62山理工成人高等教育期末考试 电子测量技术复习题

电子测量技术复习题

一、单项选择题

1、根据测量误差的性质和特点，可以将其分为( )三大类。

A.绝对误差、相对误差、引用误差

B.固有误差、工作误差、影响误差

C.系统误差、随机误差、粗大误差

D.稳定误差、基本误差、附加误差

2、用通用示波器观测正弦波形，已知示波器良好，测试电路正常，但在荧光屏上却出现了如下波形，应调整示波器( )旋钮或开关才能正常观测。

A.偏转灵敏度粗调

B.Y轴位移

C.X轴位移

D.扫描速度粗调

3、通用计数器测量周期时由石英振荡器引起的主要是( )误差。

A.随机

B.量化

C.变值系统

D.引用

4、DVM的读数误差通常来源于( )。

A.刻度系数、非线性等

B.量化

C.偏移

D.内部噪声

5、( )DVM具有高的SMR，但测量速率较低。

A.逐次逼近比较式

B.斜坡电压式

C.双斜积分式

D.V-f式

6、在电子电压表中，常用的有效值检波器除热电偶检波器外，还有_______检波器。

A．电子真有效值B．调制C．全波D．半波

7、测量值的数学期望偏离被测量真值的原因是___ ____。

A. 存在随机误差

B. 存在系统误差

C. 存在粗大误差

8、修正值是与绝对误差的绝对值 __ __ 的值。

A、相等但符号相反；

B、不相等且符号相反；

C、相等且符号相同；

D、不相等但符号相同。

9、交流电压的波峰因素Kp定义为__ __。

A、峰值/平均值

B、有效值/平均值

C、峰值/有效值

D、平均值/峰值

10、下述方法中，能减小系统误差的有 _ _ 。

A、统计平均；

B、交换法；

C、加权平均；

D、格拉布斯准则加以修正。

11、数字电压表显示位数越多，则____ ___。

A、测量范围越大

B、测量误差越小

C、过载能力越强

D、测量分辨力越高

12、示波器中扫描发生器产生的是 __ __ 。

A、锯齿波信号

B、正弦波信号

C、矩形波信号

D、触发脉冲

13、示波测量中，触发方式选择为时，屏幕显示为一条亮线；触发方式选择为

时，屏幕不显示亮线。

A.普通触发

B. 固定触发

C.自动触发

D.其它

14、根据检波器位置的不同，形成了不同的模拟电压表结构，其中结构测量范围宽、

测量灵敏度较低；结构测量范围窄、测量灵敏度较高。

A.放大—检波式

B. 检波—放大式

C.外差式

D.其它

15、数字万用表的核心是。

A.AC/DC转换器

B. A/D转换器

C.D/A转换器

D.I/V转换器

二、填空题

1、在选择仪器进行测量时，应尽可能小的减小示值误差，一般应使示值指示在仪表满刻度

值的 _ 以上区域。

2、随机误差的大小，可以用测量值的 __ ______ 来衡量，其值越小，测量值越集中，测

量的 __ ______ 越高。

3、设信号源预调输出频率为 1MHz ，在 15 分钟内测得频率最大值为 1.005MHz ，最小值

为 998KHz ，则该信号源的短期频率稳定度为 __ ____ 。

4、信号发生器的核心部分是。

5、函数信号发生器中正弦波形成电路用于将变换成正弦波。

6、取样示波器采用取样技术扩展带宽，但它只能观测信号。

7、当观测两个频率较低的信号时，为避免闪烁可采用双踪显示的____ ____方式。

8、BT-3 型频率特性测试仪中，频率标记是用一定形式的标记来对图形的频率轴进行定量，

常用的频标有 _ _______ 和 ___ ______ 。

9、逻辑分析仪按其工作特点可分和。

10、指针偏转式电压表和数码显示式电压表测量电压的方法分别属于_ ____ 测量和__ ___ 测量。

11、测量误差是测量结果与被真值的差异。通常可以分为 和 。

12、在测量数据为正态分布时，如果测量次数足够多，习惯上取 作为判别异常数据的界限，这称为莱特准则。

13、交流电压的波峰因数P K 定义为 ，波形因数F K 定义为 。

14、频谱分析仪按信号处理方式不同可分为 、 和 。

15、逻辑笔用于测试 ，逻辑夹则用于 。

16、当示波器两个偏转板上都加 时，显示的图形叫李沙育图形，这种图形在 和频率测量中常会用到。

17、在示波器上要获得同步图形，待测信号周期y T 与扫描信号周期x T 之比要符合 。

18、按照误差的基本性质和特点，可把误差分为 、 、 。

19、按检波器在放大器之前或之后，电子电压表有两种组成形式，即 和 。

20、在双踪示波器的面板上，当“微调”增益控制旋钮顺时针方向转至 __ ____ 位置时，才能使显示波形的偏转幅度对应于偏转因数选择开关所指示的位置。

21、在没有信号输入时，仍有水平扫描线，这时示波器工作在 状态；若工作在 状态，则无信号输入时就没有扫描线。

22、BT-3 型频率特性测试仪中，频率标记是用一定形式的标记来对图形的频率轴进行定量，常用的频标有 __ ______ 和 __ _______ 。

23、逻辑笔用于测试 ，逻辑夹则用于 。

24、评价正弦信号发生器的技术指标归纳为三大指标，即 、 、 。

三、判断题

1、数字式万用表测量的过程是先将被测量转换成直流电压信号。

2、当被测频率大于中界频率时，宜选用测周的方法；当被测频率小于中界频率时，宜选用测频的方法。

3、用计数器直接测周的误差主要有三项：即量化误差、触发误差以及标准频率误差。

4、能够输出多种信号波形的信号发生器是脉冲信号发生器。

5、电子示波器是时域分析的最典型仪器。

6、频谱分析仪主要用于分析信号的频谱分布。

7、虚拟仪器充分体现了“软件就是仪器”的思想，在虚拟仪器中可以取消硬件。

8、在测量周期时，为减少被测信号受到干扰造成的转换误差，电子计数器应采用多周期测量法。

9、当计数器进行自校时，从理论上来说不存在±1个字的量化误差。

10、间接合成法又称为锁相合成法，通过锁相环来完成频率的加、减、乘、除。

11、用示波器观察任意两种波形的合成图形都可以认为是李沙育图形。

12、频谱特性测试仪主要用于电路频率特性的测试。

13、虚拟仪器充分体现了“软件就是仪器”的思想，在虚拟仪器中可以取消硬件。

14、数据域的测试一般分三个阶段进行：测试生成、测试评价和测试实施。

15、低频信号发生器的指示电压表的示数就是它输出电压的实际值。

16、数据域的测试一般分三个阶段进行：测试生成、测试评价和测试实施。

17、频率稳定度又分为短期频率稳定度和长期频率稳定度，其中长期频率稳定度是指在任意30小时内信号频率发生的最大变化。

18、混频式锁相环可以实现频率的加减运算。

四、简答题

1、试述测量和电子测量的定义。

2、对电压测量的几个基本要求是什么?

3、用示波器显示图像基本上有哪两种类型?

4、通用示波器中扫描发生器环常由哪三部分电路组成?

5、串模抑制比和共模抑制比的定义分别是什么?

6、请选择测量电压、测量频率、测量网络的幅频特性、产生三角波信号、分析信号的频谱特性、测量三极管的输入或输出特性、测量调幅波的调幅系数、微机系统软、硬件调试等八种被测量的最佳测量仪器。

7、说明取样示波器的工作原理。

8、分步说明利用数字万用表测试区别三极管引脚的方法。（注意说明量程档的选择）

9、试说明触发电平、触发极性调节的意义。

五、计算题

1、测量上限为500V 的电压表，在示值450V 处的实际值为445V ，求该示值的：

（1）绝对误差（2）相对误差（3）修正值（本题10分）

2、由函数信号发生器分别产生正弦波、方波和三角波，调节其幅度使有效值读数的电压表读数都为0.7Ｖ，问这三种信号的峰值分别为多少？

3、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？

4、用某计数式频率计测频率，已知晶振频率c f 的相对误差为8105-?±=?c c

f f ，门控时间s T 1=，求：

（1）测量10=x f MHz 时的相对误差；

（2）测量10=x f KHz 时的相对误差；

并提出减小测量误差的方法。

5、在示波器上分别观察到正弦波、方波的峰值为1V ，分别用都是正弦有效值刻度的、三种不同的检波方式的电压表，试求读数分别为多少？

6、用双踪示波器观测两个同频率正弦波a ，b ，若扫描速度为20s μ/cm ，而荧光屏显示两个周期的水平距离是8cm ，问：

（1）两个正弦波的频率是多少？

（2）若正弦波a 比b 相位超前1.5cm ，那么两个正弦波相差为多少？用弧度表示。

7、有一信号在荧光屏一周期的水平长度为7cm ，扫描速度开关置于“10ms/cm ”位置，扫描扩展置“拉出×10”位置，求被测信号的周期。

8、测量电阻R 消耗的功率时，可间接测量电阻值R ，电阻上的压降U ，流过电阻的电流I 。设电阻、电压、电流的相对误差分别为%2±=R γ、%2±=U γ、%3±=I γ，试确定测量的最佳方案。

9、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0f =1MHz ，闸门时间置于1s ，欲把±1误差产生的测频误差减少到1×10-11，试问倍增系数应为多少？

10、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）若乙的固有误差为)%02.0%05.0(m x U U U +±=?，分别用2V 和20V 档测量V U x 56.1=电压时，绝对误差和相对误差各为多少？

参考答案

一、单项选择题

1、C

2、A

3、C

4、A

5、C

6、A

7、B

8、A

9、C 10、B 11、D 12、A 13、C ；A ； 14、A ；B ； 15、B

二、填空题

1、_2/3

2、__标准偏差______ __精密度______

3、__0.7% ___

4、 振荡器 。

5、 三角波

6、 非实时 重复

7、____ 断续____

8、_针形频标_______ 和 ___菱形频标______

9、 逻辑状态分析仪 和 逻辑定时分析仪

10、_模拟_____ 测量和__数字____ 测量。

11、 绝对误差 和 相对误差

12、 3σ

13、 峰值与有效值之比 有效值与平均值之比

14、 模拟式 、 数字式 和 模拟数字混合式 。

15、 单路信号 ， 多路信号 。

16、 正弦信号 相位

17、y x nT T

18、 系统误差 、 随机误差 、 粗大误差。

19、 放大-检波式 和 检波-放大式 。

20、__校准____

21、 连续扫描 触发扫描

22、__针形频标______ 和 __菱形频标_______ 。

23、 单路信号 ， 多路信号 。

24、频率特性、输出特性、调制特性。

三、判断题

1、（√）

2、（×）

3、（√）

4、（×）

5、（√）

6、（√）

7、（×）

8、（√）9、（√）10、（√）11、（×）12、（√）

13、（√）14、（×）15、（√）16、（√）17、（×）18、（√）

四、简答题

1、答：测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。在这个过程中，人们借助专门的设备，把被测量与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系，最后用数值和单位共同表示测量结果。从广义上说，凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上说，电子测量是指在电子学中测量有关电的量值的测量。

2、答： (1)应有足够宽的频率范围；

(2)应有足够宽的电压测量范围；

(3)应用足够高的测量准确度；

(4)应有足够高的输入阻抗；

(5)应具有高的抗干扰能力。

3、答：(1)显示随时间变化的信号；

(2)显示任意两个变量x与y的关系。

4、答：(1)积分器；

(2)扫描门；

(3)比较和释抑电路。

5、答：SMR(dB)=20lg V sm

式中V sm——串模干扰电压峰值

δ——由V sm所造成的最大显示误差

CMR(dB)=20lg V V

cm ssm

式中V cm——共模干扰电压

V sm——由V cm转化成的串模干扰电压6、答：测量电压：数字电压表；

测量频率：电子计数器；

测量网络的幅频特性：扫频仪；

产生三角波信号：信号发生器；

分析信号的频谱特性：频谱分析仪；

测量三极管的输入或输出特性：晶体管特性图示仪；

测量调幅波的调幅系数：调制域分析仪；

微机系统软、硬件调试：逻辑分析仪。

7、答：取样示波器的基本原理是利用等效取样技术，将周期性高频(或高速)信号变换为与原来信号波形相似的低频(或低速)信号。在这种取样过程中，每个信号周期只取样一次(或几次)，取样信号依次地延迟Δt ，完成一个取样周期后，离散信号的包络反映原信号的波形。这种固定延迟时间有顺序的取样也称为顺序取样。而当一个周期取几次样时，取样点必须重新排列，也称为随机取样。

答题关键点：被测信号的周期性；采样点数必须满足等效采样率大于奈奎斯特率；采样包络反映波形；顺序取样或随机取样。最后才是基本垂直系统和水平系统的示波器功能。

8、答：（1）选择欧姆档，红表笔接V ·Ω端，黑表笔接COM 端。用红表笔固定三极管一个引脚，黑表笔分别接触另外两引脚，若两次读数都较小或均大时，则红表笔接触的为基极B 。

（2）两次读数都较小为NPN 管；两次读数均大为PNP 管。

（3）选择h FE 端口，将已确定管型和B 级的三极管放入对应插孔，若显示β值在1~10范围内，则接反即C 孔位E 级，E 孔位C 级；若显示β值在10~100范围内，则三极管三引脚为对应插孔。

9、答：在电路中设置触发电平和触发极性调节两种控制方式，通过这两种方式可任意选择被显示信号的起始点，便于对波形的观测和比较。触发极性是指触发点位于触发源信号的上升沿还是下降沿。触发点位于触发源信号的上升沿为“+”极性；触发点位于触发源信号的下降沿则为“－”极性；触发电平是指触发脉冲到来时所对应的触发放大器输出电压的瞬时值，触发极性和触发电平决定触发脉冲产生的时刻，并决定扫描的起点。

五、计算题

1、

解：（1）绝对误差

V

V V A x x 5445450=-=-=?

（2）相对误差 %11.1%100450

5%100=?=??=x x x γ

（3）修正值

V x c 5-=?-=

2、

解： 利用有效值电压表可直接从电表上读出被测电压的有效值而无须换算 根据波峰因数U

U K P P =得P P UK U = 对于正弦波，0.9899V V 20.7=?==正P P UK U

对于方波，0.7V 1V 0.7=?==方P P UK U 对于三角波， 1.212V V 30.7=?==三P P UK U

3、

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

%100%%1001??≤??=x

s x x x m x γ %5.1%100100

%5.0300=??= （2）对量程为0～100V 、±1.0级电压表，同样根据公式有

%100%%1002??≤??=x

s x x x m x γ %0.1%100100%0.1100=??=

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。

4、

解：根据电子计数器测量频率的最大相对误差计算公式为

???

? ???+?±=?=c c s

x x x f f f T f f f 1γ （1）测量10=x f MHz 时的相对误差 786105.11051101011--?±=??? ???+??±=???

? ???+?±=c c s x f f f T f γ （2）测量10=x f KHz 时的相对误差

483101051101011--±≈???

???+??±=???? ???+?±=c c s x f f f T f γ 当被测信号频率一定时，主门开启时间越长，量化的相对误差就越小；当主门开启时间一定时，提高被测信号的频率，也可减小量化误差的影响。

5、

解：（1）用峰值检波方式电压表测量，读数都是0.707V ，与波形无关。

（2）用有效值检波正弦有效值刻度的电压表测量

①正弦波

V K U U P P 707.0414.11===正弦波

正弦波正弦波 ②方波 V K U U P P 11

1===方波方波方波 （3）用均值检波正弦有效值刻度的电压表测量

①正弦波 V K U U P P 707.0414

.11===正弦波正弦波正弦波 ②方波波形因数和波峰因数均为1，所以其平均值为1V ，相应此平均值的正弦有效值即为读数值。

V U K U F 11.1111.1=?=?=正弦波正弦波正弦波

6、

解：（1）根据被测交流信号的周期为x xD T =则

KHz s

T f 5.1220411=?==μ （2）根据两信号的相位差为ο?360?=

?T x x 则 4

336045.1π?ο=?=

? 7、 解：根据x x k xD T =可得测交流信号的周期为

ms ms k xD T x x 710

107=?=

= 8、 解：间接测量电阻R 消耗的功率有三种方案，即UI P =、R

U P 2

=、R I P 2=，根据误差

合成公式可分别算出每种方案的测量误差。

(1) UI P =方案

ln ln (2%3%)

5%

P P P U I U I

U I U I

γ??=?+?????=+=±+=± (2) 2

U P R

=方案 ln ln 2 [2(2%)2%]

6%

P P P U R U R

U R U R

γ??=?+?????=-=?±±=± (3) 2P I R =方案

ln ln 2 [2(3%)2%]

8%

P P P I R I R

I R I R

γ??=?+?????=+=?±±=± 可见，在给定的各分项误差的条件下，选择第一种方案UI P =的合成误差最小。 9、

解：倍增前量化误差为

661011

10111-?±=??±=?±=?s x T f N N 倍增系数为 5116

1010

1101==??=--M 10、

解：（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。

（3）用2V 挡测量

绝对误差 )%02.0%05.0(m x U U U +±=?

V 00118.0)2%02.056.1%05.0(=?+?±= 相对误差 %076.0%10056.100118.0%100=?=??=

U U x γ 用20V 挡测量

绝对误差 )%02.0%05.0(m x U U U +±=?

V 00478.0)20%02.056.1%05.0(=?+?±= 相对误差 %31.0%10056.100478.0%100=?=??=U U x γ