电子测量原理大题

1、用一台5位十进电子计数器测量频率，选用0.1s的闸门时间。若被测频率为10KHz，则测频分辨力为多少？量化误差（相对误差值）为多少？如果该计数器的最大闸门时间为10s，则在显示不溢出的情况下，测量频率的上限为何值？解：（1）测量分辨率＝（1/0.1s）＝ 10Hz

（2）在0.1s的闸门时间内的计数值为：10KHz×0.1s＝1000，则量化误差的相对值为：1/1000＝0.1％

（3）为了显示不溢出，则在10s的最大闸门时间内计得的值不能超过105，由此可得测量频率的上限值为：105/10s ＝10KHz

2、用游标法测量一个时间间隔τ，假设f1领先f2且f1＝10MHz，f2＝10.001MHz。经过100个周期的追赶，两时标重合，求被测时间间隔τ以及这种方法所能达到的最大分辨率。

解：（1）由于f1＝10MHz，则T1＝1/10MHz＝100ns；同理T2＝1/10.001MHz＝99.99ns

则被测时间间隔τ＝100×（100－99.99）ns＝1ns。

（2）最大分辨率为：100ns－99.99ns＝0.01ns＝100ps。

3、某压力传感器具有线性静态特性，其压力测量范围为100～600kPa，对应输出直流电压0.0～50.0mV，求该传感器的量程和灵敏度。

解：量程＝测量范围上限－测量范围下限＝600-100＝

500kPa

4、某一阶测量系统，在时，输出为10mV；在时，输出为100mV；在时，输出为50mV，试求该测量系统的时间常数。解：其阶跃响应的微分方程的解为：

由已知条件得：化解得：

5、检定量程为 100 μ A 的 2 级电流表，在 50 μ A 刻度上标准表读数为 49 μ A ，问此电流表是否合格？

解：x 0 =49 μ A x=50 μ A x m =100 μ A

则此表在 50 μ A 点是合格的。要判断该电流表是否合格，应该在整个量程内取足够多的点进行检测

6、设电压V的三个非等精度测量值分别为：。它们的权分别为6，7 ，5，求V的最佳估值。

7、将下列数字保留 3 位有效数字： 45.77 36.251 43.149 38 050 47.15 3.995

解：现将保留的有效数字列于下面：45.8 36.2 43.1 3.80 47.2 4.00

舍如规则：小于5舍，大于5入，等于5时取偶数。

8、测量两个电压，分别得到它的测量值，它们的实际值分别为，求测量的绝对误差和相对误差。

9、什么是计量？它有何特点？计量与测量的关系如何？

解：计量是为了保证量值的统一和准确一致的一种测量，它是利用技术和法制手段实施的一种特殊形式的测量，即把被测量与国家计量部门作为基准或标准的同类单位量进行比较，以确定合格与否，并给出具有法律效力的《检定证书》。计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性。

由于测量发展的客观需要出现了计量，测量数据的准确可靠，需要计量予以保证，计量是测量的基础和依据，没有计量，也谈不上测量。测量又是计量联系实际应用的重要途径，可以说没有测量，计量也将失去价值。计量和测量相互配合，相辅相成。

10、比较有哪些类型？它们各自的特点是什么？

11、电子测量中典型的比较方法有哪些？

12、电子测量中常用了哪些参量的比较技术？解：电压比较、阻抗比较、频率（时间）比较、相位比较、数字比较等。

13、试举例说明运算与处理功能在电压测量中的应用。

解：根据交流电压有效值的定义，用计算法获取有效值电压的测量原理。第一级为模拟乘法器，完成被测电压的平方运算；第二级为积分器，完成平均运算；第三级为开方器，完成开平方根的运算；最后一级为放大器，按一定比例放大的直流输出电压，并用输出电压去驱动电表，指示电表按被测电压的有效值刻度。

14、试述测量的定义。

解：关于测量的科学定义，有狭义和广义之分。狭义测量是指为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。广义测量是指为了获取被测对象的信息而进行的实验过程。

15、某电压放大器，当输入电压Vi=1.2mV时，测的输出电压Vo=6000mV，设Vi误差可忽略（r1=0），Vo的测量误差r2=3%。求：放大器电压，放大倍数的绝对误差德尔塔A，相对误差rX及分贝误差rdB。

16、双斜积分式DVM基准电压Vr=10V，第一次积分时间T1=100ms，时钟频率f0=100kHz，问：（1）该DVM为多少位的电压表？（2）该DVM的分辨力为多少？（3）DVM显示出T2时间内的计数值N2=5600，问被测电压Vx=?

解：（1）N1=T1*f0=100ms*100kHz=10000，故DVM为四位（2）分辨力 Vr/N1=10V/10000字=1mv/字

（3）N2=5600时，Vx=5600/字*1mV/字=5.600V

17、基本量程为10.000V的四位斜坡电压式DVM中，若斜坡电压的斜率为10V/40ms，问时钟频率应为多少？当被测直流电压时，门控时间及累计脉冲数各为多少？

解：时钟脉冲频率为：f=1000个脉冲/40ms=250kHz

若被测电压：Vx=9.256V，则：门控时间：T=9.256/10V*40ms=37.024ms

累计脉冲数：N=37.024ms*250kHz=9256

18、锁相环有哪几个基本组成部分，各起什么作用？

解：锁相环是一个相位负反馈系统，其基本组成部分包括：鉴相器、环路滤波器和压控振荡器。鉴相器完成输入与输出信号的相位比较，其输出反映它们之间的相位差。环路滤波器为一低通滤波器，用于滤除鉴相器输出中的高频成分和噪声。压控振荡器实现对输入频率的跟踪，它根据鉴相器的输出调整输出频率以降低输出信号与输入信号的相位差，从而实现频率的跟踪。

19、一DDS频率合成器的参考时钟为100MHz，相位累加器宽度为40位，问：（1）该频率合成器的频率分辨力是多少？（2）若频率控制字M为800000000，求输出频率

解：（1）DDS的频率分辨力为：德尔塔f=1/2N * Fc

即德尔塔f=1/2exp40*100*10exp6Hz=90.95uHz

（2）输出频率f0=M/2expN *fc=800000000/2exp40*100*10exp6Hz=72.7596kHz

3. 简述线性系统的频率特性的测量方法。