电子测量原理重点习题答案.pdf

课程 现代测试技术及应用 课程 现代测试技术及应用 教材 电子测量原理 课后习题 教材 电子测量原理 课后习题 2 第第1章 测量的基本原理章 测量的基本原理 1 11 1 对于输出电压对于输出电压 已知输出电压的实际相对误差 输出电压分贝误差 已知输出电压的实际相对误差 输出电压分贝误差 1 3 6000mV100 ooo o oo UUU U UU x A 测量值 实际值 测量值 测量值 实际值 实际值 测量值 实际值 测量值 测量值 实际值 实际值 6000 5825mV 1 3 1 03 o o U U 测量值 实际值 测量值 实际值 3 5825 3 175mV 6000 5825 175mV o oo xU xUU 实际值 测量值实际值 实际值 测量值实际值 或 或 输出电压的相对误差 输出电压的相对误差 dB 20lg 1 20lg 1 03 0 26dB 3 第第1章 测量的基本原理章 测量的基本原理 1 11 2 对于放大倍数对于放大倍数 放大倍数的绝对误差 放大倍数的相对误差 放大倍数的分贝误差 放大倍数的绝对误差 放大倍数的相对误差 放大倍数的分贝误差 dB 20lg 1 20lg 1 03 0 26dB 175mV 145 8 1 2mV oooo iii UUUU AAA UUU 测量值 实际值 测量值 实际值 测量值实际值 测量值 实际值 测量值 实际值 测量值 实际值 测量值实际值 测量值 实际值 145 8 3 5825mV 1 2mV o i AA U A U 实际值 实际值 实际值 实际值 实际值 实际值 4 第第2章 测量方法与测量系统章 测量方法与测量系统 2 17 F T 5 第第3章 测量误差及数据处理章 测量误差及数据处理 3 2 1 12次测量的平均值 次测量的平均值 2 实验偏差 实验偏差 测量值标准偏差的估计值测量值标准偏差的估计值 3 算术平均值标准偏差的估计值 算术平均值标准偏差的估计值 4 由 由t分布 查表分布 查表3 4 当自由度 当自由度v 10 Pc 95 时 有置信系数时 有置信系数kt 2 23 则实验结果为 则实验结果为 20 49xmH 2 1 1 0 02 1 n i i S xxxmH n mH n i i xx n 1 1 20 49 mH n i i xx S x n 2 1 0 0046 0 02 111 mH S x S x n 0 02 0 0058 12 20 49 2 23 0 0058 mH 20 49 0 01 mH t A x k S x 6 第第3章 测量误差及数据处理章 测量误差及数据处理 3 3 1 12次测量的平均值 次测量的平均值 2 计算各个测量值的残差 计算各个测量值的残差vi 3 由马利科夫判据得 由马利科夫判据得 4 因为 所以有累进性系统误 差 因为 所以有累进性系统误 差 20 49xmH 2 1 1 0 02 1 n i i S xxxmH n kHz n i i xx n 1 1 110 056 nn ii iin Dvv 2 12 1 0 0275 D 0 02750 7 第第3章 测量误差及数据处理章 测量误差及数据处理 3 4 1 10次测量的平均值 次测量的平均值 2 实验偏差 实验偏差 测量值标准偏差的估计值测量值标准偏差的估计值 3 计算各个测量值的残差 计算各个测量值的残差vi 4 根据莱特检验法 判断没有异常数据 根据莱特检验法 判断没有异常数据 20 49xmH 2 1 1 0 02 1 n i i S xxxmH n k n i i xx n 1 1 10 34 k n i i xx S x n 2 1 0 837 0 30 19 3 i s 8 第第3章 测量误差及数据处理章 测量误差及数据处理 3 5 电压的加权平均值 最佳估计值 电压的加权平均值 最佳估计值 20 49xmH 2 1 1 0 02 1 n i i S xxxmH n V m ii i m i i W x x W 1 1 6 17 1 25 1 4 1 2 675 9 3 6 合成标准不确定度 相对合成标准不确定度 合成不确定度的有效自由度 合成标准不确定度 相对合成标准不确定度 合成不确定度的有效自由度 c uy y N i i ii C eff v xuC yu v 1 44 4 第第3章 测量误差及数据处理章 测量误差及数据处理 2 1 1 2 2 N i i i c xu x f yu N c i i i uyaX X u xaX X u xaX X u xf ux yxaX X XaX X XaX X X u xu xu x XXX 22 222 2231132123 222 1 123123123 2222222312 123 0 250 570 821 03 10 3 6 续 合成不确定度的有效自由度 续 合成不确定度的有效自由度 第第3章 测量误差及数据处理章 测量误差及数据处理 Cc C eff NN N iiii ii ii ii i i c uyuy yuy y v C uxC ux Cu x vv y yv uy y bx x u xbx x u xbx x u x bx x xvbx x xvbx x x 4 4 44 4444 4 4 11 1 4 444 231132123 12311232123 1 111 c v uy y u xu xu x xvxvxv 3 4 4 444444 312 112233 1 03 19 0 250 570 82 111 9414 均值为 均值为 Vx 7 52 A类不确定度 A类不确定度的自由度 B类不确定度 B类不确定度的自由度 合成不确定度 合成不确定度的自由度 A类不确定度 A类不确定度的自由度 B类不确定度 B类不确定度的自由度 合成不确定度 合成不确定度的自由度 2 1 11 0 017V 1 n Ai i S x uS xxx nnn 7 52 0 5 0 022 3 B u K 2222 0 017 0 022 0 028V CAB uuu 44 444 0 028 44 0 017 6 C eff V AB AB uV v uVuV vv 假设假设t分布 由分布 由v和和Pc 95 查表查表3 4 得 得k 2 02 扩展不确定度 则该电压的测量结果 扩展不确定度 则该电压的测量结果 2 02 0 0280 057V0 06V C Uku 7 520 06 VxxU 第第3章 测量误差及数据处理章 测量误差及数据处理 3 73 7 B v 17 16 A vn 12 第第4章 时间与频率的测量章 时间与频率的测量 4 4 sx N NNT f 11 1 xc xsxc ff fT ff s s s sx s sx N T NNT f N T NNT f 3 3 2 3 111 11 10 1 10 111 0 11 10 0 1 10 13 第第4章 时间与频率的测量章 时间与频率的测量 4 5 1 2 因为 因为 1误差比标准频率误差低了两个量级 不能 满足低一个量级的要求 误差比标准频率误差低了两个量级 不能 满足低一个量级的要求 1 xc xsxc ff fT ff 6 6 6 3 110 1 10 10 10s 100 10 s sxx s T T ff T 要满足 即 闸门时间 4 3 11 10s 1kHz 1 10 10 10 sx sx Tf T f 若则 14 第第4章 时间与频率的测量章 时间与频率的测量 4 6 1 2 不能把晶振校准到不能把晶振校准到10 9 1 xc xsxc ff fT ff 7 7 7 6 110 1 10 10 1s 10 10 s sxx s T T ff T 要满足 即 闸门时间 9 9 6 10 10100s 10 10 s T 若晶振校准到 则 15 第第4章 时间与频率的测量章 时间与频率的测量 4 7 1 测频时 测频时 1误差引起的测量误差为 误差引起的测量误差为 2 测周时 测周时 1误差引起的测量误差为 误差引起的测量误差为 1 xc xsxc ff fT ff 3 3 11 1 10 1 10 sx T f 0 1 c xxc fT TT ff 3 6 5 0 0 1 100 01 10 1 10 x x f T T f 16 第第4章 时间与频率的测量章 时间与频率的测量 4 8 1 中界频率为 中界频率为 2 当当fx 1kHz时 宜采用测周 时 宜采用测周 1 xc xsxc ff fT ff 0 1 c xxc fT TT ff Hz ms s ff f TT 3 0 6 0 11 10 01 1010 17 第第5章 电压测量章 电压测量 5 15 1 采用正弦有效值刻度的均值电压表测量波形 时 其读数即为正弦波的有效值 所以正弦波的 有效值 采用正弦有效值刻度的均值电压表测量波形 时 其读数即为正弦波的有效值 所以正弦波的 有效值 2 方波的有效值 方波的有效值 3 三角波的有效值 三角波的有效值 1VUa 正弦 0 91 0 9 1 0 9V F UK 方波 0 91 15 0 9 1 1 35V F UK 三角波 18 第第5章 电压测量章 电压测量 5 19 1 第一次积分结束时 积分器的输出电压 第一次积分结束时 积分器的输出电压 2 第一次积分时间内的计数值 第一次积分时间内的计数值 3 第二次积分时间 第二次积分时间 3 2 1 36 1 120 10 1 53V 10 101 10 t omxx t T UU dtU RCRC 11 0 33 1 11 0 0 20 10100 102000 TNT T NT f T 3 2 2 36 2 1 0 3 10 101 10 15ms 2 t omromr t om r T UU dtUU RCRC U RC T U 19 第第5章 电压测量章 电压测量 33 2 22 022 0 0 15 10100 101500 T TNTNT f T 3 1 2 1 10 2000 r U e N 3 DVM 20 第第5章 电压测量章 电压测量5 23 1 甲甲9999是是4位 乙位 乙19999为为4位半 位半 2 乙乙200mV 可以测量的最大输入电压为 可以测量的最大输入电压为 199 99mV 其分辨力为 其分辨力为0 01mV 字 字 200mV 20000 3 对于乙表 对于乙表 2 V量程时 量程时 1字字 0 0001 V 固有 误差 相对误差 固有 误差 相对误差 20V 时 时 1字字 0 001 V 固有误差 相对误差 固有误差 相对误差 4 0 02 2 0 02 1 52 0 0001 5 10 V x UUn 字 读数字 4 5 10 0 03 1 5 x U r U 3 0 02 1 52 0 001 2 3 10 VU 3 2 3 10 0 15 1 5 x U r U 21 第第6章 阻抗测量章 阻抗测量 6 3 1 正确 正确 2 错误 错误 3 正确 正确 4 错误 错误 423x z zz z x Z 2 Z 3 Z 4 Z D 交流电桥交流电桥 22 第第6章 阻抗测量章 阻抗测量 6 4 x Z 2 Z3 Z 4 Z D 交流电桥交流电桥 34 2 42 4 24 3 3 42 4 3 3 342224 3 44 1 1 1 1 1 x x xx xx z zz z RR z zjwc z z jwc RR jwc RjwL jwc c RjwLjwc RRRjwR R c jwcc 23 第第7章 信号波形测量章 信号波形测量 7 9 扫描速度扫描速度 7 10 正弦信号的峰正弦信号的峰 峰值 正弦信号的峰值 正弦信号的有效值 峰值 正弦信号的峰值 正弦信号的有效值 10cm10cm 50cm s 22 Vf T 7 1 10 10 710mV P Py Vh Dk 355mV 2 P P P V V 251 1mV 22 2 PP P VV V 24 第第7章 信号波形测量章 信号波形测量 7 11 1 频率为频率为500Hz的方波在示波器上显示时 其水平方向 在一个周期内应该占据 在垂直方向上应该占据 的方波在示波器上显示时 其水平方向 在一个周期内应该占据 在垂直方向上应该占据 11000 sms 500500 2cm 1ms1ms cmcm 20mV 2cm 10mV cm 25 第第8章 信号的产生章 信号的产生 8 7 设设VCO1输出频率为输出频率为f1 由 则 由 则 所以 输出频率范围 步进频率 由 则 由 则 所以 输出频率范围 步进频率 N1变化变化1 20 49xmH i f f N 1 1 1 i fN f 111 o i ff f NN 1 2 22 10 i oiiii N ffN ffNfNfN f NN 1111 2222122 22 101010 kHz kHz o f 1000110010 MHz MHz o f 72 1100 1 kHzHz 1 1100 10 26 第第