电子测量技术基础

1、第一早1. 8 答:1. 9 答:緒 论分辨率=20mV 19999偏移的数120502.4格1. 10答：理论值：Uo旦530 302.5V R=130KQ,R/=10MD, UoU030/120530 30/1202.2V30/10730 30/1075V第二章 测量误差和处理2. 1答：真值：一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。实际值：在实际测量中，不可能都直接与国家基准相比较，一般是逐级比较传递到日常工作仪器，而用 日常工作仪器测量的值称实际值。标称值：测量器具上标定的数值。示值：由测量器具指示的被测量量值。测量误差：测量值与被测量真值之差。 修正值：测量误差的反号值。2

2、. 2答：等精度测量：在保持测量条件不变的情况下对同一被测量进行多次测量过程称为等精度测量。 非等精度测量：在对同一被测量进行多次测量过程中，不是所有的测量条件都维持不变，这种 测量称为非等精度测量。2. 3答：绝对误差和相对误差。2. 4说明系统误差、随机误差和粗大误差的特点？答：(1)系统误差：在多次等精度测量同一量值时，误差的绝对值和符号保持不变，或当条件改变时按 某种规律变化的误差。产生的原因有仪器设计原理和制作的缺陷； 测量时环境的影响；近似方法和近似 公式的影响；测量人员的读数估计偏差等。(2)随机误差的特点： 小误差出现的机率比大误差多； 正负相等的误差出现的机率相等； 在一定的

3、条件下，其随机误差的绝对值不会超过一定界限； 随机误差可用平均值加以消除； 随机误差服从正态分布。(3)粗大误差：在一定条件下，测的值明显的偏离实际值所形成的误差称为粗大误差。2. 5答：对C来说,40100%20002%，所以G电容误差小2. 6答：20lg 皿 20.1dBUiU 0198.8mV0.183.21%5.422.8答：R 12125%1212 5%11.412.6K2.9答：2.51482.4%，合格。100502.10答:k0.11.0%，0.1A1.0%109.9201晋 19.9dBU02 仇吋2. 7答: V 5.42 5.600.18V ，°185.60仪

4、表精度等级为最大相对误差040.4%，由与没有0.4这一级，则取它相邻较低一级。灵敏度为1mv。2. 11 答：读数值为允许误差=± 1% （读数值）土 0.01% （满量程值） 1PF时，绝对误差：相对误差：读数值为10PF时，绝对误差:相对误差:C 0.01 1 0.0001 1100.021PF彈 2.1%1C 0.01 10 0.0001 110 0.111PF0.1111.11%10读数值为100P F时，绝对误差:相对误差：C 0.01 100 0.00011101.011PF2. 12 答:Ua20 125 209.6VUaUa1011 1.011%1001.6V ,9

5、.620/ 20 “125 20 2020 1066 125 20/1069.5999 9.68V，19.9996125 19.99960.00001V，9.5999V0.000019.59992. 13答：绝对误差不随测量值改变： 相对误差随测量值改变：8040上 100%X80Imm 100%X40m1801400.0001%mXm100%100%1% 100 1 A1.25%2.5%2. 14 答：绝对误差:0.025% 0.00122131999910 710 4V100.3 V示值相对误差:V 100%8.3%0.0012V绝对误差:0.025% 1.9888 12199995 10

6、 410 4V6 10 4V示值相对误差:0.0006100%1.98882. 15答：无电压表和电流表是输出电压为图a输出电压：uRs Rv eRsRza Ra Rs R/Rs RvRa Rs / RvUa"uT绝对误差：u示值相对误差:图b输出电压:Ra Rs0.03%E,RaRsRaR/RsRv(RARsRa R )ERa RsR a RvRs RvRa K/100%Rs RvUa (RaRs ) / Rv E绝对误差：u aRa RvRs &Ra示值相对误差:E E&RSRa V艮 RVRa RvRs R/Ra 尺 RSRa RvRsRvRaRvRs eRa

7、局 RS RV2. 16答：10V档，绝对误差：Ra Rv RsRa Rv Rs 100%1 5U100.15V100示值相对误差:U850V档，绝对误差：1.87%81.0U501000.5V示值相对误差:U 0.56.25%，可见10V档精度高8 82. 17答：9V电压表的绝对误差： 取0s 1V电压档，有方程：U s 11U 0.1% 90.009Vo.。09 s 1 0.5%，解出s 0.4，取相近较高精度，s 0.2 12. 18答：当指针指在最大位置时，测量电阻误差最小2. 19答：总电阻 R 20 20 2% 100 相对误差：上兰0 67%120 1201.5% 5 0.07

8、5V，2. 20答： UO0.4120 0.8兰751.76%，4.26空 1.78%4.19uab的绝对误差: 相对误差：4.260.0176 Rx2 U 0.15V ,4.26 4.192. 21 答:4.19.0.01781.0714.26 4.191R1 R3 / R2 ,1.0652.136213.6%2. 22答2. 23答2. 24答2. 25答2. 26答t R 2%1.5%d要求准确度高。0.5%0.1 0.1而 100 10003.0%1 0.1%2 u对半径多测几次，取平均值。因为此题压是求和运算，相对误差不积累，所以电压表的准确度为2级。A 0.1 B 0.1 A 0.

9、1 B 0.1A BA BA BA B86.3 , 8.91 , 3.17 , 0.00316, 595002. 28答：第二章信号发生器3. 1按频段分：超低频、低频、视频、高频、甚高频和超高频信号发生器。按信号波形分：正弦波和非正弦波， 非正弦波又可分：矩形波、锯齿波、阶梯波、钟形波、三角波和数字脉冲波等。3. 2答：正弦波发生器的指标：频率范围，频率准确度，频率稳定度，失真度，输出阻抗，调制特性和 有温度、电源、负栽引起的频率变化。3. 3答：利用放大、稳幅、正反馈和选频几部分组成，将一个噪声信号经放大、选频产生成一个正弦信 号。3. 4答：热敏电阻R3、R4应为负温度系数。3. 5答：

10、由可变频率振荡器产生频率f1和固定频率振荡器产生频率f2，进行混频生成f f1 f2，在通 过低通滤波器滤掉高频成分，再经放大输出。缺点：电路较复杂，准确度和稳定度都较差，波形失真大。优点：易做到在整个低频段内频率连续可调而不用更换波段，输出电平较均匀。3. 6答：20lg 山 dB， Vx V指示值 10药V指示值0dB10 dB20dB30 dB40 dB50 dB60 dB70 dB80 dB90 dB2V26.322063. 22006322000632020000632005V515.8501585001580500015800500001580003. 7答：双稳态触发电路输出的方

11、波，经积分电路形成三角波，再经二极管整形网络构成正弦波，最后 通过放大输出。产生锯齿波，只要将二极管并接在可变电阻R上，以改变积分的充放电时间常数即可3. 8答：RP4调节积分器的输入量，RF2调节输出信号幅度大小。3. 10答：调谐信号发生器通常为LC振荡器，根据反馈方式又分为变压器反馈式、电感反馈式和电容反馈式。振荡频率f0般粗调调电感，细调调电容3. 11答：f2与fi成倍数关系频率变化范围f2minf1 1MHz10 10 10010KHzf2max 10 10 f1100 1MHz 100MHz3. 12答：频率合成：是把一个或几个高稳定度频率源 f经过加、减、乘、除及组合运算，以产

12、生在一 定范围内，按一定的频率间隔的一系列离散频率的信号发生器。相干式频率合成：只用一个石英晶体产生基准频率，然后通过分频、倍频等使加入混频器的频率之间是 相关的，称为相干式频率合成。非相干式频率合成：若用多个石英晶体产生基准频率，产生的两个基准频率之间相互独立，就叫非相干 式频率合成。3. 13答：点频法：被厕网络接入正弦输入信号，从低频到高频不断改变输入信号的频率，信号不超过 被厕网络的线性区，用测量仪器测出各频率点的输入输出信号的振幅之比和相位之比，以频率为横坐标，振幅之比为従作标，得出频率特性曲线。扫频法：将振幅不变频率在一定范围内连续作周期性重复变化的正弦输入信号加入被厕网络的输入

13、端，由于调谐放大器的增益随频率而变， 故U0的振幅也随频率变化，U0的包络就反映该网络的频率特性。扫频法的优点：可实现网络的自动和半自动测量，特别是电路测试，人们在调节元件参数的同时 可观网络的测频率特性。 由于扫频信号是连续变化，测量得到的频率特性曲线也是连续变化的，不会出现漏掉频率点情况。 点频法是人工逐点改变输入信号频率，速度慢，得到的是网络稳态时的测频率特性曲线，扫频法是得 到网络动态时的测频率特性曲线，后者更接近实际情况。3. 14答：扫频仪中的扫频信号产生方法很多，教中图3. 54,利用锯齿波电压改变线圈中电流来改变高频磁芯M从而改变振荡器中的电感量，达到改变振荡频率，完成扫频信号

14、的产生。将被测网络输 出的电压经检波放大，送入示波器的垂直偏转板，达到显示的目的。3. 15答：见P94页说明。3. 17答：XD11型的原理是先产生正弦波，然后通过不同的波形变换得到各类波形。XC14的原理与XD11型大致相同，但它增加了前、后沿调节、脉冲宽度调节等功能。3. 18答：丄h【卜3. 19答：白噪声特点是在所有频率下具有等功率密度的噪声，真正的白噪声具有无限的带宽，和无限 的功率，实际中带宽总是有限的。产生白噪声主要有：电阻器噪声源、保和二极管噪声源、气体放电管噪声源和固态噪声源等。 第四章电子示波器4. 1答：示波器的特点：能显示波形，可测量瞬时值，具有直观性； 输入阻抗高，

15、对被测信号影响小。 工作频带宽，速度快便于观测高频信号的细节。 在示波器的屏幕上可描绘任意两个电压或电流的函数关系。4. 2答：电子枪由灯丝、阴极、栅极、前加速极、第一阳极、第二阳极、丫偏转板、X偏转板和荧光屏组成。用途：灯丝为加热；阴极为发射电子；栅极是控制电子发射量；前加速极、第一阳极、第二阳极坐为电子聚焦；丫偏转板加被测信号电压；X偏转板加扫描信号；荧光屏显示波形。4. 3答：辉度调节：是调节栅极的电压来控制电子的发射数量，达到波形明暗的效果。 聚焦调节：是调节第一阳极、第二阳极的电压来控制电子聚焦，使电子聚焦恰好落在荧光屏上。4. 4答：屏幕上波形稳的条件是扫描信号的周期 T与被测信号

16、周期Ty的关系为Tx mTY , m为正数。4. 5答：余辉分为：长余辉（100mv 1s）,中余辉（1m沪100mS,短余辉（10卩Ss 10mS普通示波器用中余辉，慢扫描示波器用长余辉。4. 6答：示波器由丫通道、X通道、Z通道、示波管、幅度校正器、扫描时间校正器和电源组成。丫通道：为被测信号通路；X通道：为扫描信号通路；Z通道：起回扫描时消隐作用；示波管：显示波形图像；幅度校正器：校正示波器显示副值的准确性；扫描时间校正器：校正基轴时间，使测信号的周期准确。电源：为各部分提供工作电压。4. 7答： 频率响应（频带宽度）； 偏转灵敏度（S）； 扫描频率； 输入阻抗； 示波器的瞬态响应； 扫

17、描方式。各自作用意义见P109到111页内容。4. 8答：tr350fhtr35015 10623.333 10 623333 S350735 10 635000 S10 106 t 350 611.667 10 611667 Sr 30 106SBM1普通示波器从仪表指针偏转角度大精度咼的原理，可选用4. 9答：内同步：同步信号来自于被测信号；外同步：同步信号来自于仪器外部信号4 . 10答：各示波器的阻容式无源探头不能之间混用，原因是补偿调节有差异，若混用后会出现测量波 形失真变形。4. 11答：延迟线：延迟线的作用是使扫描信号与被测信号起始时间一致，避免被测信号前半部分丢失 所以内触发信

18、号只能从延迟线电路之前引入。4. 12答：X通道即接入放大器又接入衰减器，原因是被测信号可能很大或很小，则用放大器和衰减器 可将被测信号的幅度适当的程度，以便观测和分析研究。4. 13答：连续扫描：是扫描信号为连续周期性重复变化，用于连续信号的测量。触发扫描：平时处于等待状态，被测信号到达时扫描信号才开始扫描，用于脉冲信号的测量。4. 14答：时基产生器：由时基闸门、扫描电压发生器、电压比较器和释抑电路组成。其作用：时基闸门是一个施密特触发器，来一个扫描脉冲，它产生一个方波；扫描电压发生器：产生锯齿波，作为扫描信号； 电压比较器：将输出电压与参考电压比较，控制扫描电压是否结束。 释抑电路：保证

19、每次扫描的起始点都在同一位置处。4. 15答：示波器内设置了一标准的幅值和固定的频率信号，幅度校正和时间校正是将标准信号输入到 示波器中，观察示波器显示的信号幅值和周期，若幅值与标准值有差异可调节微调衰减器使显示达到标4. 16 答：双踪示波器是两个丫通道共用中间放大器、延时线、末级放大和双线示波器是两个丫通道到丫偏转板均是独立的。4. 17 答：(1) U2 0.20.4V，T 3 26 sU5 0.21.0V，T 2 24 sU0.20.6V，T 5 210 s(2) U5 0.050.25V，T 6 50300 sU4 0.05 0.20V，T 4 50200 sU2 0.05 0.10

20、V，T 5 50250 s(3) U2 20 40V ，T 0.5 0.5 0.25sU1 20 20V ，T 1 0.5 0.5sU0.5 20 10V，T 2 0.5 1s4. 18 答：信号在屏幕上显小6div，则各相位差为05 3600300 623600120061 360 0 600 耳6 6360090°12 3600720 61.8 0 036010864. 19 答：取样示波器实施不等间隔取样，其间隔规律是准值，若信号周期显示与标准值有差异可调节时间微调旋扭使显示达到标准值。第一次取样点假设在作标原点处,丫偏转板;第二次取样点在T t处，即取样间隔为T t ;第三次

21、取样点在2T 3 t处，即取样间隔为T 2 t ;第四次取样间隔为T 3 t ;等等。当取样到一定次数，取样间隔又重复进行。可见每次取样都在信号周期内的不同位置处，因为信号为周期性，则可将高频信号变成低频信号显示。 但取样示波器不能测量单次高频信号，因为单次高频信号没有重复性，无法周期性非实时取样。4. 20答：记忆示波管是在荧光屏前安装一个具有记忆功能的栅网，栅网的绝缘性能好，可使电子较长 时间的停留在上面，以实现电信号。记忆示波器也可测量单次高频信号。4. 21答：存储器示波器，在示波器中设置有存储器，在测量过程中根据需要可将被测信号存储起来, 可进行反复显示。第五章频率时间测量5. 2答

22、：标准的时频是用本地比较法和发送标准电磁波提供给用户。 5. 3答：时频测量与其它物理量的测量有下列特点：测量精度高 测量范围广 频率信息的传输和处理都较容易。5. 4答：用将晶振频率分频后作为脉冲的主控门，被测信号经整形变成脉冲信号通过主控门，计单位时 间内通过的脉冲数为被测信号的频率。测频方法有量化误差和闸门时间误差 时间不能无限加长，否则频率计要益出 虽量化误差减小，但闸门时间误差增大 5. 5答：有公式n15 106 11 rT?6)N N5. 7答：f：(1),对一台频率计来说计数个数不能超过一定界限，所控制闸门 若量化间隔过小，闸门时间就不能选大，_NN_NN5. 6答：1KT12

23、 10N"N15 10cl 2 106101N1(fT2 10 51_N5400fc于)c154001108000(2)fx厂fx771(6510 10610 8)15 10 85.5.5.(13510 103Tx (_fc TT (f(5 10.fc T10答：N8 答:9 答:f010 8)1000510 810 4 0.01%Tc丁)x103)(5 1016 6 )100 10 10 10 100.1%10 106 10000 Jk 11 1fxT200 11NN 1.0.5NfcTx200 0.1 10 65510 103.16 10 Hz0.551010 20.5%5000

24、00%第六章 相位差测量6. 1答：主要是研究两个同频率信号的初相角差值。6. 2答：相位差的测量方法主要有： 用示波器测量； 把相位差转换为时间间隔，先测量出时间间隔再换算出相位差; 把相位差转换电压，先测量出电压再换算出相位差； 零示法，即与标准的移相器进行比较。第一种测量直观，但精度低，后三种精度高而要用专门的仪表。6. 3 答：y YmSinarcsin 匹 arcsin441.80Ym66. 4答：因为相位差测量均在固定的频率上测量的6. 5 答:B402arctg2arctg43.6A10第七章电压测量7. 1答：因为电压是表征电信号的三大基本参数之一，所以电压测量就显得十分重要

25、电压测量的特点：频率范围宽；测量范围宽； 对不同波形电压，测量方法及对测量精度的影响有差异； 被测电路的输出阻抗不同对测量精度有影响； 测量精度，测量直流电压精度较高，交流电压精度较低； 测量易受外界因素干扰。7. 3 答：见 P191-192 页例 17. 4答：图7. 2 3,左边衰减器，起换量程作用；FET跟随器，降低测量仪表对被测电路的影 响；放大器，对被测信号进行放大；最右边为表头显示。7. 5答：调制式直流放大器，是将直流信号斩波使信号变成交流信号，再进行放大，对放大后的 信号再进行解调为直流信号。由于是用交流放大，所以直流零漂就被隔断。7. 6答：图7. 3 3检波一放大式电压表：原理是先检波后放大，它适用于高频交流电压测量；图7. 34放大一检波式电压表：原理是先放大后检波，它适用于低频交流电压测量。7. 8答：电容C是消除低频对表头产生的抖动。7. 9答：(1)峰值电压表读数为电压的峰值，(2)三种波的峰值电压均