《电气测量第6版》陈立周习题解答.doc

电气测量(六版)练习参考答案(注)以下答案不是标准答案，因为有些问题可能有多个解决方案，两个解决方案都不能称为标准解决方案。第二，当在计算中遇到多个数字时，允许一个近似的有效数字，有效数字可以取三个数字。有时可以使用四位数或两位数，这在工程计算中是允许的。因此，以下答案中的近似方法不是标准方法，所有答案仅供参考。第一章1.使用电压表测量实际值为220伏的电压。如果仪表测量的最大相对误差为5%，最大可能读数是多少？如果测量值为230伏，读数的相对误差和绝对误差是多少？解决方案：最大可能读数是220 220伏如果测量值为230伏，读数的绝对误差为=230-220=10伏相对误差为1000%=4.5%2.用电流表测量电流，实际值为8A，测量范围为10A。如果读数为8.1A，计算测量的绝对误差和相对误差。如果获得的绝对误差被认为是最大的绝对误差，电流表的准确度是多少？解决方法：这个读数的绝对误差是=8.1-8=0.1 A该表的最大参考误差为100%=100%=1.25%根据表1-1，电流表的准确度等级可设置为1.53.用精度为1级、测量范围为300伏的电压表测量电压。如果读数是300伏，读数的可能相对误差和绝对误差是多少，如果读数是200伏，读数的可能相对误差和绝对误差是多少。解决方案：精度等级为1、测量范围为300伏的电压表的最大绝对误差为如果读数为300伏，读数的最大可能绝对误差为，相对误差为=当读数为200伏时，读数的最大可能绝对误差仍为，此时的相对误差为=4.要测量250伏的电压，测量的相对误差不得超过0.5%。如果选择测量范围为250伏的电压表，应选择哪一种准确度。如果选择测量范围为300伏和500伏的电压表，应选择哪一种准确度？解决方案：如果选择测量范围为250伏的电压表，可以选择精度为0.5级的电压表，其最大绝对误差为测量250伏时，相对误差不超过0.5%。如果选择量程为300伏的电压表，当精度为0.5级时，最大绝对误差为1.5伏，测量250伏时的相对误差为=，不能满足要求，必须选择0.2级。最大绝对误差为0.6伏，测量250伏时的相对误差为=，不超过0.5%。如果选用量程为250伏的电压表，精度为0.2，最大绝对误差为1V，相对误差为=，可以满足要求。5.功率表的准确度为0.5，其刻度分为150个单元格。提问：(1)测量仪在测量时可能产生的最大误差是多少？(2)当读数为140和40时，最大可能相对误差是多少？解决方法：(1)该仪表测量过程中可能出现的最大相对误差和最大绝对误差为(2)读数为140格时的最大相对误差为=读数为40巴时的最大相对误差为=6.用电位差计校准功率计。电路如图A-1所示。从图中可以看出。其中，是电位计测量的负载电压读数，k是电位计电压箱的衰减比，是电位计测量的串联标准电阻上的电压读数。如果电位器测量电压的误差为0.015%，标准电阻铭牌电阻值的最大误差为0.01%，电位器分压器衰减比的最大误差为0.02%。找出被测电力用户的最大可能误差。图a-1解决方案：=10.02% 10.015% 10.02% 10.015% 10.01%=0.08%7.为了测量95V左右的电压，实验室有两个电压表供选择，量程为0.5-300伏，量程为1-0-100伏。为了使测量尽可能精确，应该选择哪一个。解决方法：用0.5至300伏的电压表测量95伏电压。最大绝对误差为最大相对误差为=用0 100伏的电压表测量95伏电压，最大绝对误差为最大相对误差为=可以看出，当测量95V电压时，1.有一个磁电表，其内阻为150，额定电压降为45毫伏。现在它变成了一个量程为150毫安的电流表。询问应该连接什么分流器。如果换成15V船用电压表，应该连接什么附加电阻？解决方法：要将电流表调到150毫安范围，首先要获得电流表的全偏置电流。=0.3毫安获得膨胀倍数n=分流电阻器膨胀倍数m=附加阻力2.有一个测量范围为150伏/300伏/450伏的C2-伏电压表。每个测量范围的全偏置电流为3毫安。计算电压表的内阻和每个量程对应的电压灵敏度。分别用三个量程测量100伏的电压，并询问电表消耗多少电能。解决方案：每个量程的电压表内阻1)电压表内阻150 v范围电压灵敏度=测量100伏电压的仪表功耗=2)电压表内阻300 v范围电压灵敏度=测量100伏电压的仪表工作消耗=3)电压表内阻450 v范围电压灵敏度=测量100伏电压的仪表工作消耗=3.有一个磁电式毫伏表，测量范围为150毫伏，全偏置电流为5毫安。计算毫伏表的内阻。如果它的范围扩大到150伏，它的附加电阻是多少？如果换成量程为3A的电流表，应该安装什么分流器？解决方案：毫伏表的内阻范围扩大到150伏，其附加电阻如公式2-18所示。改为量程为3A的电流表，可从以下位置获得要连接的分流器4.有一个测量范围为lA的磁电式电流表。当指针处于满量程值时，电流表的功耗为1.5W。内阻是多少？另一个磁电式电流表的测量范围是2A。当指针处于满刻度值时，电表的功耗也是1.5瓦。电表的内阻是多少？解决方案：量程为1A、功耗为1.5瓦的电表内阻为测量范围为2A，功耗为1.5W的电表内阻为5；电气系统的电压表的全偏置电流为40mA。如果它分为150伏/300伏/450伏三个范围，每个范围的附加电阻是多少？电压灵敏度是多少？解决方法：电压表的内阻可以认为大约等于0。150伏范围内的附加电阻为电压灵敏度为300伏范围内的附加电阻有电压灵敏度为450伏范围内的附加电阻有电压灵敏度为6.两个电阻串联后，连接到电压为100伏的电源上，电源的内阻可以忽略不计。众所周知，这两个电阻值分为R1=40k和R2=60k。两个电阻上的实际压降是多少？如果用一个内阻为50k的电压表分别测量两个电阻上的电压，读数会是多少？解决方案：R1电阻上的压降如果用内阻为50k的电压表测量，其值为R2电阻上的压降如果用内阻为50k的电压表测量，其值为7；内阻为9的毫安表用于测量电路的电流，其读数为100毫安。如果20电阻串联在毫安表电路中，则毫安表读数为80mA。当电路没有与毫安表连接时，电路的实际电流是多少？解决方法：如果电源电压为U，负载电阻为R，就可以得到同时求解的结果是R=71，U=8V当毫安表未连接时，电路的实际电流为8/71=112毫安8.当用内阻为50k的DC电压表测量DC电源电压时，电压表的读数为100伏。用内阻为lOOk的电压表代替，电压表的读数为109伏。询问电路的实际电压是多少。解决方案：将电源的内阻设为电源电压同时求解的结果是=9.8k，电路的实际电压为119.6伏9.有一个变化率为6000伏/100伏的电压互感器和一个变化率为100安/5安的电流互感器。当互感器的二次侧分别接满量程为100伏的电压表和5安的电流表测量交流电路的电压和电流时，其读数分别为99伏和3.5安解决方案：电流互感器一次侧的安匝树不变。当电流表内阻较大时，如果二次侧电流减小，磁化电流就会增加，试图使二次侧电流增加一些，保持变化率不变，从而引起铁芯发热。因此，电流表的内阻原则上应该较小。当二次测量的额定阻抗为0.4时，可以选择内阻较小的0.3电流表。如果电流表的内阻小于额定阻抗，也会因比率的变化而引起误差。应选择内阻接近额定阻抗的电流表。11.AC9/1电流计的电流常数为A/DIV (1 DIV=1)。例如，标尺距离检流计的小镜子2米，光点偏转为50毫米。计算流过检流计的电流和检流计的灵敏度。解决方案：检流计的灵敏度=232A12；FJ10型分压器用于扩大电位差的测量范围。如果测量电压分别为15V和220V，电位差计的最大限值为1.8V，则应选择合适的分压器比例。解决方案：测得电压为15V的电位差计的最大限值为1.8V，可选分压器的比值为10测量电压为220伏，电位计的最大限值为1.8伏，可选分压器的比值为200。13.有一个电流表，测量范围为100 A。电流表在全偏压下的电压降为10mV。建议改造为LOMA/50mA/100mA/500mA多量程电流表。试着画出它的测量电路图，并计算出每个分流器的电阻。解决方案：可以使用开路分流器。测量电路如下仪表的已知内阻14.要求设计一个量程为50V/250V/500V、电压灵敏度为20000/V的多量程电压表。尽量选择仪表和测量电路，并计算每个档位的附加电阻值。解决方案：从20000/V的电压灵敏度来看，表头的全偏置电流可选择为1V/20000=50A，表头的内阻为2000。当表头用作电压表时，全偏置电压为0.1V。如果使用普通附加电阻，其测量电路如下，附加电阻值分别为当测量范围为50V时在图片中当测量范围为250伏时在图片中当测量范围为500伏时在图片中15.用万用表测量放大电路的输入信号为3dB，输出信号为53dB，计算电路的电压放大系数。如果负载电阻为16，请尝试计算其功率放大系数。解决方案：3dB对应的电压值为1.1V，53dB对应的电压值为346V，电路的电压放大倍数为314倍。或者直接用分贝表示，电压放大系数为53分贝-3分贝=50分贝。当输入信号为3dB时，功率为当输入信号为53dB时，功率为功率放大系数为7482.2/0.075=9976216.使用0.5级、量程为50V、内阻为200k的万用表和0.5级、量程为50V、内阻为2k的电磁电压表分别测量电阻R=7.5k上的电压。将电阻器上的电压设置为50V，并尝试将可能的误差与两个仪表进行比较。解决方法：如果电源没有内阻，两个表的等级相同为0.5，测量范围相同为50V，两个表在测量过程中可能出现的误差是相同的。如果电源有内阻，所用电压表的内阻越小，电表的电流消耗越大，连接电压表后电压对电阻的影响越大。虽然这两个表也是0.5级，但由内阻大的电压表引起的误差较小。17.使用峰值电压表测量图形A2a、b和c。对于三种波形的电压，读数都是1V峰值。计算每个波形的峰值、有效值和平均值。图a-2解决方案：对于图A中的正弦波，如果峰值为1V，有效值为0.707V，平均值为0.637V对于图B中的三角波，如果峰值为1V，有效值为0.577V，平均值为0.5V对于C图中的矩形波，如果峰值为1V，有效值为1V，av19.如果图A-2中的三个波形的峰值都是10V，如果使用峰值表并且用峰值校准该表，读数是多少？如果使用具有平均检测的平均仪表，并且仪表用正弦有效值校准，读数是多少？解决方案：1 .)对于图A中的正弦波，如果峰值表用于测量读数，则为10V如果平均值表用于测量平均值，则测量平均值为6.37V如果用正弦有效值校准该表，则读数为7.07V2)。对于图B中的三角波，如果使用峰值表测量读数为10V，如果使用均值检测的平均值表测量，则测量的平均值为5 V，如果使用正弦有效值校准该表，则读数为5.77V3)对于图C中的矩形波，如果峰值表测得的峰值为10V，如果平均值表测得的平均值为10V，且具有均值检测，如果仪表用正弦有效值校准，则读数为11V。20.正弦波发生器的面板上装有一个输出电压表，其读数是输出的有效值。如果读数为10V，用示波器测量的波形高度是多少(将示波器的Y轴灵敏度设置为0.5V/cm)。解决方案：读取有效值为10V，该正弦波的最大值为14.1V14.1/0.5=28.2厘米高度为28.2厘米，超出了荧光屏的可视范围。21.图A-3是一个钢筋混凝土衰减电路。调节C2可以补偿引线对地的寄生电容：如果C1的调节范围是3-30pF，C2的调节范围是3-15pF，那么在什么范围内的寄生电容可以通过C2调节来正确补偿。图a-3解决方案：参考等式(8-4)，如果衰减电路的电阻衰减比为10，即当调节范围为3-30 pF时，补偿寄生电容为9 (3-30 pF)-(3-15 pF)。22.晶体管电压