電氣測試技術(shù) 林德杰 課后答案

..電氣測試技術(shù)課后答案第一章1-1測量儀表應(yīng)具有哪些根本功能？答：應(yīng)具有變換、選擇、比擬和選擇4種功能。精細(xì)度、準(zhǔn)確度和準(zhǔn)確度的定義及其三者的相互關(guān)系如何？答：精細(xì)度表示指示值的分散程度，用δ表示。δ越小，精細(xì)度越高；反之，δ越大，精細(xì)度越低。準(zhǔn)確度是指儀表指示值偏離真值得程度，用ε表示。ε越小，準(zhǔn)確度越高；反之，ε越大，準(zhǔn)確度越低。準(zhǔn)確度是精細(xì)度和準(zhǔn)確度的綜合反映，用τ表示。再簡單場合，精細(xì)度、準(zhǔn)確度和準(zhǔn)確度三者的關(guān)系可表示為：τ=δ+ε。舉例分析零位測量原理，并分析零位測量的特點(diǎn)。答：零位測量是一種用被測量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)展比擬的測量方法。其中典型的零位測量是用電位差及測量電源電動(dòng)勢。其簡化電路如右下列圖所示。圖中，E為工作電源，EN為標(biāo)準(zhǔn)電源，RN為標(biāo)準(zhǔn)電阻，Ex為被測電源。測量時(shí)，先將S置于N位置，調(diào)節(jié)RP1，使電流計(jì)P讀書為零，那么。然后將S置于x位置，調(diào)節(jié)RP2，使電流計(jì)P讀書為零，那么。由于兩次測量均使電流計(jì)P讀書為零，因此有零位測量有以下特點(diǎn)：被測電源電動(dòng)勢用標(biāo)準(zhǔn)量元件來表示，假設(shè)采用高精度的標(biāo)準(zhǔn)元件，可有效提高測量精度。讀數(shù)時(shí)，流經(jīng)EN、Ex的電流等于零，不會(huì)因?yàn)閮x表的輸入電阻不高而引起誤差。只適用于測量緩慢變化的信號(hào)。因?yàn)樵跍y量過程中要進(jìn)展平衡操作。1-6在微差式測量中，為什么說微差△x的精度可能不高，但被測量x的測量精度仍很高。請(qǐng)證明之。答：將被測量x與的標(biāo)準(zhǔn)量N進(jìn)展比擬，獲得微差△x，然后用高靈敏度的直讀史儀表測量△x，從而求得被測量x=△x+N稱為微差式測量。由于△x＜N，△x＜＜x,故測量微差△x的精度可能不高，但被測量x的測量精度仍然很高。第二章題2-2解：(1)ΔA＝77.8－80＝－2.2〔mA〕c＝－ΔA＝2.2〔mA〕(2)故可定為s＝2.5級(jí)。題2-3解：采用式(2-9)計(jì)算。〔1〕用表①測量時(shí)，最大示值相對(duì)誤差為：〔2〕用表②測量時(shí)，最大示值相對(duì)誤差為：前者的示值相對(duì)誤差大于后者，故應(yīng)選擇后者。題2-4解：五位數(shù)字電壓表2個(gè)字相當(dāng)于0.0002V。題2-5解：，s=0.1級(jí),,根據(jù)式〔2-34〕即可選擇，s=2.5級(jí)電壓表。題2-6解：〔1〕〔2〕求剩余誤差，那么求，說明計(jì)算是正確的。〔3〕求標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)值，根據(jù)貝塞爾公式〔4〕求系統(tǒng)不確定度，P=99%，n＝12，查表2-3，及＝3.17，，故無壞值?！?〕判斷是否含有變值系差①馬列科夫判據(jù)，故數(shù)據(jù)中無線性系差。②阿卑-赫梅特判據(jù)即可以認(rèn)為無周期性系差?！?〕求算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差〔7〕P＝99％，n＝12，那么〔8〕寫出表達(dá)式f＝501.070.38HZ故0.07是不可靠數(shù)字，可寫成f＝5010.38HZ題2-7解：依題意，該表的根本誤差為題2-8解：上式取對(duì)數(shù)得：然后微分得：由于為系統(tǒng)不確定度，從最大誤差出發(fā)得題2-9解：伏安法測得的電阻為：由圖2-14可見，電流檔阻壓降為兩端的實(shí)際電壓為因此的實(shí)際值為：測量誤差為該方法由于電流檔的阻壓降大(電流檔阻大)，誤差比擬大。為了減小誤差，應(yīng)將電壓表由B接至C點(diǎn)。題2-10解：依圖2-10用伏安法測得的電阻為萬用表的靈敏度，那么其阻為由于//即測量誤差為由于較大，所用電壓檔阻有限，引起誤差較大。為了減小誤差，應(yīng)將電壓表由C點(diǎn)改接至B點(diǎn)。題2-11解：〔1〕串聯(lián)總電阻根據(jù)式〔2-48〕可得串聯(lián)電阻相對(duì)誤差為〔2〕兩電阻并聯(lián)總電阻根據(jù)式〔2-50〕得〔3〕假設(shè)兩電阻的誤差，得①串聯(lián)總電阻為R=10.2KΩ②并聯(lián)總電阻R=1/2×5.1=2.55KΩ題2-12解：參考P38例2-21題2-13解：依題意為冪函數(shù)，那么根據(jù)式〔2-45〕得題2-14解：該電子儀表說明書指出了六項(xiàng)誤差，分別為：①根本誤差②溫度附加誤差③電壓附加誤差④頻率附加誤差⑤濕度附加誤差⑥換集成塊附加誤差由于誤差項(xiàng)較多，用方和根合成法比擬合理，總的誤差為：題2-15解：選擇s=1.5應(yīng)選＝50V，s=1.5電壓表。第四章4.1解：〔1〕圖4-205a為自動(dòng)平衡位移測量儀表。設(shè)左邊電位器傳感器的輸出電壓為，那么設(shè)右邊電位器傳感器的輸出為，那么設(shè)放大器的輸入為。當(dāng)放大器放大倍數(shù)足夠高時(shí)，，那么即位移x與偏置電壓和輸入電壓之比的開平方成正比?！?〕圖b可見，為兩個(gè)電壓和經(jīng)和分壓后相加，即〔3〕圖c中，，那么〔4〕圖d中，上的壓降為〔，忽略分母中的〕，輸出與之比成正比。題4-2解：電位器的電阻變化量為圖4-2a因此可得右圖4-2a，由此圖求開路電壓為根據(jù)戴維南定理求右圖4-2a，電源短路阻圖4-2b因此可將電路等效為右圖4-2b，那么由此可求得為題4-3解：根據(jù)式〔4-43〕可計(jì)算所受應(yīng)變。〔微應(yīng)變〕〔微應(yīng)變〕題4-4解：〔1〕根據(jù)式〔4-55〕可得簡單自感傳感器三次方非線性誤差為：〔2〕根據(jù)式〔4-63〕可得差動(dòng)自感傳感器三次方非線性誤差為：題4-6解：〔1〕波紋管將被測壓力轉(zhuǎn)換成力，使杠桿繞支點(diǎn)作順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，銜鐵靠近電感L，經(jīng)放大器轉(zhuǎn)成電壓V，再經(jīng)轉(zhuǎn)換成輸出電流。另一方面經(jīng)和轉(zhuǎn)換成反應(yīng)力作用于杠桿，使杠桿繞支點(diǎn)作逆時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)。當(dāng)作用力矩與反應(yīng)力矩相等時(shí)，系統(tǒng)處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。輸出電流穩(wěn)定于某一數(shù)值。與成比例。〔2〕根據(jù)上述工作原理可畫框圖如下：〔3〕由上圖可見，該系統(tǒng)是平衡變換型構(gòu)造?？傻幂斎肱c輸出關(guān)系為：當(dāng)時(shí)，忽略上式分母中的1，那么〔4〕總誤差，按系統(tǒng)誤差一樣原那么分配，那么題4-7解：簡單變氣隙式電容傳感器三次方非線性誤差為差動(dòng)變氣隙式電容傳感器三次方非線性誤差為題4-8解：由于這里所知道的和均為相對(duì)介電常數(shù)，所以必須考慮真空介電常數(shù)。根據(jù)式〔4-85〕可得：即液位在原來高度根底上變化±4.178〔m〕題4-9解：依題意h＝0，，，E=0。此時(shí)橋路平衡USC＝0，那么電橋平衡條件為：當(dāng)液位為h時(shí)，。此時(shí)指針偏轉(zhuǎn)角且E2有增量E。即由圖可見，減速器進(jìn)動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)的同時(shí)，也帶動(dòng)電位器動(dòng)觸點(diǎn)位移，改變E，使電橋重新平衡，因此E與角成正比。即那么題4-10解：依題意熱電偶測溫電路見右圖。此圖配錯(cuò)熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的型號(hào)。假設(shè)不配錯(cuò)，S熱電偶修正到0℃的熱電偶可查分度表求得：(1000,0)=9.556mV(1000,40)=(1000,0)-(40,0)=9.556-0.235=9.321mV查K熱電偶分度表得(40,0)=1.61mV由上圖可求得電路電勢為題4-13解：熱電偶補(bǔ)償電橋在20℃時(shí)平衡，即其產(chǎn)生的補(bǔ)償電勢為零。補(bǔ)償電橋的靈敏度與被補(bǔ)償?shù)臒犭娕嫉撵`敏度一樣。依題意，假設(shè)不配錯(cuò)補(bǔ)償電橋型號(hào)，得(700,40)=(700,20)＋(40,20)=(700,0)-(20,0)+(40,0)-(20,0)查E熱電偶分度表得：(700,40)=57.74-1.31+2.66-1.31=57.78mV由于配錯(cuò)補(bǔ)償橋路型號(hào)，那么引起的測量誤差為題4-15解：30℃時(shí)引線電阻/℃30℃=2.821Ω0℃時(shí)電橋平衡，U0=0，那么R3臂的電阻∴RP=54Ω查分度表，400℃時(shí)=114.72Ω環(huán)境為30℃，t=400℃，接成三線制橋路輸出電壓Uo為環(huán)境為30℃，t=400℃，接成兩線橋路輸出電壓為為接成二線制引起的誤差為題4-17解：根據(jù)式〔4-125〕傳感器的靈敏度為：導(dǎo)線=25pF/m，那么2m電纜的分布電容為∴那么可求得靈敏度為設(shè)傳感器的輸入信號(hào)為x，依題意用2m電纜時(shí)的顯示值為那么引起的測量誤差為題4-18解：，儀表常數(shù)K=10m3Hz/h，f0=3.5MHz，C=1500m/s。管道截面積S為：S=?！摺唷摺嗄敲础唷恪嘁虼耍詈笤O(shè)計(jì)參數(shù)為：D=10cm，L=20cm，N1=508，N2=536，°題4-20解：：P=0~0.5MPa，靈敏度=2kHz/MPa，，膜片面積S=10cm2膜片受力變化量根據(jù)式〔4-142〕得：∴取∵弦長L一般在12mm~20mm之間，之間。假