电磁测量大题目复习

电磁测量大题目复习1-6某电阻支路的电流为1A，电阻两端的电压为50V，用间接测量法测量电阻消耗的功率，要求测量结果的绝对误差不超过±0.8W，已知电压表为0.5级、量程100V，若选用量程为2A的电流表至少几级？解：因为PUI=0.8/501.6%WWη=±=±max1.6UIrrr=+=即1.6=0.5+IrIr=1.1所以2A的电流表至少1级。1-13如图所示电路中，用直流测量1I和2I的方法间接测量3I。已知电流表PA1和电流表PA2均为10A、1.0级；当PA1偏转标尺为1/6，PA2偏转标尺为1/4时，求测量结果的最大误差，并说明这种方法是否可取。PA1PA21IAA2I3I解：因为312III=−1100.16IAA=±2100.14IAA=±,所以3125165IIIAA=−=−±.所以最大误差为15A±，15/0.2456A±=，所以这种方法不可取。2-3某磁电系表头灵敏度为100Aµ，表头内阻为1750Ω，用该表头改装成如下图电路所示的三量程电压表，要求电压灵敏度为2/kVΩ。试求0R、1R、2R和3R。1R2R3R0R010V50V250V解：100gIAµ=1750gR=Ω10V时20Rk=Ω00.175gggUUIRV===1109.825gUVUV=−=10gIII=+即4109.8250.17510RR−=+(1)010ggRRRRRR=++（2）由（1）（2）得0437.5R=Ω119650R=Ω021010000080000ggRRRRRR=Ω−−=Ω+03120500000400000ggRRRRRRR=Ω−−−=Ω+2-4量程为5mA的磁电系电流表，表头灵敏度为100Aµ，表头的内阻为1800Ω，分流电阻为SR,该表与一标准表串联同时测量某一电流时，读数为3.5mA，标准表读书为4.1mA。试求：（1）SR的实际值。（2）SR的正确值。gRAsRE解：（1）gI=100Aµ1800gR=Ω3.5'100705gIAµ=×=4.1'SgII=−''126gggUIRV==实际值'31.2gsSURI==Ω（2）5SgII=−180gggUIRV==正确值36.73gsSURI==Ω3-7若测量频率为2kHz非正弦电压的有效值，用全波整流式电压表测量时读数为7.5V，用电动系电压表测量时读数为7.8V。试问：（1）哪一个读数正确。（2）该电压的波形因数是多少？解：（1）用电动系电压表测量的读数正确。全波整流式电压表只能用于测量正弦电压。（2）该电压的平均值：7.5/1.116.7567568avUVV==因数7.81.15446.7567568avUkU===3-8用半波整流式电压表分别测量如下图所示的三个电压，图（a）为正弦波；图（b）为正方波；图（c）为正三角波，读数均为222V，求图中所示的1mU、2mU和3mU。3u3mU0t（c）1u1mU0t（a）2u2mU0t（b）解：（a）12222mU=12222313.9mUV==（b）212.222mUU=×2200mUV=(c)312.224mUU=×3400mUV=4-2用电动系功率表测量某单相负载的功率，采用电压线圈前接时读数为1P，采用电压线圈后接时读数为2P，一般1P和2P大小不同，试问哪个更接近正确值？解：当负载电阻远大于电流线圈的电阻时，应采用电压线圈前接，故此时1P更接近正确值；当负载电阻远小于电压线圈支路的电阻时，应采用电压线圈后接。故此时2P更接近正确值。4-14图（1）所示是两表法测量三相功率的电路，已知三相负载232ABCZZZj===+Ω，电源电压380ABBCCAUUUV===。试问：（1）PW1和PW2的读数。（2）三相总有功功率。（3）三相总无功功率。*PW1ZAA*W*ZBB*WZCC图（1）解：(1)1244R=+=Ω01arcsin302α==03801cos380cos301805034ACAPWUIWα==−×=−2cos180503BCBPWUIWα==(2)01120TPPdtPWPWWT==+=∫有功(3)3sin3(12)54150PUIα==−=无功4-17在上图（1）所示电路中，若三相负载对称，且负载的功率因数角为ϕ。PW1的读数为1P，PW2的读数为2P。试求：（1）当1P0,2P0时，ϕ是多少？（2）当1P0，2P=0时，ϕ是多少？（3）当1P0，2P0时，ϕ是多少？解：（1）011coscos(30)ACAllPUIUIϕϕ==−022coscos(30)BCBllPUIUIϕϕ==+因为1P0,2P0所以00cos(30)0,cos(30)0ϕϕ−+所以006060ϕ−（2）因为1P0，2P=0所以00cos(30)0,cos(30)0ϕϕ−+=所以060ϕ=（3）因为1P0，2P0所以00cos(30)0,cos(30)0ϕϕ−+所以0060120ϕ5-6如下图所示电桥电路，当245RRR=+时，电桥达到平衡，试求xR。1R2R3R4R5RGNRxRE解：因为电桥平衡，所以g=0I111412NNRIIRIR+=333512XXRIIRIR+=因为13,NxIIII==，所以143522NxRRRRRR+=+，3514(2)2NxRRRRRR+=+5-11如下图所示电桥电路中，xR为被测电阻，4R为可调电阻。当电桥达到平衡时，xR的测量值为1xR，若交换xR和4R的位置重新测量，xR的测量值是2xR，取1xR和2xR的平均值作为最后的测量结果。求证：测量结果的误差只取决于4R的误差。1RxRG3R4RE解：xR和4R交换时因为0gI=，因为1133IRIR=144xxIRIR=因为1xII=，34II=所以1413XRRRR=.同理3421XRRRR=122xxXRRR+=平均=22343114431131()2RRRRRRRRRRR++=因为223113RRRR+为常数，所以测量结果的误差只取决于4R的误差。6-1为什么交流电桥必须调节两个参量才能达到平衡？解：因为交流电桥的平衡条件由两个方程式（24214313,ZZZZϕϕϕϕ=−=−）构成，所以测量时至少要调节两个变量，电桥才能达到平衡。6-2交流电阻和直流电阻有什么区别？解：交流电阻：uri∂≈∂为矢量，交流电阻存在集服效应；直流电阻：URI=为标量。6-6下图所示的电桥是一个不平衡电桥，如果xR和xL为被测元件，问：（1）该电桥属于哪类电桥？（2）不改变电桥类型、不改变被测元件的位置，怎样变成一个平衡电桥？（3）要求平衡条件与电源频率无关，求平衡电桥的平衡条件。（4）说明调节哪两个元件收敛性最好。xRxL2RD3R3C4Ru+-解：（1）该电桥属于实比电桥（2）将3C换成一个已知cZ的电感L（3）1431,ZRxjwLZRWcj=+=+因为平衡，1324(,)(,)ZZZZθθ=所以....1324ZZZZ=4231()()RxjwLRRRWcj+=+.31xRjwLRjwc=所以23xxRRwcL=224xRLwcR=234xRRRR=7-1用A/D把电压模拟量转换成数字量时，为什么要求模拟电压保持不变？解：因为模拟电压为基准电压，若改变，则其他量均改变。且转换需要时间，而转换的是瞬时值。7-4什么是A/D转换器的分辨率？能分辨2.5mV，其满度输出对应输入电压为10V的A/D至少几位。解：分辨率;能识别的最小电压3101040002.5×=因为4096204810245122561286432168421111110100000所以至少12位。7-8图中所示的是测量频率的示意图，已知显示器为5位数字，问：（1）a和b哪个是门控信号，哪个是时标信号。（2）当门控信号取10s时，显示结果为0.0100kHz，如果门控信号取0.1s，显示结果是什么？a闸计数门显b示解：（1）a是门控信号，b是时标信号。（2）因为0NfT=,所以100.01001.00000.1skHzfkHzs×==即显示结果为1.0000kHz7-9在图中，当N=1010时，求0U-URfIfR0S0D1SR/2I_0U1D2SR/4+2D3SR/83D解：因为N=1010，所以/8/2UUIRR−−=+,所以01010()fffUUUIRRRRR=−=−−=7-12测量周期时，根据什么原则选择时标信号间隔？解：时间、周期不固定，但一定要比一个周期长，一般选20~30个周期，和减少测量误差的原则。9-1如图所示是一个环形样品，它的内半径为10cm，外半径为12cm，在样品上绕500匝线圈，通入0.5A的电流，此时样品内的磁场强度是多少？解;(1)闭路样品：因为212111118RRRR−=+,所以1012110.112Rcmm+===5000.5361.7/220.11NIHAmRππ×===×（2）开路样品：1012,()2220.222HlNIlcmmπππ+====25000.5361.9/2210NIHAmlπ−×===×9-9用霍尔效应法测量磁场时，怎样对霍尔元件进行不等位电动势补偿和温度补偿？解：H421RSISIH3I不等位电势的补偿电路温度补偿电路不等位电势的补偿：通过调节RW可以调节2端的电位，可以使不等位电势等于零。温度补偿：在1，3两端并联一个电阻，当温度升高时，霍尔电势和内阻都随之增加，由于I恒定不变，RS起到分流作用，使流过霍尔元件的电流减小，从而降低霍尔电势，取合适的RS，可以使输出的霍尔电势保持不变。