《电子测量与仪器》课后答案重点题

误差和测量不确定度检测2.13只2.5级电流表3mA范围的满意度相对误差。 目前有几个标准电流表： 哪个最合适，为什么？(1)0.5级10mA范围(2)0.2级10mA范围(3)0.2级15mA范围(4)0.1级100mA范围。解： 2.5级电流计3mA范围的绝对误差为2.5%3mA=0.075mA(1)0.5级10mA范围的绝对误差为0.5mA=0.05mA(2)0.2级10mA范围的绝对误差为0.2mA=0.02mA(3)0.2级15mA范围的绝对误差为0.2mA=0.03mA(4)0.1级100mA范围的绝对误差为0.10mA=0.1mA根据以上结果，(1)、(2)、(3)都可以作为标准表使用，但(4)的绝对误差过大其中，(1)、(2)的档位相同，(3)的档位大于(1)、(2)，在绝对误差满足要求的情况下，应该尽量选择档位接近被测定表的档位的档位，但是，(2)、(3)的精度水平高，因此作为标准表最佳的是0.2级10mA档位2.16测量某恒流源的输出电流8次，数据如下次数12345678I/mA10.08210.07910.08510.08410.07810.09110.07610.082求出恒流源输出电流的算术平均值、标准偏差评价值及平均值标准偏差评价值.解：恒流源输出电流的算术平均值次数12345678I/mA10.08210.07910.08510.08410.07810.09110.07610.082残差(10-3mA )-0.1-3.12.91.9-4.18.9-6.1-0.1标准偏差评价平均值标准偏差评价测定某参数，测定数据为1464.3、1461.7、1462.9、1463.4、1464.6、1462.7，可靠性概率为95%时，求出该参数的可靠区间。解：测量次数不足20，因此测量值遵循t分布步骤1 :求算术平均值和标准偏差的评价次数123456x1464.31461.71462.91463.41464.61462.7馀数1.0-1.6-0.40.11.3-0.6标准偏差评价算术平均标准偏差评价步骤2 :查看附录B:t分布表，查看n-1=5和P=0.95、t=2.571步骤3 :估计该参数的置信区间。 其中在95%的置信概率中，电感l的置信间隔为 1462.3，1464.3 。2.19对于具有均匀分布的测量数据，如果置信概率为100%，则置信区间为E(X)-k(X )，E(X) k(X)，此处，k应取多少解：通过问题得到可以从均匀分布中得到，代入求解以10次等精度测定2.22个信号源的输出频率fx的结果为： 110.050、110.090、110.090、110.070、110.060、110.050、110.040、110.030、110.035、110.030(khz )，马里科夫和阿贝赫特解：输出频率fx平均值次数12345678910fx/kHz110.050110.090110.090110.070110.060110.050110.040110.030110.035110.030馀数10-4 kHz-4535535515555-45-145-245-195-245(a )根据马里科夫的判断，因此，存在变值系统的差异(b )根据艾比赫特的判断，标准偏差评价因此，存在变值系统的差异测量作为2.26桥平衡法的电阻，根据桥平衡条件，试着计算电容器C2的容许误差为5%、电容器C4的容许误差为2%、R3为精密电位器、容许误差为1%、Rx的相对误差为多少解：因为表达式包含分子和分母，所以用相对误差传达表达式很方便。2.28立方体积的长度、宽度、高度的不确定度分别为试验的相对基准不确定度。解答：由通过从数学模型直接向l、b、h求偏导可以合成不确定度第三章信号发生器3.9 XFG-7高频信号发生器的频率范围为f=100kHz30MHz，分为几个频带？ (由于答案一致，因此设k=2.4)解：然后3.15 AD9850 DDS时钟频率fc=125MHz、相位累加器宽度N=32位、频率控制字k=0100000H时，输出频率是多少解：因为k=0100000H，所以A20=1，DDS :3.12某个频率合成器要求如图3.37所示：(1)f0的公式(2)f0的范围(3)最小步长频率。100f3系列fl10kHzN1560至1000LPFPDBPFVCO1f0M(-)f21kNzVCO2f3系列N250006000PD100LPF图3.37问题3.12图解：从图中可以看出(1)所以(2)(3)n1和n-2可以共同改变，但是在表达式f0中，由于n-2的系数很小，使得由n-2的改变量1获得的f0的改变最小，即，f0的最小步长频率为第四章时间频率测量4.2通用计数器测量频率、周期、时间间隔和自检的结构。a :通用计数器测量频率的结构：可以通过在计数器的单位时间(即门时间)内对被测定信号进行计数，使用式求出被测定信号的频率，为了测定更宽的范围而改变门时间。通用计数器测量周期的动作原理：与频率测量的原理类似，对测量信号进行整形之后将选通时间设为选通时间，并且将标准频率计数为计数脉冲，从而类似地，通过改变标准频率的分频，即改变定时信号，来测量更宽范围。通用计数器测量时间间隔的结构：计数器的计数从一个通道信号开始计数器的计数，另一个通道信号从停止计数器计数的两个不同通道开始。 这两个信号之间的间隔是要测量的时间间隔。通用计数器自检的工作原理：当对时间戳信号(高频率的标准频率信号)计数时间单元提供的栅极时间内的时间戳信号进行了适当地乘法或分频时间戳信号到相同晶体振荡器的标准信号，因而该计数结果是已知的，并且显示数字是完整的。4.14某计数式频率计在频率测量选通时间为1s、测量周期的时倍最大为10000、时间轴的最高频率为10MHz时，求出中场频率。解：频率测量和周一误差测量分别如下，所以呢中期频率测量4.15标称频率f0=1MHz的晶体振荡器时，测量精度要求优于110-6。 以下几个方案中，哪个是正确的，为什么？(1)选择e12型通用计数器(fc/fc110-6 )，将“栅极时间”设为1s。(2)选择e23型通用计数器(fc/fc110-7 )，将“栅极时间”设为1s。(3)选择e23通用计数器(fc/fc110-7 )，将“栅极时间”设为10s。解： (1)频率测量时的误差(2)(3)以上计算结果表明，采用第三方案是正确的。图4.51问题4.18图使用4.18光标法测定图4.51的值，设f1=5MHz、f2=5.01MHz，求出的值。解：根据光标法的原理第5章电压测量uo.ot.tuo.ot.tuo.ot.t使用5.3全波平均电子电压计测定图5.70所示的3种不同波形(正弦波、方形波、三角波)的交流电压，将电压计的读取值设为1V(1)各波形、电压表的读数代表什么意思？(2)3种波形的峰值、平均值、有效值分别是多少？(3)根据测量结果，在同一图表上绘制三个波形比较。解： (1)在正弦波的情况下，读取值为有效值，在其他波形的情况下，读取值很小使测量的大小间接反应。图5.70练习题5.3图(2)所以v因为正弦波有效值为1V，峰值为v，平均值为0.901V。方波的有效值为v，峰值为v，平均值为0.901V。三角波有效值为v，峰值为v，平均值为0.901V。三个波形在同一个图表上用5.4示波器观察峰值相等的正弦波、方形波、三角波，当前Up=5V，采用3种不同的检波方式，用以正弦波的有效值为刻度的电压计进行测量，分别求出多少值呢解：可知各波形VP=5V平均值表：正弦波方波三角波峰值表：由于各波形的峰值相同，因此3种波形的读取值全部如下所示有效值表：正弦波：方波：三角波：用5.8 DS-18型5位双积分型数字电压表求出Us=-6.0000V、fc=0.75MHz、计数器满刻度N1=60000、被测定电压Ux=2.5000V时，计数值N2是多少，采样时间Tl和测定时间T2分别是多少解：从双重积分原理可以看出(1)在准备期间，进行定时积分所以呢没有5.135.14台DVM，最大计数容量分别为19999； 9999。 前者的最小范围为200mV时，问题：(1)各自是数名DVM(2)第台DVM的分辨率是多少？(3)第台DVM的动作误差为0.02%Ux1字，分别在2V级和20V级测量Ux=1.56V的电压时，误差是多少解： (1)计数容量为19999的DVM为4位半数，计数容量为9999的DVM为4位半数(2)第台DVM的最小范围为200mV，因此DVM显示数据必须为199.99mV，即最小分辨率必须为0.01mV(3)以2 v测量时：1.9999V，因此1字误差为：0.0001V，测量误差为：0. 02 %1. 560. 0001 v=0. 000412 v=0. 41 mv以20V范围测量时： 19.999V，因此1字误差为：0.001V，测量误差为：0.02%1.56 0.001v=0.00112v=1.3mv第六章时域测量(示波器)6.3模拟示波器扫描发生环的各组成部分及其作用简述如下！模拟示波器由垂直(y )通道、水平(x )通道、显示器三部分构成。作用：垂直(y )通道：为了保证示波器的测量灵敏度，对被测信号进行无失真的线性放大。水平(x )通道：主要产生与被测信号对应的扫描锯齿波。显示器：用波形表示被测信号。6.9示波器的荧光屏水平长度为10cm，现在要求在上面显示最大10MHz正弦信号的2个周期(宽度适当)。 这个示波器的扫描速度应该是多快？解：正弦波信号的频率为10MHz，T=，为了在画面上显示2个周期，显示时间表示扫描速度为6.10显示器观测周期为8ms，宽度为1ms，上升时间为0.5ms的矩形正脉冲。 用示波器测量该脉冲的周期、脉冲宽度、上升时间，尝试定时开关(t/cm )位于哪个位置(示波器时间系数以0.05s0.5s、1-2-5的顺序控制)。解：示波器画面尽可能显示完整的周期，水平方向为10cm因此，在测定周期时，在8ms/10cm=0.8ms/cm、定时开关为1ms位置测量脉冲宽度时，在1ms/10cm=0.1ms/sm、定时开关为100s的位置测量上升时间时，请将0.5ms/10cm=50s/cm的定时开关置于50s的位置6.11试图观察上升时间tR为50ns的脉冲波形，有以下4种技术指标示波器，尝试了选择哪个示波器最好？为什么？(1) f3dB=10MHz，tr40ns (2)f3dB=30MHz，tr12ns(3) f3dB=15MHz，tr24ns (4)f3dB=100MHz，tr3.5ns解：选