《电子测量与仪器》陈尚松版课后习题与答案

第二章误差与测量不确定度 词解释：真值、实际值、示值、误差、修正值。 答： 真值是指 表征某量在所处的条件下完善地确定的量值 ； 实际值是指用高一级或高出数级的标准仪器或计量器具所测得的数值，也称为约定真值 ； 示值是指 仪器测得的指示值，即测量值 ； 误差是指 测量值（或称测得值、测值）与真值之差 ；修正值是指与绝对误差大小相等，符号相反的量值。 量误差有哪些表示方法？测量误差有哪些来源？ 答：测量误差的表示方法有：绝对误差和相对误差两种；测量误差的来源主要有： （ 1） 仪器误差（ 2） 方法误差 （ 3） 理论误差（ 4） 影响误差（ 5） 人身误差。 差按性质分为哪几种？各有何特点？ 答：误差按性质可分为 系统误差、随机误差和粗大误差三类。各自的特点为： 系统误差：在同一条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变，或在条件改变时，按一定规律变化； 随机误差：在同一条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号以不可预定方式变化； 粗大误差： 在一定条件下，测量值显著偏离其实际值。 谓标准差、平均值标准差、标准差的估计值？ 答：标准差是指对 剩余误差平方后求和平均，然后再开方即 (； 平均值标准差是 任意一组 n 次测量样本标准差的 n 分之一，即()( ； 标准差的估计值即 ni 11)( 。 纳比较粗大误差的检验方法。 答：粗大误差的检验方法主要有 莱特检验法，肖维纳检验法以及格拉布斯检验法。 莱特检验法：若 一系列等精度测量结果中，第 i 项测量值 对应的残差i的绝对值 i 3s（ x）则该误差为粗差，所对应的测量值 剔除不用。 本检验方法简单，使用方便，也称 3s 准则。当测量次数 n 较大时，是比较好的方法。本方法是以正态分布为依据的，测值数据最好 n200，若 出电压偏大， 当 ?K 2合 K 1关 K 3合 K 1关计 数停 止 计 数过 零 ?停 止 计 数结 束Y 一台 术说明书给出的准确度为 V x 计算用 1V 量程分别测量 1V 和 压时的绝对误差和相对误差，有何启示？ 解： （ 1） 1 1 2 10 % ， （ 2） 1 10 % ，由此可见相对误差明显增大，可知在 相同量 程下，被测值越接近量程，那么相对误差相对较小。 第六章 时域测量（示波器） 6 5 现用示波器观测一正弦信号。假设扫描周期（ 信号周期的两倍、扫描电压的幅度 方向满偏转值。当扫描电压的波形如图 a、 b、 c、 d 所示时，试画出屏幕上相应的显示图形。 解： a m/2 d c b a t O m tV xT xV mT x / 2V 7 一示波器的荧光屏的水平长度为 10要求在上面最多显示 10弦信号两个周期（幅度适当），问该示波器的扫描速度应该为多少？ 解：正弦信号频率为 10T 6 1011010 11 ，要在屏幕上显示两个周期，则显示的时间为 ，扫描速度为 1050102 10 67 6 8 示波器观测周期为 8度为 1升时间为 矩形正脉冲。试问用示波器分别测量该脉冲的周期、脉宽和上升时间，时基开关（ t/在什么位置（示波器时间因数为 1 2 5 顺序控制）。 解： 在示波器屏幕上尽量显示一个完整周期，而水平方向为 10以 测量周期时， 80基开关应在 1置， 测量脉宽时， 10基开关应在 100s 位置， 测量上升时间时， 050s/基开关应在 50s 位置 6 9 什么是非实时取样？取样示波器由哪些部分组成？各组成部分有何作用？说明取样示波器观察重复周期信号的过程。 解：由 ，可知 M H )1050/( ，选择示波器时，信号上升时间应大于 35 波器上升时间），或者带宽大于 3 5样只有（ 2）和（ 4）满足，而（ 4）的上升时间最小，观察效果最好，但价格贵。 6 12 数字存储示波器，设水平分辨力 N 100 点 /扫描速度为 5 s/5s/，其对应的采样频率为多少？有何启示？ 解：因为水平分辨力 N t/ 所以扫描速度为 5 s/采样频率 M H s 20105 10 0 6 扫描速度为 5采样频率 K H s 20105 10 0 3 扫描速度为 5s/采样频率 s 20510 0 6 13 有 A， B 两台数字示波器，最高采样率均为 200Ms/s，但存储深度 A 为 1K， B 为 1M，问当扫速从 10ns/到 1000ms/，试计算其采样率相应变化的情况，式用曲线表示出来。这给选用 何启示？ 解：根据 速、采样速率和记录长度的关系： )(10)/()/()( d i vd i t sL s 保持不变）(10 )()/()/( p t i s A： d i i i p t i 0200 1000)(10)/( )()/( 6 对应 当扫速为 1ms/，相应的采样速率 s /1 0 010/101 1 0 0 0)(10)/( )()/( 3 对应 B： di 0200 10)(10)/( )()/( 6 6 对应 当扫速为 1000ms/，相应的采样速率 s /1 0 010/101 0 0 0 10)(10)/( )()/( 3 6 对应 1 0 n s 1 0 0 n s 1 s 1 0 s 1 0 0 s 1 m s 1 0 m s 1 0 0 m s 1 0 M 0 M 0 K 0 K M 率 ( / s )1 K B 记 录 长 度 1 M B 记 录 长 度扫 速 ( t / d i v )P 1 P 3P 2P 4结论：在选用 ，对相同最高采样率的 该选用记 录长度较大的，这样扫速在 较大范围变化时，采样速度不必跟着变化。 第七章 阻抗测量 断图 流电桥中哪些接法是正确的？哪些错误的？并说明理由。 解：根据电桥平衡原理， （ a）241311 2413 ，所以该电桥是正确的。 （ b）24131 可知该式不成立，所以该电桥是错误的。 （ c）244321 )1(1)( 42243231 所以只要满足2432 ，4231 即424132 ，所以该电桥是正确的。 （ d）2422431 可知该式不成立，所以该电桥是错误的。 推导图 流电桥平衡时计算要求分别读数，如何选择标准元件？ 解：32441)()1( 334242 RR 所以342 x ，342 ，选择 4 作为标准元件。 用谐振法测量某电感的 Q 值。当可变电容为 100，电路发生串联谐振。保持频率图 流电桥的接法判断 图 流电桥平衡条件的推导 不变，改变可变电容，半功率点处的电容分别为 102 98该电感的 Q 值。 解：根据 Q 表串联谐振工作