电子测量技术基础课后习题答案_1-8章张永瑞

一解释名词：①测量；②电子测量。

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。

叙述直接测量、间接测量、组合测量的特点，并各举一两个测量实例。

答：直接测量：它是指直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法。

如：用电压表测量电阻两端的电压，用电流表测量电阻中的电流。

间接测量：利用直接测量的量与被测量之间的函数关系，间接得到被测量量值的测量方法。

如：用伏安法测量电阻消耗的直流功率P，可以通过直接测量电压U，电流I，而后根据函数关系P＝UI，经过计算，间接获得电阻消耗的功耗P；用伏安法测量电阻。

组合测量：当某项测量结果需用多个参数表达时，可通过改变测试条件进行多次测量，根据测量量与参数间的函数关系列出方程组并求解，进而得到未知量，这种测量方法称为组合测量。

例如，电阻器电阻温度系数的测量。

解释偏差式、零位式和微差式测量法的含义，并列举测量实例。

答：偏差式测量法：在测量过程中，用仪器仪表指针的位移(偏差)表示被测量大小的测量方法，称为偏差式测量法。

例如使用万用表测量电压、电流等。

零位式测量法：测量时用被测量与标准量相比较，用零示器指示被测量与标准量相等(平衡)，从而获得被测量从而获得被测量。

如利用惠斯登电桥测量电阻。

微差式测量法：通过测量待测量与基准量之差来得到待测量量值。

如用微差法测量直流稳压源的稳定度。

叙述电子测量的主要内容。

答：电子测量内容包括：（1）电能量的测量如：电压，电流电功率等；（2）电信号的特性的测量如：信号的波形和失真度，频率，相位，调制度等；（3）元件和电路参数的测量如：电阻，电容，电感，阻抗，品质因数，电子器件的参数等：（4）电子电路性能的测量如：放大倍数，衰减量，灵敏度，噪声指数，幅频特性，相频特性曲线等。

列举电子测量的主要特点.。

答：（1）测量频率范围宽；（2）测试动态范围广；（3）测量的准确度高；（4）测量速度快；（5）易于实现遥测和长期不间断的测量；（6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器的智能化；（7）影响因素众多，误差处理复杂。

选择测量方法时主要考虑的因素有哪些？答：在选择测量方法时，要综合考虑下列主要因素：①被测量本身的特性；②所要求的测量准确度；③测量环境；④现有测量设备等。

设某待测量的真值为土0．00，用不同的方法和仪器得到下列三组测量数据。

试用精密度、正确度和准确度说明三组测量结果的特点：①，，，，，，，，，；② ，，1 ，，，，，．，，；③ ，，，，，，，999，，。

答：① 精密欠正确； ② 准确度低； ③ 准确度高。

SXl842数字电压表数码显示最大数为19 999，最小一档量程为20mV ，问该电压表的最高分辨率是多少？解：20mV/19999＝ mV ＝1μVSR46示波器垂直系统最高灵敏度为50uV ／div ，若输入电压为120uV ，则示波器荧光屏上光点偏移原位多少格？解：120/50＝格某待测电路如题图所示。

（1）计算负载R L 上电压U 。

的值(理论值)。

（2）如分别用输入电阻R v 为120kO ．和10MQ 的晶体管万用表和数字电压表测量端电压U 。

，忽略其他误差，示值U 。

各为多少？（3）比较两个电压表测量结果的示值相对误差r x ［r x ＝(U o －U x )/U x ×100%］ 解：（1）0305 2.53030U V ⨯＝＝＋（2）R 外1＝301245 2.2230x U V ⨯＝＝＋24229.915 2.49630x U V ⨯＝＝＋29.9101100%100%12.6%2.22x x x U U r U ⨯⨯－ 2.22－2.5＝＝＝－02100%100%.16%2.496x x x U U r U ⨯⨯－ 2.496－2.5＝＝＝－00(1/1/)0B T T T R R e -=⋅11()290300014.12B R e－＝11()3203000B R e－5.35＝111R U E R r＝＋222R U E R r ＝＋12121221()R R U U RU R U －r ＝－1245 2.22230x U V ⨯＝＝＋24111120.482x x x V∆∆∆＝＋＝110.4282.5x y A ∆⨯⨯＝100%＝100%＝17%228.575 2.24430x U V ⨯＝＝＋28.5720.862.5y ⨯＝100%＝32.4%100%A x r A ∆⨯＝100%x xr x∆⨯＝100%m m m x r x ∆⨯＝140100%2%200r ±⨯±＝＝020lg 20i x u G u ＝＝1100% 2.1%1x r ±⨯±＝＝2100% 1.11%10x r ±⨯±＝＝3 1.011100% 1.011%100x r ±⨯±＝＝20129.6520A U V ⨯＝＝＋2101250x U V ⨯＝＝8＋1289.6100%%8x r ⨯－＝＝－20289.6100%%9.6A r ⨯－＝＝－16.712图319.3125x U ⨯＝＝9.561V ＋19.339.6100%%9.56x r ⨯9.56－＝＝－0.418 39.6100%%9.6A r ⨯9.56－＝＝－0.417用准确度s ＝1．0级，满度值100μA 的电流表测电流，求示值分别为80μA 和40μA 时的绝对误差和相对误差。

解：Δx 1＝Δx 2＝Δx m ＝±1%×100＝±1μAr x 1＝Δx 1/ x 1＝±1/80＝±% r x 2＝Δx 2 / x 2＝±1/40＝±2 .5%某142位(最大显示数字为19 999 )数字电压表测电压，该表2V 档的工作误差为 ± ％(示值)±1个字，现测得值分别为和 8V ，问两种情况下的绝对误差和示值相对误差各为多少？解：10.02520.001210.110019999x mV ±∆⨯±⨯±＝＝ 41 1.00310100%8.36%0.0012x r ±⨯⨯±－＝＝20.02521.988810.610019999x mV ±∆⨯±⨯±＝＝ 41 5.97210100%0.03%1.9888x r ±⨯⨯±－＝＝伏—安法测电阻的两种电路示于题图(a)、(b)，图中○A 为电流表，内阻R A ， ○V 为电压表，内阻R v ，求：① 两种测量电路中，由于R A 、 R v 的影响，只。

的绝对误差和相对误差各为多少？② 比较两种测量结果，指出两种电路各自适用的范围。

题图解：（a ）·x V xa x V R R R R R ＝＋ 2x xa xa x x VR R R R R R ∆－＝－＝＋11/xa a x V xR r R R R ∆－＝＝＋ r a ＜0测得值偏小，R V ＞＞R x 时，r a 很小。

（b ）R x b ＝R x ＋R A ΔR x b ＝R A r b ＝R A / R x r b ＞0测得值偏大，R A ＜＜R x 时，r b 很小。

被测电压8V 左右，现有两只电压表，一只量程0～l0V ，准确度s l ＝，另一种量程0～50V ，准确度s 2 ＝级，问选用哪一只电压表测量结果较为准确？解：Δx1＝Δx m1＝r m1×x m1＝±%×10＝± r 1＝Δx1/x 1＝±8＝±%Δx2＝Δx m2＝r m2×x m2＝±%×50＝±r 2＝Δx2/x 2＝±8＝±%r 1＜r 2 ，选用准确度s l ＝电压表测量结果较为准确。

利用微差法测量一个l0V 电源，使用9V 标称相对误差±％的稳压源和一只准确度为s 的电压表，如题图所示。

要求测量误差ΔU /U ≤±%，问s ＝？解：19(%0.1%)s ±＝＋1＋91＋919(%0.1%)s ±＝＋1＋91＋90.9()%1010s ±＝＋依题意得： 0.9()%0.5%1010s ±±＋≤ 题图所以：s ≤ 选用级的电压表。

题图为普通万用表电阻档示意图，Ri 称为中值电阻，R x 为待测电阻，E 为表内电压源(干电池)。

试分析，当指针在什么位置时，测量电阻的误差最小？解：因为：x iEI R R ＝＋ 则：x i ER R I＝－R x 的绝对误差为：2x x R ER I I I I∂∆∆∆∂＝＝－ R x 的相对对误差为：2x x i R E I R I R IE∆∆＝－ 题图 令：()()220i xxi IR E ER I I R I R IE ⎛⎫∆∂∆ ⎪∂⎝⎭－－＝＝－ 得：122m i E I I R ＝＝ 即指针在中央位置时，测量电阻的误差最小。

两只电阻分别为R 1＝20Ω±2%，R 2＝(100± Ω，求：两电阻串联及并联两种接法时的总电阻和相对误差。

解：串联时：相对误差：12121212R R R R r r r R R R R ±串＝（＋）＋＋201000.4%%2010020100100±⨯⨯±＝（2＋）＝0.66＋＋ΛR 串＝120×%＝Ω 总电阻：120±Ω 并联时：212121121212221212()()··()()R R R R R R R R R R R R R R R R R ∆∆∆并＋－＋－＝＋＋＋ 22122112221212··()()R R R R R R r r R R R R ＝＋＋＋ 21121212··R R R R R R r r r R R R R R ∆并并并＝＝＋＋＋符号有正有负时：21121212R R R R R r r r R R R R ⎛⎫± ⎪⎝⎭并＝＋＋＋100200.4%100⎛⎫±⨯⨯ ⎪⎝⎭＝2＋20＋10020＋1001.77%±＝R 并＝204.26 4.19( 1.79%)0.070.07ab r ±＝ 1.76%＋132()Rx R R R r r r r ±＝＋＋21W U t R r r r r ±±⨯＝（＋＋）＝（2%＋1.5%＋0.5%）2322412L LR d R d R d Rσπ∆∆∆∆＝（L －d －）2L d R Rr r L d Rσσ∆∆∆∆L d ＝－－＝－2－r 1413(r r )ym R s R r L ±＝＋＋413r r R s R s L L ＝＝＝13ym s r L ±＝0L21211()22ym s s r L L ±＝＋12s S s L L L ＝＝2ym sr L ±＝2110.273ym ym r r ±＝＝124040()U U r r r ±＝＋40＋4040＋40100%A M ⨯－B＝A ＋B2222B A M A B ∆∆∆＝－（A ＋B ）（A ＋B ）222222M A B AB AB A B A B r ＝r －r －－224M A AB r r A B ±＝－1511(20.42)15i =∑x ＝＋20.43＋……＋20.400.0327σ80.100.10v σ＝－＝＞3x ＇＝20.414σ＇≈0.01633σ＇≈0.0489x σσ-＝＝0.0163＝0.004360.01308x σ-3＝4×＝190⑤ ＋＝ ⑥ －＝某电压放大器，测得输入端电压U i ＝，输出端电压U o ＝1200mV ，两者相对误差均为±2％，求放大器增益的分贝误差。