電子測量模擬試題1

1、電子測量技術(shù)試題一、什么是電子測量？舉例說明。答:利用電子技術(shù)進(jìn)行的測量都可稱為電子測量。是以電子技術(shù)理論為依據(jù)，以電子測量儀器和設(shè)備為手段，以電量和非電量為測量對象的測量過程。例如：利用壓力傳感器將壓力轉(zhuǎn)換為電壓，再通過電壓表測量電壓值以實(shí)現(xiàn)對壓力的測量。通過頻譜分析儀測量方波的頻譜密度。用電壓表或萬用表測量電壓，電流表或萬用表測量電流，萬用表測量電阻，示波器測量波形。二、舉例說明量值、影響量、量的真值、讀數(shù)、測得值。答：量值：油樹脂與計量的乘積表示量的大小。例如，5mA,3A。影響值：不是被測量，但卻影響被測量的量值或計量器具示值的量。例如，環(huán)境溫度、被測較量電壓的頻率。量的真值：某量在所

2、處的條件下被完美地確定或嚴(yán)格定義的量值。讀數(shù)：是儀表刻度盤，或顯示器上直接讀到的數(shù)字。測得值：由測量得出的量值。三、電子測量包括哪些內(nèi)容？它有哪幾個明顯的特點(diǎn)？答：內(nèi)容：電能量的測量（各種頻率和波形的電壓、電流、電功率等）；電信號特性的測量（信號波形、頻率、相位、噪聲及邏輯狀態(tài)等）；電路參數(shù)的測量（阻抗、品質(zhì)因數(shù)、電子器件的參數(shù)等）；導(dǎo)出量的測量（增益、失真度、調(diào)幅度等）；特性曲線的顯示（幅頻特性、相頻特性及器件特性等）。特點(diǎn)：頻率范圍寬、量程范圍廣、測量準(zhǔn)確度高、測量速度快、易于實(shí)現(xiàn)遙測和測量過程的自動化、易于實(shí)現(xiàn)儀器小型化。四、電子測量儀器的發(fā)展大體經(jīng)歷了幾個階段？請詳細(xì)闡述。答：模擬儀器

3、：基本結(jié)構(gòu)是電磁機(jī)械式的，借助指針來顯示測量結(jié)果。數(shù)字儀器：將模擬信號的測量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的測量，并以數(shù)字方式輸出測量結(jié)果。智能儀器：內(nèi)置微處理器和GPIB接口，既能進(jìn)行自動測量又具有一定的數(shù)據(jù)處理能力。虛擬儀器：它是一種功能意義上的儀器，在微計算機(jī)上添加強(qiáng)大的測試應(yīng)用軟件和一些硬件模塊，具有虛擬儀器面板和測量信息處理系統(tǒng)，使用戶操作微機(jī)就像操作真實(shí)儀器一樣。五、什么是電子儀器？舉一個典型電子儀器的例子，說明其功能、技術(shù)指標(biāo)等。答：電子儀器是以電子技術(shù)為基礎(chǔ)，融合電子測量技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)字、軟件技術(shù)、總線技術(shù)等組成單機(jī)或自動測試系統(tǒng)。以電量、非電量、光量的形式，測量被測量對象的各

4、項(xiàng)參數(shù)或控制被測量系統(tǒng)的進(jìn)行。六、計量基準(zhǔn)劃分為幾大類？每一類計量基準(zhǔn)的作用是什么。答：國家基準(zhǔn)（主基準(zhǔn)）：用來復(fù)現(xiàn)和保存的計量單位，具有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所能達(dá)到的最高精確度的計量器具，經(jīng)國家鑒定并批準(zhǔn)，作為統(tǒng)一全國計量單位量值的最高依據(jù)。副基準(zhǔn)：通過直接或間接與國家基準(zhǔn)比對來確定其量值并經(jīng)國家鑒定批準(zhǔn)的計量器具。工作基準(zhǔn)：經(jīng)與國家基準(zhǔn)或副基準(zhǔn)校準(zhǔn)或比對，并經(jīng)國家鑒定，實(shí)際用以檢定計量標(biāo)準(zhǔn)的計量器具。七、計量器具的特征包括哪些內(nèi)容？答：（1）標(biāo)稱范圍（2）測量精確度（準(zhǔn)確度）（3）靈敏度（4）鑒別力（5）鑒別力域（6）分辨力（7）作用速度（8）穩(wěn)定度八、什么是測量誤差？為什么要研究測量誤差？答;測

5、量結(jié)果和被測量真值之間總會存在差異，這種差異就叫做測量誤差。研究測量誤差的目的：1，正確認(rèn)識誤差的性質(zhì)和來源，以減少測量誤差。2，正確處理測量數(shù)據(jù)，以得到接近真值的結(jié)果。3，合理地制定測量方案，組織科學(xué)實(shí)驗(yàn)，正確地選擇測量方法和測量儀器，以便在條件允許的情況下得到理想的測量結(jié)果。4，設(shè)計中需要用誤差理論進(jìn)行分析并適當(dāng)控制這些誤差因素，使儀器的測量準(zhǔn)確達(dá)到設(shè)計要求。九、測量誤差的表示方法劃分為幾種？每一種測量誤差的作用是什么？答：1.絕對誤差：由測量所得到的被測量值x與其真值A(chǔ)0的差。Ax-x-AO2.相對誤差：測量的絕對誤差與被測量的真值之比。形式表示的誤差稱為分貝誤差。2Olog人x差：測量

6、的絕對誤差與被測量的真值之比。形式表示的誤差稱為分貝誤差。2Olog人xY，100A0Jr,20LgA(dB)Uui3.分貝誤差：用對數(shù)十、根據(jù)誤差的性質(zhì)，測量誤差劃分為幾大類？其各自的定義是什么？舉例說明。答：1.系統(tǒng)誤差：在相同條件下，多次測量同一個量值時，誤差的絕對值和符號保持不變，或在條件改變時，按一定規(guī)律變化的誤差。2.隨機(jī)誤差（偶然誤差）：在相同條件下，多次測量同一個量值時，誤差的絕對值和符號以不可預(yù)訂方式變化的誤差。3.疏失誤差（粗大誤差）：在一定測量條件下，測量值明顯地偏離實(shí)際值所形成的誤差。十一、舉例說明等精密度測量。答：在相同條件下，用相同的儀器和方法，由同一測量者以同樣細(xì)

7、心的程度進(jìn)行多次測量，稱為等精密度測量。比如測量系統(tǒng)誤差，隨機(jī)誤差，疏失誤差等。十二、隨機(jī)誤差呈何種分布？并采用哪一種數(shù)字表達(dá)式？（）2答：成正態(tài)分布。其分布密度表達(dá)式：二）1J_孑十三、判斷系統(tǒng)誤差有幾種方法？減小系統(tǒng)誤差有幾種措施？答：判斷系統(tǒng)誤差的方法：1、實(shí)驗(yàn)對比法2、剩余誤差觀察方法3、馬利科夫判據(jù)4、阿卑赫梅特（）判據(jù)。減小系統(tǒng)誤差的方法：1.從產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的根源上采取措施2.用修正法減小系統(tǒng)誤差減小恒值誤差的技術(shù)措施十四、什么是不確定度？什么是壞值？壞值的剔除準(zhǔn)則是什么？答：在實(shí)際測量中，可以認(rèn)為大于30的誤差其出現(xiàn)的可能性極小，所以通常把等于30的誤差稱為極限誤差或隨機(jī)不確定度

8、。在測量數(shù)據(jù)中，如果出現(xiàn)大于30的誤差，則可以認(rèn)為該次測量值是壞值。壞值的剔除準(zhǔn)則：丨叩3。十五、常用函數(shù)的合成誤差有幾種？寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式。商函數(shù)的合成誤差：YYY和差函數(shù)的合成誤差當(dāng)時答：積函數(shù)的合成誤差：YY幕函數(shù)的合成誤差：Y商函數(shù)的合成誤差：YYY和差函數(shù)的合成誤差當(dāng)時片=片=土獸三晉時丫=+.MHIABIrI/aH和差積商函數(shù)的合成誤差十六、在設(shè)計測量方案時應(yīng)從哪幾個方面考慮?答：(1)了解被測量的特點(diǎn)，明確測量目的(2)確定測量原理，制訂初步方案，注意：應(yīng)使被測電路系統(tǒng)及測試儀器等均處于正常狀態(tài)。應(yīng)滿足測量原理中所要求的測量條件。盡量減小系統(tǒng)誤差，設(shè)法消除隨機(jī)誤差的影響，合理選擇

9、測量次數(shù)及組數(shù)。(3)明確準(zhǔn)確度要求，合理選擇儀器類型。(4)環(huán)境條件要符合測量要求。十七、設(shè)計一臺數(shù)字萬用表。要求：1、畫出原理框圖。2、根據(jù)原理框圖詳細(xì)闡述其工作過程。3、任意選擇峰值式、平均值式及有效值式三種類型之中的一種數(shù)字電壓表。檢波電路輸出的直流電壓正比于輸入交流電壓絕對值的平均值，這種電路稱為平均值檢波器。采用半波和全波檢波式電路。在微安表兩端并聯(lián)電容用于濾除檢波后電流中的交流成分，避免表針抖動。十八、詳細(xì)闡述失真度測量儀的基本工作原理。首先將開關(guān)S置“1”位，電壓表測出的是包括基波在內(nèi)的被測信號總的電壓有效值。然后將開關(guān)置“2”位，調(diào)節(jié)基波抑制網(wǎng)絡(luò)的參數(shù),使網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率與被測

10、信號對基波頻率相同，將基波“全部”濾除，這時電壓表的示值等于所有諧波電壓的總有效值(不含基波)。被測信號被測信號答：十九圖基波抑制法原理框圖二十、設(shè)計一臺實(shí)用的數(shù)字頻率計。要求：1、畫出工圖原理框圖。2、制法闡述其工圖過程。答：被測信號0（答：被測信號0（A）放大整形JU1TLWl由晶振經(jīng)分頻及門控電路得到具有固定寬度T的方波脈沖，作為門控信號。時間基準(zhǔn)一般稱為閘門時間，控制主門（與門）的一個輸入端。被測信號經(jīng)放大整形后變成序列窄脈沖，送至主門另一輸入端。開始測頻時，先將計數(shù)器置零，待門控信號到來后，主門開啟，允許信號脈沖通過，計數(shù)器開始計數(shù)，直到門控信號結(jié)束，主門關(guān)閉，停止計數(shù)。展方向是數(shù)字

11、化、智能化和虛擬化？模擬測量和數(shù)字測量各有何優(yōu)缺點(diǎn)?為什么測量儀器旳發(fā)展方向是數(shù)字化、智能化和虛擬化？電壓測量范圍（3）應(yīng)有足識力答：模擬測量的優(yōu)點(diǎn)：（i）應(yīng)有足夠?qū)挼念l率范圍電壓測量范圍（3）應(yīng)有足識力夠高的測量準(zhǔn)確度（4）應(yīng)有足夠高的輸入基抗（5）應(yīng)有足夠高數(shù)字測量的優(yōu)點(diǎn)：1數(shù)字顯示，2.準(zhǔn)確度高3測量范圍,4分辨力高彳.測量速度快16.輸入基器抗高7.抗干擾能力強(qiáng)；模擬測量的缺點(diǎn)：精確度不高,，誤差大數(shù)字測量的缺點(diǎn):測量時容易產(chǎn)生干擾；因?yàn)楝F(xiàn)在科學(xué)技術(shù)正在朝向自動化趨勢發(fā)展。二十二、數(shù)字存儲示波器有哪幾種功能特點(diǎn)？答：數(shù)字存儲示波器的功能特點(diǎn)（1）觸發(fā)點(diǎn)位置可任意設(shè)定（2）滾動方式（3）

12、峰值檢測功能（4）累計峰值檢測功能（5）平均功能（6）CRT讀出功能（7）游標(biāo)測量功能（8）存儲波形的擴(kuò)大及縮小（9）具有記錄輸出功能（10）菜單功能（11）接口二十三、模擬示波器Y軸輸入端的衰減器是阻容（RC）衰減器而二十三、不是電阻（R）衰減器，為什么？其中RC衰減器中的一個電容為什么是可調(diào)的？二十四、掃頻儀中的關(guān)鍵器件是何種器件？為什么采用這種器件？二十四、答：變?nèi)荻O管；、變?nèi)荻O管的作用變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)之間電容可變的原理制成的半導(dǎo)體器變?nèi)荻O管與反向偏壓件，在高頻調(diào)諧、通信等電路中作可變電容器使用。變?nèi)荻O管屬于反偏壓二極管，改變其PN結(jié)上的反向偏壓，即變?nèi)荻O管（Varact

13、orDiodes）為特殊二極管的一種。當(dāng)外加順向偏壓時，有大量電流產(chǎn)生，PN（正負(fù)極）接面的耗盡區(qū)變窄，電容變大，產(chǎn)生擴(kuò)散電容效應(yīng)；當(dāng)外加反向偏壓時，則會產(chǎn)生過渡電容效應(yīng)。但因加順向偏壓時會有漏電流的產(chǎn)生，所以在應(yīng)用上均供給反向偏壓。PN結(jié)電容量。反向偏壓越高，結(jié)電容則越少，反向偏壓與結(jié)電容之間的關(guān)系是非線性的變?nèi)荻O管（VaractorDiodes）為特殊二極管的一種。當(dāng)外加順向偏壓時，有大量電流產(chǎn)生，PN（正負(fù)極）接面的耗盡區(qū)變窄，電容變大，產(chǎn)生擴(kuò)散電容效應(yīng)；當(dāng)外加反向偏壓時，則會產(chǎn)生過渡電容效應(yīng)。但因加順向偏壓時會有漏電流的產(chǎn)生，所以在應(yīng)用上均供給反向偏壓。二十五、什么是頻標(biāo)？結(jié)合工作原

14、理框圖闡述單一頻標(biāo)產(chǎn)生的工作原理。答：頻標(biāo)是頻率標(biāo)記的簡稱，頻率標(biāo)記是用一定形式的標(biāo)記對頻率特性曲線上的任意一點(diǎn)進(jìn)行定量描述；二十六、舉出一個邏輯分析儀的應(yīng)用實(shí)例。二十七、設(shè)計一個非電量測量的應(yīng)用電路。要求：1、畫出工作原理電路圖。2、說明每一個元器件的作用二十八、什么是電磁兼容？在設(shè)計電子電路時為什么要重視電磁兼容設(shè)計？答：是指電子設(shè)備在一定的電磁環(huán)境中，保持其固有的性能和完成規(guī)定功能的能力；因?yàn)殡姶偶嫒輰W(xué)科是一門尖端的綜合性科學(xué)，它涉及數(shù)學(xué)、電磁場理論、天線與電磁波傳播、電路理論、信號分析、材料科學(xué)、工藝學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等理論基礎(chǔ)。二十九、產(chǎn)生電磁兼容干擾的原因有哪幾種？舉例說明其中的一種。答

15、：1.按干擾產(chǎn)生的原因分類：（1）外部干擾（噪聲），1）人為性干擾，2）自然性干擾；（2）內(nèi)部干擾（噪聲）；三十、什么是智能儀器？設(shè)計一種實(shí)用的智能儀器。要求：1、畫出工作原理框圖2、闡述其工作過程注：以上試題答案請參閱書中的相關(guān)章節(jié)內(nèi)容。三一、某電壓表的刻度為010V,在5V處的校準(zhǔn)值為4.95V,求其絕對誤差、修正值、實(shí)際相對誤差、示值相對誤差，若認(rèn)為此處的絕對誤差最大,問該電壓表應(yīng)定為幾級？解：X=XA=54.95=（+）0.05VC=X=0.05Vr=X/A=0.05/4.95=1.01%Ar=X/X=0.05/5=1%Xr=IXI/X=0.05/10=0.5%Mmm電壓表應(yīng)定為0.5

16、級。三十二、某示波器的垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度最低一檔為20V/cm,探極衰減倍率PP為10,掃描速度最高為0.1S/cm,屏幕有效面積取5cmX5cm,欲在此范圍內(nèi)解：顯示5個周期的正弦波形，求該示波器可以觀測信號的最高頻率和最大電壓有效值分別是多少？解：所以f=1=1=10MHzmaxT0.1又因U=20V/cmX5cmX10=1000VPPpp所以U=U=P-P1000=354Vrms22225因?yàn)楸粶y信號周期T=0.1卩S/cm5cm=q$三十三、在示波器屏幕上測得方波電壓的U=2V,用1、（單）峰值表,PP2、（全波）均值表,3、有效值表測量時,其讀數(shù)分別是多少？解：因?yàn)閱畏逯礥=U/2=20

17、/2=10V,PPP1、用峰值表的讀數(shù)1、用峰值表的讀數(shù)U=U/2=10/2=7.1VaP2、用均值表的讀數(shù)2、用均值表的讀數(shù)U=1.11U/KK=1.11X10/1X1=11.1VaPFP3、用有效值表的讀數(shù)3、用有效值表的讀數(shù)U=U/K=10/1=10VaPP三十四、檢定一只3mA,2.5級電流表的滿度值誤差，按規(guī)定引入修正值后,使用的標(biāo)準(zhǔn)儀器產(chǎn)生的誤差不大于受檢儀器容許誤差的1。現(xiàn)有下列四塊標(biāo)準(zhǔn)電3流表，問應(yīng)選擇哪一塊最合適？為什么？（1）、10mA0.5級（2）、10mA0.2級（3）、15mA0.2級（4）、5mA0.5級解：表（2）、表（3）精度高，但價格昂貴，表（1）量程偏大，所

18、以上述三塊電流表不合適。表（4）精度高，價格適中，選擇表（4）最合適。三十五、檢驗(yàn)GB-9電壓表的100mV檔，測得數(shù)據(jù)如下:GB-9刻度值0102030405060708090100.0標(biāo)準(zhǔn)表示值0.09.920.230.439.850.260.470.380.089.7100.0求：1、校準(zhǔn)點(diǎn)10mV和70mV處的絕對誤差和修正值。2、30mV點(diǎn)的實(shí)際相對誤差和示值相對誤差。3、儀表的準(zhǔn)確度等級應(yīng)定為多少？解：1、AX=9.9-10=0.1；C=0.11X=70.3-70=0.3；C=0.322、AX=30.4-30=0.4；r=x=0.4x100%1.33%AA30r=x=0.4x100

19、%1.32%xx30.40.40.4%1003、由公式V=S%0.40.4%100S%=VVm故儀表應(yīng)定為0.5級三十六、用一臺4位半的DVM進(jìn)行測量，已知固有誤差為（0.08%讀數(shù)+0.01%滿度），選用直流1V量程測量一個標(biāo)稱值為0.5V的直流電壓，顯示值為0.04865V，問此時的示值相對誤差是多少？解：V=（0.4865X0.08%+0.01%X1）=0.00049r=竺士O.49X100%=0.1%xV0.4865x三十七、在線測量某電阻中的電流，已知該電阻R=5KQ5%,用萬用表6V量程測得電阻兩端的電壓為4V,欲保證電流的測量誤差不超過70mA，問萬用表的等級應(yīng)為多少？（萬用表內(nèi)

20、阻忽略不計）解：由商函數(shù)的合成誤差公式：I=I=VRR2則厶V=IR+-R=0.07X5+4X(5X5%)R5=0.350.2V欲滿足測量要求，取V=0.15V,由厶V=S%Vm可知S%=S%=0.15Vm6=2.5%因此萬用表的等級應(yīng)為2.5級。三十八、已知CD4B型超高頻導(dǎo)納電橋在頻率高于1.5MHz時，測量電容的誤差為5%（讀數(shù)值）1.5pF,求用該電橋分別測200pF、30pF、2pF時，測量的絕對誤差和相對誤差。討論儀器誤差的相對部分和絕對部分對總誤差的影響。解：C=200pF0C=200X(5%)1.5=11.5pFr=C=4=5.75%C2000C=30pF0C=30X(5%)1

21、.5=3pFr=c=3=10%C300C=2pF0C=2X(5%)1.5=1.6pFr=C=111=80%C20由各AC可知，當(dāng)被測量較大時，儀器誤差的相對部分影響較大，例如測200pF時相對誤差部分造成的影響為土10pF；當(dāng)被測量較小時，儀器誤差的絕對部分影響較大。例如C=2pF時，相對部分只影響土0.1pF，而絕對部分影響土01.5pF。三十九、被測電壓的實(shí)際值在10V左右，現(xiàn)有150V、0.5級和15V、1.5級兩塊電壓表，選擇哪塊表測量更合適？解：若用150V、0.5級電壓表測量r=V_150 x（土0.5%）=75%10若用15V、1.5級電壓表測量r=V=15（山）=2.25%10

22、可見，選擇15V、1.5級表測量更為合適。四十、用電橋測一批50mH左右的電感，由于隨機(jī)誤差的影響，對每個電感的測量值均在L0.8mH的范圍內(nèi)變化。若希望測量值的不確定范圍減小到00.3mH以內(nèi)，在沒有更精密的儀器時，問可采用什么辦法？解：可采用多次測量的方法。設(shè)測量次數(shù)為n由公式g（由公式g（x）=X），得n=n(X)2r0.8a_g(X):0.3丿2=7.1宀8四一、已知方波重復(fù)頻率為20MHz，用一臺模擬示波器（f=30MHz）3dB11觀測它，問是否會帶來明顯的失真？會帶來明顯的失真，因?yàn)榉讲ǖ闹C波成分很豐富，而僅其二次諧波即為40MHz,大于模擬示波器的f。通常為了使信號的高頻成分基

23、本不衰減地被顯3dB示，示波器的帶寬應(yīng)為被測信號中最高頻率的3倍左右。四十二、欲觀測一個上升時間t約為50ns的脈沖波形，現(xiàn)有下列四種型號的示波器，問選用哪種型號的示波器最好？（1）的示波器，問選用哪種型號的示波器最好？（1）A型,f=10MHz，tW40ns3dBR（2）B型；f=30MHz，tW12ns3dBR（3）C型:f=15MHz，tW24ns3dBR（4）D型:f=100MHz，tW3.5nsr3dBR為什么？其次應(yīng)選用哪種示波器？解：選用示波器的一個原則是示波器本身的上升時間t應(yīng)該遠(yuǎn)小于被測R波形的上升時間t，根據(jù)這一原則應(yīng)優(yōu)先選用D型示波器。其次應(yīng)選用B型示r波器。四十三、用一臺7位電子計數(shù)器測量一個f=5MHz的信號頻率，試分別計X算當(dāng)閘門時間置于Is、0.1s和10ms時，由1誤差產(chǎn)生的測頻誤差。解：當(dāng)用計數(shù)器測