电子测量模拟试题1

电子测量技术试题一、什么是电子测量？举例说明。答:利用电子技术进行的测量都可称为电子测量。是以电子技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为手段，以电量和非电量为测量对象的测量过程。例如：利用压力传感器将压力转换为电压，再通过电压表测量电压值以实现对压力的测量。通过频谱分析仪测量方波的频谱密度。用电压表或万用表测量电压，电流表或万用表测量电流，万用表测量电阻，示波器测量波形。二、举例说明量值、影响量、量的真值、读数、测得值。答：量值：油树脂与计量的乘积表示量的大小。例如，5mA，3A。影响值：不是被测量，但却影响被测量的量值或计量器具示值的量。例如，环境温度、被测较量电压的频率。量的真值：某量在所处的条件下被完美地确定或严格定义的量值。读数：是仪表刻度盘，或显示器上直接读到的数字。测得值：由测量得出的量值。三、电子测量包括哪些内容？它有哪几个明显的特点？答：内容：电能量的测量（各种频率和波形的电压、电流、电功率等）；电信号特性的测量（信号波形、频率、相位、噪声及逻辑状态等）；电路参数的测量（阻抗、品质因数、电子器件的参数等）；导出量的测量（增益、失真度、调幅度等）；特性曲线的显示（幅频特性、相频特性及器件特性等）。特点：频率范围宽、量程范围广、测量准确度高、测量速度快、易于实现遥测和测量过程的自动化、易于实现仪器小型化。四、电子测量仪器的发展大体经历了几个阶段？请详细阐述。答：模拟仪器：基本结构是电磁机械式的，借助指针来显示测量结果。数字仪器：将模拟信号的测量转换为数字信号的测量，并以数字方式输出测量结果。智能仪器：内置微处理器和GPIB接口，既能进行自动测量又具有一定的数据处理能力。虚拟仪器：它是一种功能意义上的仪器，在微计算机上添加强大的测试应用软件和一些硬件模块，具有虚拟仪器面板和测量信息处理系统，使用户操作微机就像操作真实仪器一样。五、什么是电子仪器？举一个典型电子仪器的例子，说明其功能、技术指标等。答：电子仪器是以电子技术为基础，融合电子测量技术、计算机技术、通信技术、数字、软件技术、总线技术等组成单机或自动测试系统。以电量、非电量、光量的形式，测量被测量对象的各项参数或控制被测量系统的进行。六、计量基准划分为几大类？每一类计量基准的作用是什么。答：国家基准（主基准）：用来复现和保存的计量单位，具有现代科学技术所能达到的最高精确度的计量器具，经国家鉴定并批准，作为统一全国计量单位量值的最高依据。副基准：通过直接或间接与国家基准比对来确定其量值并经国家鉴定批准的计量器具。工作基准：经与国家基准或副基准校准或比对，并经国家鉴定，实际用以检定计量标准的计量器具。七、计量器具的特征包括哪些内容？答：（1）标称范围（2）测量精确度（准确度）（3）灵敏度（4）鉴别力（5）鉴别力域（6）分辨力（7）作用速度（8）稳定度八、什么是测量误差？为什么要研究测量误差？答;测量结果和被测量真值之间总会存在差异，这种差异就叫做测量误差。研究测量误差的目的：1，正确认识误差的性质和来源，以减少测量误差。2，正确处理测量数据，以得到接近真值的结果。3，合理地制定测量方案，组织科学实验，正确地选择测量方法和测量仪器，以便在条件允许的情况下得到理想的测量结果。4，设计中需要用误差理论进行分析并适当控制这些误差因素，使仪器的测量准确达到设计要求。九、测量误差的表示方法划分为几种？每一种测量误差的作用是什么？答：1.绝对误差：由测量所得到的被测量值x与其真值A0的差。△x=x-A02.相对误差：测量的绝对误差与被测量的真值之比。3.分贝误差：用对数形式表示的误差称为分贝误差。十、根据误差的性质，测量误差划分为几大类？其各自的定义是什么？举例说明。答：1.系统误差：在相同条件下，多次测量同一个量值时，误差的绝对值和符号保持不变，或在条件改变时，按一定规律变化的误差。2.随机误差（偶然误差）：在相同条件下，多次测量同一个量值时，误差的绝对值和符号以不可预订方式变化的误差。3.疏失误差（粗大误差）：在一定测量条件下，测量值明显地偏离实际值所形成的误差。十一、举例说明等精密度测量。答：在相同条件下，用相同的仪器和方法，由同一测量者以同样细心的程度进行多次测量，称为等精密度测量。比如测量系统误差，随机误差，疏失误差等。十二、随机误差呈何种分布？并采用哪一种数字表达式？答：成正态分布。其分布密度表达式：十三、判断系统误差有几种方法？减小系统误差有几种措施？答：判断系统误差的方法：1、实验对比法2、剩余误差观察方法3、马利科夫判据4、阿卑—赫梅特（Abbe-Helmert）判据。减小系统误差的方法：1.从产生系统误差的根源上采取措施2.用修正法减小系统误差%1000Ax)(20log200dBLgAUUGuix3.减小恒值误差的技术措施十四、什么是不确定度？什么是坏值？坏值的剔除准则是什么？答：在实际测量中，可以认为大于3σ的误差其出现的可能性极小，所以通常把等于3σ的误差称为极限误差或随机不确定度。在测量数据中，如果出现大于3σ的误差，则可以认为该次测量值是坏值。坏值的剔除准则：|ui|＞3σ十五、常用函数的合成误差有几种？写出其数学表达式。答：1.积函数的合成误差：γy=±(|γA|+|γB|)2.商函数的合成误差：γy=γA-γB3.幂函数的合成误差：γy=±（|mγA|+|nγB|）4.和差函数的合成误差:当y=A+B时当y=A+B时5.和差积商函数的合成误差:十六、在设计测量方案时应从哪几个方面考虑？答：(1)了解被测量的特点，明确测量目的(2)确定测量原理，制订初步方案，注意：①应使被测电路系统及测试仪器等均处于正常状态。②应满足测量原理中所要求的测量条件。③尽量减小系统误差，设法消除随机误差的影响，合理选择测量次数及组数。(3)明确准确度要求，合理选择仪器类型。(4)环境条件要符合测量要求。十七、设计一台数字万用表。要求：1、画出原理框图。2、根据原理框图详细阐述其工作过程。3、任意选择峰值式、平均值式及有效值式三种类型之中的一种数字电压表。答：检波电路输出的直流电压正比于输入交流电压绝对值的平均值，这种电路称为平均值检波器。采用半波和全波检波式电路。在微安表两端并联电容用于滤除检波后电流中的交流成分，避免表针抖动。十八、详细阐述失真度测量仪的基本工作原理。首先将开关S置“1”位，电压表测出的是包括基波在内的被测信号总的电压有效值。然后将开关置“2”位，调节基波抑制网络的参数，使网络的谐振频率与被测信号对基波频率相同，将基波“全部”滤除，这时电压表的示值等于所有谐波电压的总有效值（不含基波）。答：十九、采用何种分离法测量阻抗？并详细说明其工作原理。答：采用虚、实不分分离法测量阻抗。二十、设计一台实用的数字频率计。要求：1、画出工作原理框图。2、详细阐述其工作过程。答：二十一、模拟测量和数字测量各有何优缺点？为什么测量仪器的发展方向是数字化、智能化和虚拟化？答:模拟测量的优点：(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)应有足够高的测量准确度(4)应有足够高的输入阻抗(5)应有足够高的抗干扰能力数字测量的优点：1.数字显示，2.准确度高，3.测量范围，4.分辨力高5.测量速度快6.输入阻抗高7.抗干扰能力强；模拟测量的缺点：精确度不高，误差大，数字测量的缺点：测量时容易产生干扰；因为现在科学技术正在朝向自动化趋势发展。二十二、数字存储示波器有哪几种功能特点？由晶振经分频及门控电路得到具有固定宽度T的方波脉冲，作为门控信号。时间基准一般称为闸门时间，控制主门（与门）的一个输入端。被测信号经放大整形后变成序列窄脉冲，送至主门另一输入端。开始测频时，先将计数器置零，待门控信号到来后，主门开启，允许信号脉冲通过，计数器开始计数，直到门控信号结束，主门关闭，停止计数。答：数字存储示波器的功能特点（1）触发点位置可任意设定（2）滚动方式（3）峰值检测功能（4）累计峰值检测功能（5）平均功能（6）CRT读出功能（7）游标测量功能（8）存储波形的扩大及缩小（9）具有记录输出功能（10）菜单功能（11）接口二十三、模拟示波器Y轴输入端的衰减器是阻容（RC）衰减器而不是电阻（R）衰减器，为什么？其中RC衰减器中的一个电容为什么是可调的？答：二十四、扫频仪中的关键器件是何种器件？为什么采用这种器件？答：变容二极管；、变容二极管的作用变容二极管是利用PN结之间电容可变的原理制成的半导体器变容二极管与反向偏压件，在高频调谐、通信等电路中作可变电容器使用。变容二极管属于反偏压二极管，改变其PN结上的反向偏压，即变容二极管(VaractorDiodes)为特殊二极管的一种。当外加顺向偏压时，有大量电流产生，PN（正负极）接面的耗尽区变窄，电容变大，产生扩散电容效应；当外加反向偏压时，则会产生过渡电容效应。但因加顺向偏压时会有漏电流的产生，所以在应用上均供给反向偏压。PN结电容量。反向偏压越高，结电容则越少，反向偏压与结电容之间的关系是非线性的变容二极管(VaractorDiodes)为特殊二极管的一种。当外加顺向偏压时，有大量电流产生，PN（正负极）接面的耗尽区变窄，电容变大，产生扩散电容效应；当外加反向偏压时，则会产生过渡电容效应。但因加顺向偏压时会有漏电流的产生，所以在应用上均供给反向偏压。二十五、什么是频标？结合工作原理框图阐述单一频标产生的工作原理。答：频标是频率标记的简称，频率标记是用一定形式的标记对频率特性曲线上的任意一点进行定量描述；二十六、举出一个逻辑分析仪的应用实例。二十七、设计一个非电量测量的应用电路。要求：1、画出工作原理电路图。2、说明每一个元器件的作用。二十八、什么是电磁兼容？在设计电子电路时为什么要重视电磁兼容设计？答：是指电子设备在一定的电磁环境中，保持其固有的性能和完成规定功能的能力；因为电磁兼容学科是一门尖端的综合性科学，它涉及数学、电磁场理论、天线与电磁波传播、电路理论、信号分析、材料科学、工艺学和生物医学等理论基础。二十九、产生电磁兼容干扰的原因有哪几种？举例说明其中的一种。答：1.按干扰产生的原因分类：(1)外部干扰(噪声)，1)人为性干扰，2)自然性干扰；(2)内部干扰(噪声)；三十、什么是智能仪器？设计一种实用的智能仪器。要求：1、画出工作原理框图2、阐述其工作过程注：以上试题答案请参阅书中的相关章节内容。三十一、某电压表的刻度为0～10V，在5V处的校准值为4.95V,求其绝对误差、修正值、实际相对误差、示值相对误差，若认为此处的绝对误差最大，问该电压表应定为几级？解：△X=X—A=5—4.95=（+）0.05VC=—△X=—0.05VrA=△X/A=0.05/4.95=1.01%rX=△X/X=0.05/5=1%rM=｜△Xm｜/Xm=0.05/10=0.5%电压表应定为0.5级。三十二、某示波器的垂直偏转灵敏度最低一档为20VPP/cm,探极衰减倍率为10，扫描速度最高为0.1μS/cm，屏幕有效面积取5cm×5cm,欲在此范围内显示5个周期的正弦波形，求该示波器可以观测信号的最高频率和最大电压有效值分别是多少？解：因为被测信号周期T=55/1.0cmcmS=0.1μS所以fmax=T1=1.01=10MHz又因UPP=20Vpp/cm×5cm×10=1000V所以Urms=22PPU=221000=354V三十三、在示波器屏幕上测得方波电压的UPP=20V，用1、（单）峰值表，2、（全波）均值表，3、有效值表测量时，其读数分别是多少？解：因为单峰值UP=UPP/2=20/2=10V，1、用峰值表的读数U=UP/2=10/2=7.1V2、用均值表的读数U=1.11UP/KFKP=1.11×10/1×1=11.1V3、用有效值表的读数U=UP/KP=10/1=10V三十四、检定一只3mA,2.5级电流表的满度值误差，按规定引入修正值后，使用的标准仪器产生的误差不大于受检仪器容许误差的31。现有下列四块标准电流表，问应选择哪一块最合适？为什么？（1）、10mA0.5级（2）、