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电子测量习题解答.doc

上传人:fmgc7290 文档编号:4852854 上传时间:2019-01-16 格式:DOC 页数:7 大小:212KB
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资源描述

1、24 有一个 100V 的被测电压,若用 0.5 级、量程为 0-300V 和 1.0 级、量程为 0-100V 的两只电压表测量,问哪只电压表测得更准些?为什么?答: 要判断哪块电压表测得更准确,即判断哪块表的测量准确度更高。(1)对量程为 0-300V、0.5 级电压表,根据公式有 %10101 xsxm5.5.3(2)对量程为 0-100V、1.0 级电压表,同样根据公式有 10102 xsxm%从计算结果可以看出,用量程为 0-100V、1.0 级电压表测量所产生的示值相对误差小,所以选用量程为 0-100V、1.0 级电压表测量更准确。29 测量上限为 500V 的电压表,在示值 4

2、50V 处的实际值为 445V,求该示值的:(1)绝对误差(2)相对误差(3)引用误差(4)修正值答:(1)绝对误差 VAx5405(2)相对误差 %12.%1x(3)引用误差 0.50mx(4)修正值 Vc210 对某电阻进行等精度测量 10 次,数据如下(单位 k):0.992、0.993、 0.992、 0.991、 0.993、 0.994、 0.997、 0.994、 0.991 、0.998。试给出包含误差值的测量结果表达式。答:1) 将测量数据按先后次序列表。n )( Vi )( i)( 2Vin )( Vi )( i)( 2Vi1 0.992 -0.0015 0.0000022

3、5 6 0.994 0.0005 0.000000252 0.993 -0.0005 0.00000025 7 0.997 0.0035 0.000012253 0.992 -0.0015 0.00000225 8 0.994 0.0005 0.000000254 0.991 -0.0025 0.00000625 9 0.991 -0.0025 0.000006255 0.993 -0.0005 0.00000025 10 0.998 0.0045 0.000020252) 用公式 nix1求算术平均值。 935.0108.93.2.)(10102 Vnx3) 用公式 xi求每一次测量值的剩余

4、误差,并填入上表中。4) 用公式 ni12计算标准差的估计值 。0237.5.091 )025.025(9102 iv5) 按莱特准则判断粗大误差,即根据 xii3剔除坏值。071)(x从表中可以看出,剩余残差最大的第 10 个测量数据,其值为: )(45.93.8.010 xv 所以该组测量数据中无坏值。6) 根据系统误差特点,判断是否有系统误差,并修正。测量数据分布均匀,无规律分布,无系统误差。7) 用公式 求算术平均值的标准差估计值。nx075.1628.307. x8) 用公式 求算术平均值的不确定度。xx.075.3x9) 写出测量结果的表达式。 23.9.xA44 有两只量程相同的

5、电流表,但内阻不一样,问哪只电流表的性能好?为什么?答:电流表测量电流是将表串联在电路中的,内阻越小对电路的影响越小,因而测量准确越高。53 在示波器上分别观察到峰值相等的正弦波、方波和三角波, ,分别用都是VUp5正弦有效值刻度的、三种不同的检波方式的电压表测量,试求读数分别为多少?解:(1)用峰值检波正弦有效值刻度的电压表测量,读数都 3.54V,与波形无关。(2)用有效值有效值检波正弦有效值刻度的电压表测量正弦波 VKUP54.31.正 弦 波正 弦 波正 弦 波方波 P方 波方 波方 波三角波 VKUP89.273.15三 角 波三 角 波三 角 波(3)用均值检波正弦有效值刻度的电压

6、表测量正弦波 P54正 弦 波正 弦 波正 弦 波方波 波形因数和波峰因数均为 1,所以其平均值为 5V,相应此平均值的正弦有效值即为读数值。 VUKF5正 弦 波正 弦 波正 弦 波三角波 UP89.273.15三 角 波三 角 波三 角 波 VKF三 角 波三 角 波三 角 波相应此平均值的正弦波的有效值即为读数值。 UP78.14.52正 弦 波正 弦 波正 弦 波512 甲、乙两台 DVM,甲的显示器显示的最大值为 9999,乙为 19999,问:(1)它们各是几位的 DVM,是否有超量程能力?(2)若乙的最小量程为 200mV,其分辨率为多少?(3)若乙的固有误差为 ,分别用 2V

7、和 20V 档测量)%02.5.0(mxU电压时,绝对误差和相对误差各为多少?VUx56.1答:(1)超量程能力是 DVM的一个重要的性能指标。1/2 位和基本量程结合起来,可说明DVM是否具有超量程能力。甲是 4位 DVM,无超量程能力;乙为 4位半 DVM,可能具有超量程能力。(2)乙的分辨率指其末位跳动1 所需的输入电压,所以其分辨率为 0.1mV。(3)用 2V挡测量绝对误差 )%02.5.0(mxUUV18.061相对误差 %9.51028.%10Ux用 20V挡测量绝对误差 ).5.(mxUV478.020610相对误差 %478.%Ux62 通用电子计数器主要由哪几部分组成?画出

8、其组成框图。答:电子计数器一般由输入通道、计数器、逻辑控制、显示器及驱动等电路构成。67 欲用电子计数器测量=200H Z的信号频率,采用测频(闸门时间为 1s)和测周(时标为 0.1s)两种方案,试比较这两种方法由1 误差所引起的测量误差。答:测频时,量化误差为3105201sxTfN测周时,量化误差为571cxcxf从计算结果可以看出,采用测周方法的误差小些。610 利用频率倍增方法,可提高测量准确度,设被测频率源的标称频率为=1MH Z,闸门时间置于 1s,欲把1 误差产生的测频误差减少到 110-11,试问倍增系数应为多少?答:倍增前量化误差为661010sxTfN倍增系数为 5160

9、M72 画出文氏桥 RC 振荡器的基本构成框图,叙述正反馈桥臂的起振条件和负反馈桥臂的放大整形主门门控信号 ST被测信号晶体振荡 分频电路计数 译码显示逻辑控制Tx图 6.1电子计数器组成框图稳幅原理。答:图 7.1为文氏电桥振荡器的原理框图。R1、C 1、R2、C 2 组成 RC 选频网络,可改变振荡器的频率;R3、R4 组成负反馈臂,可自动稳幅。在 时,输入信号经 RC 选频网络传输到运算放大器。同相端的电压与运f20算放大器的反馈网络形成的电压同相,即有 和 。这样,放大器和 RC0fnfa2选频网络组成的电路刚好组成正反馈系统,满足振荡的相位条件,因而有可能振荡。此时,反馈系数 F=1

10、/3,因此只要后接的二级放大器的电压放大倍数为 A ,那么就满足了振3V荡器起振的幅值条件 AVF1,可以维持频率 时的等幅正弦振荡。RCf210实际电路中,其中 R3是具有负温度系数的热敏电阻。在振荡器的起振阶段,由于温度低,R 3的阻值较大,负反馈系数小,使负反溃放大器的电压增益大于 3, 的信号RCf21产生增幅振荡。随着该信号的增大,流过 R3的电流增大,从而使 R3的温度升高,阻值下降,反馈深度加深,负反馈放大器的电压放大倍数减小,只要 R3、R 4选择恰当,最后将达到稳定的等幅正弦振荡。当电路进入稳定的等幅振荡之后,如果由于某种原因引起输出电压增大时,由于 直接接在 R3、R 4的

11、串联电路中,从而使流过 R3的电流增大,R 3减小0V也会使负反馈放大器的放大倍数下降,令输出电压减小,达到稳定输出电压的目的。77 基本锁相环由哪些部分组成,其作用是什么?答:如图 7.5所示,基本锁相环是由基准频率源、鉴相器(PD) 、环路滤波器(LPF)和压控振荡器(VCO)组成的一个闭环反馈系统。鉴相器是相位比较装置,它将两个输入信号 Vi和 VO之间的相位进行比较, 取出这两个图 7.1文氏电桥振荡器的原理框图foR2 C2R4+-AC1 R1R3图 7.5 基本锁相环框图图 7.15 放大器幅频特性测试连线图鉴相器f0Vd压控振荡器低通滤波器f0frVi Vo基准频率源信号的相位差

12、,以电压 Vd的形式输出给低通滤波器( LPF) 。当环路锁定后,鉴相器的输出电压是一个直流量。环路低通滤波器用于滤除误差电压中的高频分量和噪声,以保证环路所要求的性能,并提高系统的稳定性。压控振荡器是受电压控制的振荡器,它可根据输入电压的大小改变振荡的频率。一般都利用变容二极管(变容管)作为回路电容,这样,改变变容管的反向偏置电压,其结电容将改变,从而使振荡频率随反向偏压而变。78 已知 用于组成混频倍频环,其输出频率ZrZr MHfkf40,102,步进频率 ,环路形式如下图所示,求ZoMHf)1.03((1)M 取“+” ,还是“-”?(2)N=?解:根据锁相原理,我们不难看出而1rNf

13、orff2(1)若 M 取“+” ,则 ZZZor MHHHff )1.43()1.073(402 则 41.31rf(2)若 M 取“-” ,则 ZZZro HMHff )1.63(0).07(2 则 6131.61rfN86 比较触发扫描和连续扫描的特点。答:连续扫描和触发扫描示波器扫描的两种方式。为了更好地观测各种信号,示波器应该既能连续扫描又能触发扫描,扫描方式的选择可通过开关进行。在连续扫描时,没有触发脉冲信号,扫描闸门也不受触发脉冲的控制,仍会产生门控信号,并启动扫描发生器工作;在触发扫描时,只有在触发脉冲作用下才产生门控信号。对于单次脉冲或者脉冲周期长的信号采用触发扫描方式更能清

14、晰观测。89 有一正弦信号,使用垂直偏转因数为 10mV/div 的示波器进行测量,测量时信号经过10:1 的衰减探头加到示波器,测得荧光屏上波形的高度为 7.07div,问该信号的峰值、有效值各为多少? 答:示波器测量的是峰-峰值。混频器(M)鉴相器f0=(73101.1)MHZ带通滤波器f r1=100kHZ频率源 1 压控振荡器低通滤波器频率源 2fr2=40MHZf=100kH Z分频器(N)ypkDhV mV70107.正弦信号的峰值 p5.32正弦信号的有效值mVVpp07811 某示波器的带宽为 120MHz,探头的衰减系数为 10:1,上升时间为 t0=3.5ns。用该示波器测量一方波发生器输出波形的上升时间 tx,从示波器荧光屏上测出的上升时间为t0=11ns。问方波的实际上升时间为多少?答:由于测量包含了示波器本身的固有上升时间,必须修正,同时考虑探头衰减倍数,方波的实际上升时间为 nsttrxr 3.104)5.3(10222

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