电子测量习题答案-加期末模拟卷

1电子测量技术基础复习指导二复习题第一章1.1名词解释：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。1.2名词解释：叙述直接测量、间接测量、组合测量。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。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。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。1.3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。1.4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。2.1解释下列名词术语的含义：真值、实际值、示值、测量误差、修正值。答：真值：一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。指定值：由国家设立尽可能维持不变的实物标准(或基准)，以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的指定值。实际值：实际测量时，在每一级的比较中，都以上一级标准所体现的值当作准确无误的值，通常称为实际值，也叫作相对真值。标称值：测量器具上标定的数值。修正值：与绝对误差绝对值相等但符号相反的值。2.2按照表示方法的不同，测量误差分成哪几类?答：1、绝对误差：定义为：Δx＝x－A02、相对误差2（1）实际相对误差：100%AxrA＝（2）示值相对误差：100%xxrx＝（3）满度相对误差：100%mmmxrx＝（4）分贝误差：Gx＝20lgAu（dB）2.3说明系统误差、随机误差和粗差的主要特点。答：系统误差的主要特点是：只要测量条件不变，误差即为确切的数值，用多次测量取平均值的办法不能改变或消除系差，而当条件改变时，误差也随之遵循某种确定的规律而变化，具有可重复性。随机误差的特点是：①有界性；②对称性；③抵偿性。粗差的主要特点是：测得值明显地偏离实际。2.4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？解：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1111%100%100%mAxsxAA＝3000.5100%1.5%100（2）对量程为0-100V、±1.0级电压表，同样根据公式有2222%100%100%mAxsxAA＝1001.0100%1.0%100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。2.7两只电阻分别为R1＝20Ω±2%，R2＝(100±0.4)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：R＝R1＋R212121212RRRRrrrRRRR串＝（＋）＋＋201000.4%%2010020100100＝（2＋）＝0.66＋＋3ΛR串＝120×0.66%＝0.8Ω总电阻：120±0.8Ω并联时：1212RRRRR212121121212221212()()··()()RRRRRRRRRRRRRRRRR并＋－＋－＝＋＋＋22122112221212··()()RRRRRRrrRRRR＝＋＋＋21121212··()()RRRRRRrrrRRRRR并并并＝＝＋＋＋符号有正有负时：21121212RRRRRrrrRRRR并＝＋＋＋10020%0.4%＝2＋20＋10020＋1001.77%＝R并＝20//100＝16.7ΩΛR并＝±16.7×1.77%＝±0.3Ω并联时的总电阻为：16.7Ω±0.3Ω2.8将下列数据舍入到小数第二位。12.4344→12.4363.73501→63.740.69499→0.6925.3250→25.3217.6955→17.70123.115→123.12第三章3.2、低频信号发生器主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么?答：低频信号发生器主要由主振器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器、指示电压表和稳压电源组成。主振器产生低频等幅振荡信号；电压放大器放大对主振器产生低频等幅振荡信号进行电压放大，同时还起缓冲隔离作用；输出衰减器控制输出信号电压的大小；功率放大器对输出衰减器的输出信号进行功率放大；阻抗变换器变换输出阻抗使之与被测电路实现阻抗匹配；指示电压表输出信号电压的大小；电源的作用是为高频信号发生器各单元电路提供合适的工作电压和电流。3.4说明图3.4-1高频信号发生器各单元的主要作用。答：振荡器产生高频等幅振荡信号，调频器产生高频调频信号，内调制信号振荡器产生4低频等幅振荡信号，缓冲放大器放大高频等幅振荡信号或高频调频信号，同时还起缓冲隔离作用，调制度计显示调制度计的大小，电子电压表显示缓冲放大器输出电压的大小，步进衰减输出级衰减缓冲放大器输出电压使之满足输入电路对输入电压大小的要求，电源的作用是为高频信号发生器各单元电路提供合适的工作电压和电流。3.5调谐式高频振荡器主要有哪三种类型？答：调谐信号发生器的振荡器通常为LC振荡器，根据反馈方式，又可分为变压器反馈式、电感反馈式(也称电感三点式或哈特莱式)及电容反馈式(也称电容三点式或考毕兹式)三种振荡器形式。3.9间接式频率合成器原理框图如题3.9图，求相位锁定时输出信号的频率f是多少。题3.9图间接式频率合成器原理框图第四章4.1电子示波器有哪些特点?答：电子示波器的基本特点是：①能显示信号波形，可测量瞬时值，具有直观性。②输入阻抗高，对被测信号影响小。③工作频带宽，速度快，便于观察高速变化的波形的细节。④在示波器的荧光屏上可描绘出任意两个电压或电流量的函数关系。4.2说明电子枪的结构由几部分组成，各部分的主要用途是什么?答：电子枪由灯丝(h)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。灯丝h用于对阴极K加热，加热后的阴极发射电子。栅极G1电位比阴极K低，对电子形成排斥力，使电子朝轴向运动，形成交叉点F1，调节栅极G1的电位可控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变荧光屏亮点的辉度。G2、A1、A2构成一个对电子束的控制系统。这三个极板上都加有较高的正电位，并且G2与A2相连。穿过栅极交叉点F1的电子束，由于电子间的相互排斥作用又散开。进入G2、A1、A2构成的静电场后，一方面受到阳极正电压的作用加速向荧光屏运动，另一方面由于A1与G2、A1与A2形成的电子透镜的作用向轴线聚拢，形成很细的电子束。4.3如果要达到稳定显示重复波形的目的，扫描锯齿波与被测信号间应具有怎样的时序和时间关系？答：Tx＝nTy4.4电子示波器由哪几个部分组成?各部分的作用是什么?分频(÷n)1分频(÷n)2VCOPLFPD鉴相ff晶振0f5答：电子示波器由Y通道、X通道、Z通道、示波管、幅度校正器、扫描时间校正器、电源几部分组成。Y通道的作用是：检测被观察的信号，并将它无失真或失真很小地传输到示波管的垂直偏转极板上。X通道的作用是：产生一个与时间呈线性关系的电压，并加到示波管的x偏转板上去，使电子射线沿水平方向线性地偏移，形成时间基线。Z通道的作用是：在时基发生器输出的正程时间内产生加亮信号加到示波管控制栅极上，使得示波管在扫描正程加亮光迹，在扫描回程使光迹消隐。示波管的作用是：将电信号转换成光信号，显示被测信号的波形。幅度校正器的作用是：用于校正Y通道灵敏度。扫描时间校正器的作用是：用于校正x轴时间标度，或用来检验扫描因数是否正确。电源的作用是：为示波器的各单元电路提供合适的工作电压和电流。4.5什么是内同步？什么是外同步？答：同步信号采自于Y通道的(即被观察信号)被称为内同步；同步信号采自于来自仪器外部的同步信号的方式被称为外同步。4.7示波器Y通道内为什么既接入衰减器又接入放大器？它们各起什么作用？答：为适应Y通道输入的被测信号的大幅度的变化既接入衰减器又接入放大器。放大器对微弱的信号通过放大器放大后加到示波器的垂直偏转板，使电子束有足够大的偏转能量。衰减器对输入的大幅度信号进行衰减。4.8什么是连续扫描和触发扫描？如何选择扫描方式？答：连续扫描：扫描电压是周期性的锯齿波电压。在扫描电压的作用下，示波管光点将在屏幕上作连续重复周期的扫描，若没有Y通道的信号电压，屏幕上只显示出一条时间基线。触发扫描：扫描发生器平时处于等待工作状态，只有送入触发脉冲时才产生一次扫描电压，在屏幕上扫出一个展宽的脉冲波形，而不显示出时间基线。被测信号是连续的周期性信号时，选择连续扫描方式。被测信号是短短暂的周期性脉冲信号时，选择触发扫描方式。4.9如何进行示波器的幅度校正和扫描时间校正？答：幅度校正的方法是：设校正器输出电压幅度为1V，把它加到Y输入端，灵敏度开关置于“1”档的校正位置上，调节Y轴灵敏度电位器，使波形在Y轴显示为1cm或1div。扫描时间校正的方法是：设校正器输出电压的频率为1KHz，把它加到Y输入端，扫描时间开关置于“1”ms档的校正位置上，调节X轴灵敏度电位器，使标尺的满度范围内正好显示10个周期。取样示波器不能观测单次性高频信号，因为不能对其进行跨周期采样。64.11被测脉冲信号电压幅度Up＝3V，经1:10探极引入，“倍率”置“×l'’位，“微调”置校正位，要想在荧光屏上获得高度为3cm的波形，Y轴偏转灵敏度开关“V/cm”应置哪一档?解：30.1/10103yudVcmH＝＝＝4.12用示波器正弦电压，H=8cm、Dy＝1V/cm、若K=10∶1，求被测正弦信号的峰-峰值和有效值。解：正弦信号的峰-峰值为811080PPyVHDkV＝＝＝正弦信号的有效值为802322222PPPVVVV＝＝＝＝4.13一示波器的荧光屏的水平长度为10cm，要求显示10MHz的正弦信号两个周期，问示波器的扫描速度应为多少？解：依题意有：2xTxD所以：6222101010xTDxxf＝＝8210/0.02/scmscm－＝＝第五章5.1与其他物理量的测量相比，时频测量具有哪些特点？答：（1）测量的精度高；（2）测量范围广（3）频率的信息传输和处理比较容易并且精确度也很高。5.3简述计数式频率计测量频率的原理，说明这种测频方法测频有哪些测量误差？对一台位数有限的计数式频率计，是否可无限制地扩大闸门时间来减小±1误差，提高测量精确度？答：是根据频率的定义来测量频率的。若某一信号在T秒时间内重复变化了N次，则根据频率的定义，可知该信号的频率fx为：fx＝N/T测量误差主要有：±1误差：11xNNNfT＝＝标准时间误差：CCfTTf＝－不可无限制地扩大闸门时间来减小±1误差，提高测量精确度。一台位数有限的计数式频率计，闸门时间时间取得过大会使高位溢出丢掉。75.4什么是±1误差？测频时如何减小这种误差？答：测频时，主门的开启时刻与计数脉冲的时间关系在时间轴上的相对位置是随机的，在相同的主门的开启时间T，计数器所计的数不一定相同，脉冲计数的最大误差为±1，即±1误差。当fx