交流電壓表測(cè)重的基本模式入手闡述模擬電壓表怎樣實(shí)現(xiàn)交流電壓的測(cè)重的。并舉一 例子（某電壓表）說(shuō)明表頭的刻度是如何定刻度的。五、計(jì)算題分）欲用電子計(jì)數(shù)器測(cè)重一個(gè)AN叩Hz的信號(hào)頻率，采用測(cè)頻（選閘門時(shí)間為Is）和測(cè)周（選 時(shí)標(biāo)為0.1ns）兩種方法。（1）試比較這兩種方法由

2、 1誤差所引起的測(cè)重誤差；（2）從襁少1誤差的影響來(lái)看，試間自在什么頻率范圍內(nèi)宜采用測(cè)頻方法，什么范圍宜，采用測(cè)周方法？.四，簡(jiǎn)答題（每小S 8分，共熨分）答案：方案I P=VIVp = (2% + 1.5%) = 3.5%T72方案II p = Z_七=2氏 +* =(2x1.5% + !%) = 4%采用方案I較好。答案：（1）示波器顯示的是信號(hào)波形圖，其橫軸為時(shí)間t,縱軸為信號(hào)電壓大小，即從時(shí)域 對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析顯示；（2）頻譜儀顯示的是信號(hào)的頻譜特性，其橫軸為頻率f,而縱軸為電壓幅度，即M頻域 對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析顯示-由于兩者M(jìn)不同的角度去觀察同一事物，它們反映了事物的某一側(cè)面，但兩者的測(cè)重

3、結(jié)果是 可以互徑的。答：周期方波是由多個(gè)純正弦信號(hào)復(fù)合而成的，理論上具有無(wú)限寬的頻譜，每根譜線均 位于奇次諧波處但工程中通常只考慮主瓣中的譜線，即零頻、基波（20KHz）.三枚諧波（GOKHz）,所以頻譜儀的掃描寬度至少應(yīng)覆蓋OGOKHz的范圍。答案：由直流微安表和分壓表和分壓電阻構(gòu)成最基本的直流電壓表；再通過(guò)AC/DC變換器后接直流電壓表；不同的AD/DC變換就源生出各種不同類型的交流電壓表。（共5分）交流電壓表一般都要求以正弦波的有效值魂藏刻度-（9分） 如：峰值檢波電壓表的表頭偏轉(zhuǎn)是正比于被測(cè)電壓峰值的，所以示值七=畢。若被測(cè)是正弦波，K剛好是有敖值。若被測(cè)上是任意波的峰值，則示值f;無(wú)

4、直接物理意義。五、計(jì)算題U2分）B=（1）測(cè)頻時(shí)，在1，的閘門時(shí)間內(nèi)對(duì)被測(cè)信號(hào)的計(jì)數(shù)值為：200HzX 1S=2OO則重化誤差 為:1/200=0.5%測(cè)周時(shí)，因?yàn)楸粶y(cè)信號(hào)的頻率為灑Hz,貝U個(gè)周期時(shí)間為l/200=0.0005 o由于時(shí)標(biāo) 為口.1心，所以被計(jì)數(shù)頻率為/.I心=lDMHz=lHz-在0.0005秒內(nèi)計(jì)得的數(shù)為：WX 0.0005=5000,所以重化誤差為：1/5000=0.02%（2）為了確定是采用測(cè)頻還是測(cè)周的方法，必須先得到采用這兩種方法的重化誤差相等的點(diǎn)，即中界頻率：丸二底式中：況為測(cè)頻是選用的閘門時(shí)間的倒數(shù)；以為測(cè)周時(shí)選用的頻標(biāo)信號(hào)的頻率。代入數(shù)值可得：/ffl=71

5、xlO7 = 362.3Hz,因此當(dāng)小于31案.3Hz時(shí)，宜選用測(cè)周的方法；當(dāng)&大于3162.3Hz宜選用測(cè)頻的方法口四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1.數(shù)字系統(tǒng)有那些特點(diǎn)？答（一）數(shù)字信號(hào)通常是按時(shí)序傳遞的（二）信號(hào)幾乎都是多位傳輸?shù)模ㄈ┬畔⒌膫鬟f方式是多種多樣的（四）數(shù)字信號(hào)的速度變化范圍很寬（五）信號(hào)往往是單次的或是非周期的。（六）數(shù)字系統(tǒng)故障判別與模擬系統(tǒng)不同。2 .個(gè)人儀器的特點(diǎn)是什么？答經(jīng)濟(jì)效益高；便于使用；縮短了研制周期；在構(gòu)成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)、開成測(cè)試網(wǎng)絡(luò)方面有很大的潛力。3簡(jiǎn)述用示波器和頻譜儀觀測(cè)同一信號(hào)時(shí)的異同之處。答（1）求波器顯示的是信號(hào)的波形圖，其橫軸為時(shí)間t，縱軸為

6、信號(hào)電壓大小，即從時(shí)域?qū)π盘?hào)進(jìn)行分析顯示，（2）頻譜儀顯示的是信號(hào)的頻率特性，其橫軸為頻率f，發(fā)明獎(jiǎng)縱軸為電壓輻度，即從頻域?qū)π盘?hào)進(jìn)行分析顯示。（3）由于兩者從不同的角度去觀察同一事物，它們反映了事物的某一側(cè)面，但兩者的測(cè)量結(jié)果是可以互譯的。4.計(jì)量與測(cè)量的關(guān)系如何由于測(cè)量發(fā)展的客觀需要出現(xiàn)了計(jì)量，測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，需要計(jì)量予以保證，計(jì)量是測(cè)量的基礎(chǔ)和依據(jù)，沒(méi)有計(jì)量，也談不上測(cè)量。 測(cè)量又是計(jì)量聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用的重要途徑，可以說(shuō)沒(méi)有測(cè)量，計(jì)量也將失去價(jià)值。計(jì)量和測(cè)量相互配合，相輔相成。五、計(jì)算題（每小題6分，共30分）1 .測(cè)量?jī)蓚€(gè)電壓，分別得到它的測(cè)量值X = 1套口磯 吃=11七 它們的實(shí)際

7、值分別為”皿磯 知=1 口七 求測(cè)量的絕對(duì)誤差和 相對(duì)誤差。對(duì)于測(cè)量的第1個(gè)電壓：P絕對(duì)誤差： 慫=工1 Ai :=:號(hào)用=1LIJLI 11JIJIJ = 2U V#相對(duì)誤差：ri = xlOO%xlOO% = 5-xlOO% = 2% TOC o 1-5 h z 口 凡A1000(W)對(duì)于徹量的第9個(gè)電壓：P絕對(duì)誤差： 山 = Xj 一 一晶：二：；弓=11 11=1VAtAt1相對(duì)誤差：r2 = -X1OO%-xl00% = -i-xl00% = 10%-iT.-.-iTi1 U2 .設(shè)電壓V的三個(gè)非等精度測(cè)量值分別為：拓=1衛(wèi)/,.=4礦它們的權(quán)分別為6 , 7 , 5，求V的最佳估值

8、6 + 7 +5解3 =吏=項(xiàng)6】*+1.“5=滬6 + 7 +52-1JF = 183下圖為一雙環(huán)合成單元，其中內(nèi)插振蕩器的輸出頻率范圍為30KHz40KHz，環(huán)1的分頻比N變化范圍為200500,輸入?yún)⒖碱l率為 10KHz,問(wèn)該合成單元的輸出頻率范圍是多少？由圖雌1為以巍還，其輸出頻率為：?！?迎5N的變化范圍為叫口5叩，則fi的變化范圍為：20005000KHZ環(huán)2為加法避賅，故兀=辦+藝尸因此 的范圍為：2030KHZ5040KHZo 4若要測(cè)一個(gè)10V左右的電壓，手頭有兩塊電壓表，其中一塊量程為150V, 土 1.5級(jí)，另一塊量程為15V, 土 2.5級(jí)，問(wèn) 先用那一塊表合適？答當(dāng)選

9、用量程為150V， 1.5級(jí)時(shí)，測(cè)量產(chǎn)生的絕對(duì)誤差為：AV V x s% = 150 x (1.5%) = 2.25V當(dāng)選用量程為15V， 2.5級(jí)測(cè)量產(chǎn)生的絕對(duì)誤差為：AV V x s% = 15 x (2.5%) = .0.375V選用量程為150V, 土 1.5級(jí)的電壓表5欲用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量一個(gè)fx=200Hz的信號(hào)頻率，采用測(cè)頻（選閘門時(shí)間為1s）和測(cè)周（選時(shí)標(biāo)為0.1四）兩種方法。試比較這兩種方 法由1誤差所引起的測(cè)量誤差（1）測(cè)頻時(shí)，在1s的閘門時(shí)間內(nèi)對(duì)被測(cè)信號(hào)的計(jì)數(shù)值為：200Hzx1s = 200則量化誤差為：1/200=0.5%（2）測(cè)周時(shí)，因?yàn)楸粶y(cè)信號(hào)的頻率為200Hz，則

10、一個(gè)周期時(shí)間為Tx=1/200=0.0005秒。由于時(shí)標(biāo)為二=0.1卜，所以被計(jì)數(shù)頻率為1/0.1*= 10MHz=107Hz。在 0.0005 秒內(nèi)計(jì)得的數(shù)為：107x0.0005 = 5000，所以量化誤差為：1/5000=0.02%簡(jiǎn)答題:（28%）1、用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量一個(gè)600Hz的信號(hào)頻率，采用測(cè)頻（閘門時(shí)間為2S）和測(cè)周（時(shí)標(biāo)為0.5 MS）兩種方法，試比較 這兩種方法由土 1誤差所引起的測(cè)量誤差。解：(1解：(1)AN = 1Tfx=1=8.3 x 10-42 x 600(2(2) AN = f x T c x=T f =600 x 0.5 x 10-6 =3.0 x 10-4（

11、3）這里測(cè)周法土 1誤差小于測(cè)頻法。2、用電橋測(cè)一批100mH左右的電感，由于隨機(jī)誤差的影響，對(duì)每個(gè)電感的測(cè)量值均在L01.2mH的范圍內(nèi)變化。若希 望測(cè)量值的不確定范圍減小到0.4mH以內(nèi)，又沒(méi)有更精確的儀器，問(wèn)可采用什么辦法？解：每個(gè)元件測(cè)量n次，n次測(cè)量值平均值的標(biāo)準(zhǔn)差6 （/）=寒），n2 2 = f 12 210.4 J取 n=9,所以每個(gè)元件測(cè)量9次可使測(cè)量值的不確定范圍減小到0.4mH以內(nèi)。3、請(qǐng)選擇測(cè)量電壓、測(cè)量頻率、測(cè)量網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性、產(chǎn)生三角波信號(hào)、分析信號(hào)的頻譜特性、測(cè)量三極管的輸入或 輸出特性、測(cè)量調(diào)幅波的調(diào)幅系數(shù)、微機(jī)系統(tǒng)軟、硬件調(diào)試等八種被測(cè)量的最佳測(cè)量?jī)x器。答：測(cè)

12、量電壓：數(shù)字電壓表；測(cè)量頻率：電子計(jì)數(shù)器；測(cè)量網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性：掃頻儀；產(chǎn)生三角波信號(hào)：信號(hào)發(fā)生器； 分析信號(hào)的頻譜特性：頻譜分析儀；測(cè)量三極管的輸入或輸出特性：品體管特性圖示儀；測(cè)量調(diào)幅波的調(diào)幅系數(shù)：調(diào)制 域分析儀；微機(jī)系統(tǒng)軟、硬件調(diào)試：邏輯分析儀。一、 計(jì)算題：（20%）1、對(duì)某信號(hào)源的輸出頻率f進(jìn)行了 8次測(cè)量，數(shù)據(jù)如下:x次數(shù)12345678頻率kHz10.8110.7910.8110.8410.7810.9110.7710.81求 M (f)及 6 (f)。解：M(f ) = f =1 丈 f =10.815kHz，6(f )=，上f f 1=0.044。/ J x 8 xkJ x 8

13、 1 xk J xk=1k =12、用正弦有效值刻度的均值電壓表測(cè)量正弦波、方波和三角波電壓，讀數(shù)均為18V，求三種波形電壓的均值、有效值和 峰值。解：（1）三種波形電壓的均值相同：= *=匕=成/kF =18/1.11 = 16.2V。（2）三種波形電壓的有效值：V = = 18V，匕=kV= 1.0 x 16.2 = 16.2V，= kFV = 1.15 x 16.2 = 18.63V。（3）三種波形電壓的峰值：V = k V = 1.414 x 18 = 25.45V，V=氣匕=1.0 x 16.2 = 16.2 V，小=k V = 1.732 x 18.63 = 32.27V。二、說(shuō)明

14、題：（20%）1、說(shuō)明取樣示波器的工作原理。取樣示波器的基本原理是利用等效取樣技術(shù)，將周期性高頻（或高速）信號(hào)變換為與原來(lái)信號(hào)波形相似的低頻（或低速） 信號(hào)。在這種取樣過(guò)程中，每個(gè)信號(hào)周期只取樣一次（或幾次），取樣信號(hào)依次地延遲At，完成一個(gè)取樣周期后，離散信 號(hào)的包絡(luò)反映原信號(hào)的波形。這種固定延遲時(shí)間有順序的取樣也稱為順序取樣。而當(dāng)一個(gè)周期取幾次樣時(shí)，取樣點(diǎn)必須 重新排列，也稱為隨機(jī)取樣。答題關(guān)鍵點(diǎn)：被測(cè)信號(hào)的周期性；采樣點(diǎn)數(shù)必須滿足等效采樣率大于奈奎斯特率；采樣包絡(luò)反映波形；順序取樣或隨機(jī) 取樣。最后才是基本垂直系統(tǒng)和水平系統(tǒng)的示波器功能。2、依下圖說(shuō)明電路實(shí)現(xiàn)陷波功能的基本原理。由R2

15、R3和C3組成低通網(wǎng) 絡(luò)，由C1 C2和R4組成高通 網(wǎng)絡(luò)而形成帶阻網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)R =R2 樸2 R4，C =C1 =C2=C3/2時(shí)電路在衰減極 點(diǎn)諧振，形成陷波器。諧振頻率為：抗匹配，即輸入阻抗高、輸出阻抗低。雙T網(wǎng)絡(luò)的縱臂氣和A抗匹配，即輸入阻抗高、輸出阻抗低。雙T網(wǎng)絡(luò)的縱臂接A3的輸出，使得網(wǎng)絡(luò)的Q值可以根匕=麻C- = 1000據(jù)A3跟隨器的輸出所形成的正反饋靈活調(diào)整。按所示參數(shù)1可得：答題關(guān)鍵點(diǎn)：雙 f 2冗R0C T網(wǎng)絡(luò)，形成帶阻f諧振頻率: 氣和A2為跟隨器阻抗匹配；A3組成Q值可調(diào)的正反饋電路。四、簡(jiǎn)答題(每小題5分，共20分)1 .試述測(cè)量的定義。答：關(guān)于測(cè)量的科學(xué)定義，有狹義

16、和廣義之分狹義測(cè)量：電子測(cè)量是在電子學(xué)中測(cè)量有關(guān)的量值。廣義測(cè)量：凡是利用電子技術(shù)來(lái)進(jìn)行的測(cè)量都可以說(shuō)是電子測(cè)量。3微機(jī)化數(shù)字存貯小老頭波器有那些特點(diǎn)可以長(zhǎng)期存貯泚形可以進(jìn)行負(fù)延遲便于觀測(cè)單次過(guò)程和緩慢變化的信號(hào)多種顯示方式便于數(shù)據(jù)處理可用字符顯示測(cè)量結(jié)果便于程控和用多種方式輸出便于進(jìn)行功能擴(kuò)展4什么是矢量電壓表，它需要完成的兩個(gè)測(cè)量功能是什么？答：矢量電壓表是一種能同時(shí)測(cè)量信號(hào)幅度和相位和測(cè)量?jī)x器，它的兩個(gè)測(cè)量功能是高頻寬帶微伏級(jí)電壓的測(cè)量和相位 差的測(cè)量。五、計(jì)算題(每小題6分，共30分)1下圖為一雙環(huán)合成單元，其中內(nèi)插振蕩器的輸出頻率范圍為30KHz40KHz,環(huán)1的分頻比N變化范圍為2

17、00500,輸入?yún)⒖碱l率為 10KHz,問(wèn)該合成單元的輸出頻率范圍是多少？由圖罅J為;d勰還，其輸出頻率為：杼N(yùn)的變化范圍為如口5凹，則的變化范圍為：20005000KHZ環(huán)2為加法滋賅故因此 的范圍為：2030KHZ5040KHzo u2欲用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量一個(gè)fx=200Hz的信號(hào)頻率，采用測(cè)頻（選閘門時(shí)間為Is）和測(cè)周（選時(shí)標(biāo)為0.1四）兩種方法。試比較這兩種方 法由1誤差所引起的測(cè)量誤差（1）測(cè)頻時(shí)，在1s的閘門時(shí)間內(nèi)對(duì)被測(cè)信號(hào)的計(jì)數(shù)值為：200Hzx1s = 200則量化誤差為：1/200=0.5%（2）測(cè)周時(shí)，因?yàn)楸粶y(cè)信號(hào)的頻率為200Hz，則一個(gè)周期時(shí)間為Tx=1/200=0.00

18、05秒。由于時(shí)標(biāo)為二=0.1卜，所以被計(jì)數(shù)頻率為1/0.1* = 10MHz=107Hz。在 0.0005 秒內(nèi)計(jì)得的數(shù)為：107x0.0005 = 5000，所以量化誤差為：1/5000=0.02%3 .某電壓放大器，當(dāng)輸入電壓K=l.ZmM時(shí)，測(cè)得輸出電壓=6000 mV,設(shè)*誤差可忽略（牡,*的測(cè)重誤差r2=3%a求：放大器電壓、放大倍數(shù)的絕對(duì)誤差也4,相對(duì)誤差乙及分貝誤差而礦小電壓分貝增益輸出電壓絕對(duì)誤差電壓放大倍數(shù)電壓分貝增益輸出電壓絕對(duì)誤差G =201g?l = 201g 5000 =74 dBP AAAIT. = 6000 x(3%) = 180mV 因忽略誤差,所以電壓增益絕對(duì)誤差電壓增益相對(duì)誤差電壓增益分貝誤差ydS = 201(1 + ) = 201g(l0.03) = 0.26dB電壓增益分貝誤差實(shí)際電壓分貝增益G=740.26dB實(shí)際電壓分貝增益G=740.26dB4已知DYC-5走超高頻電子管電壓表在測(cè)量交流電壓時(shí)的技術(shù)指標(biāo)如下：1）測(cè)量電壓范圍：0.1100V分五檔，各檔滿度電壓為1，3，10，30，100V；頻率范圍20Hz300MHz ；在環(huán)境溫度（20 5）C及頻率50H時(shí)各檔的滿度測(cè)量基本誤差為2