电子计数器误差
电子测量与仪器和传感器技术练习题
电子测量与仪器的基础知识一、选择题：1、用31位数字万用表测量一个10K◎的电阻，档位在2k,结果表上显示值为“1”，则表2明（）A、表已损坏B、超过量程C2、下列各项中不属于测量基本要素的是A被测对象B、测量仪器系统3、下列不属于测量误差来源的是（A、仪器误差和（环境）影响误差C人身误差和测量对象变化误差1、电阻值过小D、3—位表精确度不够2（）C、测量误差D、测量人员）B、满度误差和分贝误差H理论误差和方法误差4、仪器通常工作在（），可满足规定的性能。
A基准条彳日极限工作条件C、额定工作条件D、储存与运输条件5、下列几种误差中，属于系统误差的有、,属于随机误差的有,属于粗大误差的有。
A、仪表未校零所引起的误差；B、测频时的量化误差；C测频时的标准频率误差；D、读数错误。
6、在使用连续刻度的仪表进行测量时，一般应使被测量的数值尽可能在仪表满刻度值的（）以上。
A1/2B2/3C、1/3D3/47、被测量真值是（）A、都是可以准确测定的；B、在某一时空条件下是客观存在的，但很多情况下不能准确确定；C、全部不能准确测定；D、客观上均不存在，因而无法测量。
8、在相同条件下多次测量同一量时，随机误差的（）A、绝对值和符号均发生变化B、绝对值发生变化，符号保持恒定C符号发生变化，绝对值保持恒定D、绝对值和符号均保持恒定9、被测电压真值为100V,用电压表测试时，指示值为80v,则示值相对误差为（）。
A+25%B-25%C、+20%DA、-20%10、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。
11、通常在相同的条件下，多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持恒定或在条件改变时，按某种规律而变化的误差称为。
A 随机误差；以系统误差；C 影响误差；D 固有误差。
12、下列数据中，四位有效数字的数有（）_______一_4A 、0417;以4270.0;C 、0.420;D 、27.00X10 13、仪器通常工作在（），可满足规定的性能。
知识笔记-7.3 相位差转换为时间间隔进行测量
第七章 相位差测量技术
§7.3相位差转换为时间间隔进行测量
一、计数式直读相位差计
又称电子计数式相位差计，这种方法就是应用电子计数器来测量周期T 和两同频正弦波过零点时间差ΔT ：
N
n T T ︒
︒=∆⋅=360360
ϕ
测量误差来源与测周期或测时间间隔时相同，主要有标准频率误差、触发误差、量化误差。
二、平均值相位差计
在瞬时相位差计基础上，增加一个计数门构成平均值相位差计。
这种方法测量的相位差实际上是被测信号K个周期内的平均相位差。
用平均相位差计测量相位差，不必调f c去跟踪被测信号频率，测量方便，量化误差也小。
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古天祥电子测量原理古天祥版各章习题附详细答案
古天祥电子测量原理古天祥版各章习题附详细答案(总31页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除第一章测量的基本原理一、填空题1 ．某测试人员在一项对航空发动机页片稳态转速试验中，测得其平均值为 20000 转 / 分钟（假定测试次数足够多）。
其中某次测量结果为 20002 转 / 分钟，则此次测量的绝对误差△x ＝ ______ ，实际相对误差＝ ______ 。
答案：2 转 / 分钟，％。
2 ．在测量中进行量值比较采用的两种基本方法是 ________ 和 ________ 。
答案：间接比较法，直接比较法。
3 ．计量的三个主要特征是 ________ 、 ________ 和 ________ 。
答案：统一性，准确性，法律性。
4 ． ________ 是比较同一级别、同一类型测量标准的一致性而进行的量值传递活动。
答案：比对。
5 ．计算分贝误差的表达式为，其中称为 ______ 。
答案：相对误差6 ．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。
答案：模拟，数字7 ．为了提高测量准确度，在比较中常采用减小测量误差的方法，如 ______ 法、 ______法、 ______ 法。
答案：微差、替代、交换二、判断题：1 ．狭义的测量是指为了确定被测对象的个数而进行的实验过程（）答案：错2 ．基准用来复现某一基本测量单位的量值，只用于鉴定各种量具的精度，不直接参加测量。
答案：对3 ．绝对误差就是误差的绝对值（）答案：错4 ．通常使用的频率变换方式中，检波是把直流电压变成交流电压（）答案：错5 ．某待测电流约为 100mA 。
现有两个电流表，分别是甲表：级、量程为 0~400mA ；乙表级，量程为 0~100mA 。
则用甲表测量误差较小。
答案：错6 ．在电子测量中，变频是对两个信号的频率进行乘或除的运算。
电子测量题集(2015版)
电子测量_概念题集一、 填空题1、 测量是以确定被测对象的 为目的的一组操作。
2、 测量结果是由 和 共同来表示。
3、 广义地讲，测量不仅包括定量的测量，还包括 和的测量。
4、 计量是为了保证 和 的一种测量。
5、 计量的主要特点是 、 和 。
6、 从广义上说，电子测量是泛指以 为手段而进行的测量。
7、 电子测量先后经历了 阶段、 阶段、 阶段和 阶段。
8、 某脉冲信号发生器误差为： 10% 0.025us ，则脉冲宽的时候 占主要作用，脉冲窄的时候 占主要作用。
9、 某测试人员在进行石英晶体振荡器输出频率试验中，测得输出频率平均值为 10000Hz （假定测试次数足够多）。
其中某次测量结果为 10002 Hz ，则此次测量的绝对误差x ＝，相对误差 ＝。
为了减少测量误差，应使被测量的数值尽可能地在仪表满量程的 以上。
分贝误差是用分贝形式表示的相对误差，其公式是。
常用的电工仪表分为七级，其中± 0.5 级表示其对应的引用误差 ≤ 。
根据误差的性质和特点， 可以将误差分为 、 、 三大类。
数学期望 M (X) 与真值x 之差值称为系统误差，单次测量结果x 与数学期望M(X) 之差值称为 ，超出在规定条件下预期的误差叫 ，它使测量结果明显地偏离真值。
方差 (X) 主要用于描述测量值的 。
估计的 原则就是说目前测量次数可能估不准，但是只要测量次数无限增大就一定能估准。
估计的 原则就是说不一定每个估计都准，但是无穷多个估计值 的平均值就一定能估准。
17、 有限次测量平均值的数学期望是 ，有限次测量平均值的方差是测量值方 差的 1/n 倍，n 次测量平均值的标准偏差是总体测量值的标准偏差的 倍。
18、 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16、15、14、k13、 11、 10、 12、常数据的界限，这称为莱特准则。
19、 对于常见的正态分布， 还常根据样本容量的大小采用 准则和 准 则进行判断。
测频法测周法的误差分析.ppt
• 测高频信号的频率时，用测频的方法直接读取被测信 号的频率；测低频信号的频率时，先通过测周期的方 法测出被测信号的周期，再换算成频率。高、低频信 号采用中界频率划分。
1 fc k fc f x Ts f c Tx f c f c
Tx
Tx
fs
5．4．4 提高测量准确度的方法
• 1、多周期测量
• 是指在测量被测信号的周期时，时间间隔的起点在一个信号 上取出，终点在若干个周期后的信号中取出。经“周期倍乘” 后再进行周期测量，其测量精确度提高。
• 2、测周法测量差频
f F T F T fx fx fx T2 fx T
逻辑 控制
2．测周方法的误差分析
• （1）公式误差
T
ln Tx N
N
ln Tx Ts
Ts
(ln
N N
ln
Ts
)
N
(ln
N Ts
ln
Ts
)
Ts
N Tx Tx Tx fc Ts kTc k
N Ts N Ts
N 1
N 1 k
(ln k ln
fc
k
fc ) k (ln k ln f c
fc ) fc
f c fc
（3）测频公式误差
f
f x fx
1 f x Ts
fc fc
f
f x fx
1 f x Ts
f c fc
江苏省对口高考电子电工专业考试大纲
江苏省普通高校对口单独招生电子电工专业综合理论考试大纲本考纲以教育部中等职业学校电子电工类专业教学指导方案为依据，以教育部和江苏省教育厅公布的中等职业学校教学用书目录中本专业有关教材为主要参考教材。
本考纲所涉及的考试范围主要包括电子电工类专业开设的《电工基础》、《电子线路》、《电工测量仪表》、《电子测量》、《电机和拖动》等五门核心课程，主要测试考生理解和掌握有关基本理论、基本知识和基本方法的水平，以及综合运用这些理论、知识和方法解决基本实际问题的能力。
考试范围和要求第一部分《电工基础》一、电路的基本概念1、了解电路的组成及其作用。
2、理解电路的基本物理量（电动势、电流、电位、电压）的概念及其单位。
3、熟练掌握电动势、电流、电压的参考方向（正方向）和数值正负的意义及在电路计算时的应用。
4、理解电功和电功率的概念，掌握电功、电功率和焦耳定律的计算。
5、理解电阻的概念和电阻与温度的关系，熟练掌握电阻定律。
6、了解电气设备额定值的意义。
二、简单直流电路1、熟练掌握部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律。
2、了解电路的几种工作状态（通路、开路、短路），掌握在每一种状态下电路中电流、电压和功率的计算。
3、熟练掌握电阻串、并联的特点和作用，掌握简单混联电路的分析和计算。
4、掌握电路中各点电位及两点间电压的分析和计算，并掌握其测量方法。
5、了解电阻的两种测量方法：伏安法和惠斯通电桥法。
三、复杂直流电路1、熟练掌握基尔霍夫定律、叠加定理和戴维宁定理的内容和适用场合。
2、熟练运用支路电流法、叠加定理和戴维宁定理来分析，计算复杂直流电路。
3、理解电压源和电流源的概念，并掌握它们之间的等效变换。
4、了解验证基尔霍夫定律、戴维宁定理和叠加定理的实验方法。
四、电容和电容器1、理解电容的概念，掌握电容器的充放电特性。
2、了解常用电容器的分类和额定值。
3、掌握平行板电容器电容的计算。
4、掌握电容器串、并联的性质及其等效电容和额定工作电压的计算。
《电子测量仪器》课程标准精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《电子测量仪器》课程标准课程名称: 电子测量仪器适用专业: （中职）应用电子学时: 72一、学分: 4二、引言本课程是全国中等职业学校电子类专业的专业基础课。
本课程主要是了解常用电子测量仪器的使用、性能及主要技术指标, 理解电子测量仪器的组成和工作原理, 会对测量结果进行简单的数据处理；为以后的电子技术基础等相关课程打下基础, 从而更好的学习后面课程。
一、课程性质本课程主要是了解常用电子测量仪器的使用、性能及主要技术指标, 理解电子测量仪器的组成和工作原理, 会对测量结果进行简单的数据处理；理论和实际相结合的电子技术课程。
二、课程设计思路课程设计思路: 按照我校中等专业学校培养计划, 结合实践性教学培养学生实际操作能力, 使学生加深理解, 着重培养学生的务实能力, 能够学以致用, 特别是为电子技术专业课程知识学习和应用打好良好的基础, 能分析和解决一些电子技术仪器的使用和故障问题。
三、课程目标1.知识目标:了解电子测量的内容、特点和测量方法。
理解误差的来源、表示方法和分类。
掌握测量结果的表示方法和数据处理。
了解现代智能仪器的基本工作原理, 理解常用电子测量仪器的组成和工作原理。
能阅读电子测量仪器说明书, 能根据被测对象正确地选择仪器。
熟练掌握常用电子测量仪器的操作技能。
能正确使用仪器完成基本测量任务。
能对测量结果进行简单的数据处理。
2.能力目标:能正确使用常用电子测量仪器, 在电子产品设计和维修中, 能熟练使用电子测量仪器进行相关测量工作。
3.职业素质目标:培养学生的分析问题、解决问题的能力, 以及逻辑思维能力；培养学生的创新能力和实践能力；培养学生实事求是、严谨负责的科学态度和良好的工作习惯；培养团队合作能力和组织协调能力四、内容标准五、实施建议（一）教学建议由于本课程的主要教学内容涉及基本的电子测量仪器的工作原理和使用方法的教学环节, 必须通过实验、实训才能达到应用技能的培养目标。
电子测量与仪器应用-期末测试二答案
操作叫做 解包 。
二、判断题：（每小题2分，共10分）1、粗大误差具有随机性，可采用多次测量，求平均值的方法来消除或减少。
（ × ）2、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。
（ √ ）3、电子示波器是时域分析的最典型仪器。
（ √ ）4、 用计数器直接测周的误差主要有三项：即量化误差、触发误差及标准频率误差。
（ √ ）5、能够输出多种信号波形的信号发生器是脉冲信号发生器。
（ × ）三、选择题（每题2分，共10题，20分）1、（ C ）是指在测量过程中由于受到温度、湿度、电磁场、机械振动、声音和光照等环境因数影响所造成的测量误差。
A ．操作误差B ．人身误差C ．影响误差D ．理论误差 2、下列测量中属于电子测量的是（ C ）A ．用天平测量物体的质量B ．用水银温度计测量温度C. 用数字温度计测量温度 D ．用游标卡尺测量圆柱体的直径3、通常在相同条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号均以不可预定的方式变化的误差，都属于（ A ）。
A ．随机误差B ．系统误差 C. 绝对误差 D ．粗大误差 4、模拟式多用电压、电流表又称为（C ）A ．数字式电压表B ．数字式万用表C ．模拟式万用表D ．电子电压表5、双积分式数字电压表，它的第二次积分过程是实现（ B ）变换。
A ．V-V B ．V-TC ．T-TD ．T-V6、用计数器测频的误差主要包括：（B）A．量化误差、触发误差 B．量化误差、标准频率误差C．触发误差、标准频率误差 D．量化误差、转换误差7、下列哪种方法不能减小量化误差：（A）A. 测频时使用较高的时基频率B. 测周时使用较高的时基频率C. 采用多周期测量的方法D. 采用平均法8、下列仪器中可以产生方波和三角波信号的仪器有（D）A．模拟电压表 B．RLC测试仪C．Q表 D．低频信号发生器9、宽带示波器垂直放大器中几乎总是包含有延迟线，它的作用是使示波器( D )。
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4.5 电子计数器的测量误差本节要求：（1）掌握量化误差、触发误差、标准频率误差的概念及来源。
（2）掌握频率测量误差的组成及分析方法，并能用来解决实际问题。
（3）掌握周期测量误差的组成及分析方法，并能用来解决实际问题。
（4）掌握减小频率及周期测量中误差的方法。
4.5.1 测量误差的来源1.量化误差所谓量化误差就是指在进行频率的数字化测量时，被测量与标准单位不是正好为整数倍，因此在量化过程中有一部分时间零头没有被计算在内而造成的误差，再加之闸门开启和关闭的时间和被测信号不同步（随机的），使电子计数器出现±1误差。
2.触发误差所谓触发误差就是指在门控脉冲在干扰信号的作用下使触发提前或滞后所带来的误差。
3.标准频率误差标准频率误差是指由于电子计数器所采用的频率基准（如晶振等）受外界环境或自身结构性能等因素的影响产生漂移而给测量结果引入的误差。
4.5.2 频率测量误差分析计数器直接测频的误差主要由两项组成：即±1量化误差和标准频率误差。
一般，总误差可采用分项误差绝对值合成.(4-9)1.量化误差在测频时，由于闸门开启时间和被计数脉冲周期不成整数倍，在开始和结束时产生零头时间Δt1和Δ由于Δt1和Δt2在0～T x之间任意取值，则可能有下列情况：①当∆t1＝∆t2时，∆N＝0②当∆t1＝0，∆t2＝T x时，∆N＝－1③当∆t1＝T x，∆t2＝0时，∆N＝＋1即最大计数误差为±1个数，故电子计数器的量化误差又称为±1误差。
x s f T N N N 11±=±=∆（4-10）2. 标准频率误差由于晶振输出频率不稳定引起闸门时间的不稳定，造成测频误差。
2(),()S c S c s c c c c d T k f kT k T T f f d f f ∆=⨯=∆=∆=而 所以： s c sc T fT f ∆∆=-3.减小测频误差方法的分析根据式4-9所表示的测频误差△f x /f x 与±1误差和标频误差△f c /f c 的关系，可画出如图4－15所示的误差曲线。
图4－15 计数器测频时的误差曲线从图中可以看出：当在f x 一定时，增加闸门时间T s 可以提高测频分辨力和准确度。
当闸门时间一定时，输入信号频率f x 越高则测量准确度越高。
在这种情况下，随着±1误差减小到c c f f /∆以下时，c c f f /∆的影响不可忽略。
这时，可以认为cc ff /∆是计数器测频的准确度的极限。
【例4.1】 设f x ＝20MHz ，选闸门时间T s ＝0.1s ，则由于±1误差而产生的测频误差为：77115100.1210x x s x f f T f -∆±=±==±⨯⨯⨯若T s 增加为1s ，则测频误差为±5×10－8，精度提高10倍，但测量时间是原来的10倍。
1⨯10-110-210-310-410-510-310-710-810-910-10110 102103 10K 102K 103K 10M 102M 103Mf x (Hz)闸门时间T s =0.1s1s10sss4.5.3周期测量误差分析 1. 误差表达式由式T x ＝N T 0 可得因为：（4-11）2. 减小测量周期误差的方法根据式4－11图4－16测周误差曲线图 周期测量时信号的频率越低，测周的误差越小；周期倍乘的值越大，误差越小；另外可以通过对更高频率的时基信号进行计数来减小量化误差的影响。
3. 中界频率当直接测频和直接测周的量化误差误差相等时，就确定了一个测频和测周的分界点， 这个分界点的频率称为中界频率。
00s xm xm xm F T f f T f == （4-12）xm f = （4-13）根据中界频率，我们可以选择合适的测量方法来减小测量误差。
既：当f x > f xm 时，应使用测频的方法；当f x < f xm 时，适宜用测周的方法。
4. 触发误差在测量周期时，被测信号通过触发器转换为门控信号，其触发电平波动以及噪声的影响等，对测量精度均会产生影响。
在测周时，闸门信号宽度应准确等于一个输入信号周期。
闸门方波是输入信号经施密特触发器整形得到的。
在没有噪声干扰的时候，主门开启时间刚好等于一个被测周期T x 。
当被测信号受到干扰时（如图4-17所示，干扰为尖峰脉冲V n ，V B 为施密特电路触发电平）施密特电路本来应在A 1点触发，现在提前在A 1’处触发，于是形成的门方波周期为T ’x ，由此产生的误差（1T ∆）称为“触发误差”。
可利用图4-17（b ）来近似分析和计算1T ∆。
如图中直线ab 为A 1点的正弦波切线，则接通电平处正弦波曲线的斜率为tg α。
由图可得：αtg v T n=∆1 （4-14） B （4-15）式中，V m 为信号振幅。
同样，在正弦信号下一个上升沿上（图中A 2点附近）也可能存在干扰，即也可能产生触发误差2T ∆，（4-16）由于干扰或噪声都是随机的，所以1T ∆和2T ∆都属于随机误差，可按2221)()(T T T n ∆+∆=∆（4-17）5. 多周期同步法多周期测量减小转换误差的原理如图4－18所示。
因为闸门信号是和被测信号同步后产生的，所以对周期个数的计数值不存在量化误差。
而两相邻周期触发误差所产生的ΔT 是相互抵消的，因此平均到一个周期上来说就相当于原来误差的1/10。
思考题：1.分析通用计数器测量频率和周期的误差，以及减小误差的方法。
2.用电子计数式频率机测量1KHz的信号，当闸门时间分别为1秒和0.1秒时，试比较两种方法由±1误差引起的相对误差。
3.利用计数器测频，已知内部晶振频率f c＝1MHz，Δf c/f c＝±1×10－7，被测频率f x＝100KHz，若要求“±1”误差对测频的影响比标准频率误差低一个量级（即为±1×10－6），则闸门时间应取多大？若被测频率f x＝1KHz，且闸门时间保持不变，上述要求能否满足？4.6 高分辩率时间和频率测量技术本节要求：（1）掌握多周期同步法的原理。
（2）掌握模拟内插法和游标法的原理并能用来解决实际问题。
（3）了解模拟内插法的校准技术。
（4）掌握平均法的原理。
4.6.1多周期同步测量技术倒数计数器采用多周期同步测量的原理，即测量输入信号的多个（整数个）周期值，f x为输入信号频率，f0为时钟脉冲的频率。
A、B两个计数器在同一闸门时间T内分别对f x和f0进行计数，计数器A的计数值N A=f x T,计数器B的计数值N B=f0T0，由于：A Bx N N T f f ==则被测频率f x 为：0Ax BN f f N =⋅ （4－18）4.6.2 模拟内插法 1. 内插法原理内插法是把图4－14中的小于量化单位的时间零头Δt 1和Δt 2加以放大，再对放大后在Δt 1期S 1闭合，恒流源I 1对电容C 充电。
Δt 1期结束，S 1断开，S 2接通，恒流源I 2（＝I 1/1000）对电容C 放电，直到起始电平位置，然后保持此电平。
例如，在测量Δt 1从公式中可以看出：虽然在测T 1、T 2时依然存在±1字的误差，但其相对大小可缩小1000倍，使计数器的分辨率提高了三个数量级。
4.6.3游标法1. 游标法的原理游标法使用了两种频率非常接进的时钟信号。
两个信号开始计数的时刻不同，其差值就是被测的时间间隔Δt 1，如图4－22所示。
因为F 01> F 02,且非常接近，故以后的每个周期两时钟之间的间隔都将减少T 02-T 01,当Δt 1＝N （T 02-T 01）时,经过N 个周期，两个时钟信号在相位上完全相符。
故被测时间间隔为：))((010*********T T N N T N t t T T --+=∆-∆+=我们定义扩展系数K 为：由上式得：则式（4－19）可写成由上式可见，游标法把测时分辨率从直接法的T 01提高到了T 01/K 。
4.6.4平均法 1. 平均法原理在普通的计数器中，由于闸门开启和被测信号脉冲时间关系的随机性，单次测量结果的相对误差在－1/N ～1/N 范围内出现。
某一个误差值的出现对于所有的单次测量来说是服从均匀分布的。
因而，在多次测量的情况下其平均值必然随着测量次数的无限增多而趋于零。
以有限次n 的测量来逼近理想情况可得：N n f f T T x x x x 11⨯±=∆-=∆思考题：1.在模拟内插法的测量中还存在量化误差吗？它对最后测量结果的影响有什么变化？2.提高模拟内插法分辨率的措施有哪些？3.提高游标法分辨率的措施有哪些？本章小结时间与频率是最基本的一个参量。
本章首先给出时间和频率的基本概念以及时间和频率标准的建立。
时间和频率的测量技术经历了一个从模拟到数字的发展过程，从早期的电桥法、谐振法、拍频法等到现在的计数法，测量的精度和范围都有巨大的提高。
电子计数器是应用最为广泛的数字化仪器，也是最重要的电子测量仪器之一。
本章介绍了采用电子计数器测量频率、频率比、周期、时间间隔、累加计数及仪器自校等几种工作模式的原理，并着重讨论了测频和测时这两种基本测量方法的误差。
这一部分是本章的基本内容，也是要重点掌握的部分。
深入分析误差产生的原因及研究解决方法是本章的另一个重点。
在理论分析的基础上，我们讨论了减小误差的方法，比如采用高精度频率源来减小标准频率误差；采用多周期测量方法减小触发误差；采用内插法和游标法减小量化误差等。
频率准确度和频率稳定度是标准频率源的两项主要指标。
对标准频率源的测量属于频率精密测量的内容，这种测量是通过两个不同精度等级的频率源之间进行比对来实现的。
由于一个频率源的准确度是由它的频率稳定度来保证的，因此，检定一个频率源的主要内容是测量它的频率稳定度。
本章在阐述频率稳定度的基本概念、频率稳定度的表征的基础上，对频率稳定度的测量方法——阿仑方差的测量进行了介绍。
调制域测量是电子测量发展的一个新方向，对它的了解能够扩展对本领域了解的范围，并把握最新的动态。