电子测量技术基础练习

1、电子测量技术基础练习第一章绪论一、填空1、 计量的主要特征是、和。2、 计量器具按用途可分为 、和口。3、 计量基准一般分为 、和廿。4、 计量标准是按国家规定 作为检定依据用的 ，它的量值由传递。5、 计量标准有两类：一类是 ，一类是。6 电子测量通常包括 的测量，的测量以的测量。7、 目前利用电子仪器对进行测量精确度最高。8、 目前，电压测量仪器能测出从 级到的电压，量程达个数量级。第一章答案一、填空1、统一性；准确性；法制性2、计量基准；计量标准；工作用计量器具3、国家基准；副基准；工作基准4、准确度等级；计量器具；物质；工作基准5、标准器具；标准物质6电能量；信号特性及所受干扰；元件和

2、电路参数7、频率和时间8、纳伏；千伏；12第二章误差理论与测量不确定性一、填空1、 测量值与之间的差别称为测量误差。2、 计量标准的三种类型分别是 、和。3、 绝对误差在用测量值与真值表示时，其表达式为 ;在用测量值与约定真值表示时，其表达式为 04、 在绝对值相等的情况下，测量值越小，测量的准确程度 ;测量值越大，测量的准确程度05、 相对误差是和之比，表示为 06 通常相对误差又可分为 、和o7、 满度相对误差又称为引用误差，它定义为绝对误差 X和仪器满度值Xm之 比，记为 08、 满度相对误差给出的是在其量程下的 的大小。9、 满度相对误差适合用来表示电表或仪器的 o10、电工仪表是按的

3、值来进行分级的。11、常用电工仪表分为七个等级，它们是o12、1.0级的电表表明 rmo13、根据满度相对误差及仪表等级的定义，若仪表等级为S级，则用该表测量所引起的绝对误差| X|;若被测量实际值为Xo,则测量的相对误差| X|o14、当一个仪表的等级选定以后，所产生的最大绝对误差与量程成 o15、在选择仪表量程时，一般应使被测量值尽可能在仪表满量程值的 以上。16、误差分成三类： 、和o17、测量的精密度决定于 ，测量的正确度决定于 o18、测量的精确度表征测量结果与被测量真值之间的 o19、随机误差造成测量结果的 ，一般用定量表达。20、系统误差表示了测量结果的程度。21、处理随机误差的

4、方法主要是 o22、不确定系统误差导致的产生。23、粗大误差表现为统计的异常值，常称为，应按一定规则剔除。24、随机误差具有的特点是、和o25、测量中随机误差的分布大多数接近于 o26、27、2&29、30、31、32、33、34、35、36、37、3&39、二、1、2、3、随机误差的统计处理就是要根据 和的方法研究随机误差对测量数据的影响以及它们的 。在有限次测量中，通常用 的方法减小随机误差的影响。随机变量的数字特征是反映随机变量的某些特征的数值，常用的有和。在统计学中，期望与 是同一概念。方差描述了测量数据的 。若被测量的真值是，等精度测量值为X1,X2, - , Xn，

5、可以证明其算术平均值的数学期望E X =二X表示平均值的比总体测量值的倍，它反映了随机误差的抵消性，n越大，抵消程度，平均值离散程度。变值系差包括系差和系差，对应的判据则分别是判据和判据。消除和减弱系统误差的典型测量技术是：，和。在估计系统误差大体范围时，若能找到系差的上限工a及下限b,则系差的恒定部分数值为 ，变化部分的变化幅度为 。不确定度作为测量误差的数字指标，表示由于测量误差的存在而对测量 结果的准确性的。不确定度是与测量结果相联系的一种参数，这个参数可以 是，也可以是具有某置信概率的 。89000V写成三位有效数字应为 ，其绝对误差的绝对值不超过。1、下列数字保留三位有效数字：45.

6、8; 36.3; 43.1; 3.80X 104 ; 47.2; 4.0045.77 ，36.251 ，43.149 38050 ，47.15 ，3.995名词解释真值 实际值 不确定度4、满度相对误差三、简单计算1、 现有两块电压表，其中一块表量程为150V, 1.5级，另一块表量程15V, 2.5级，用它们测10V左右电压，选哪一块表更合适？2、 检定一个1.5级100mA的电流表，发现在50mA处误差最大，为1.4mA， 其他刻度处的误差均小于1.4mA，问这块电流表是否合适？3、 采用微差法测量未知电压 Vx，设标准电压的相对误差不大于 5/10000, 电压表的相对误差不大于1%,相

7、对微差为1/50,求测量的相对误差。4、 已知某电阻30次测量值之和为1220Q,系统的不确定度为测量值的土 1%,如果在测量过程中没有系统误差，随机误差的影响也可忽略，写出 测量结果。5、 直流稳压电源的输出电压为18V，稳压电源的微小变动A=0.5V，禾I用微 差法测量电源稳定度。设标准电压为18V，准确度为土 0.05%6、 测量某电阻得一组数据：2.20, 2.21, 2.22kQ,求该电阻的算术平均值以 及标准偏差估计值。7、 用间接法可测量电阻上消耗的功率。利用公式P=I U测量时，问功率的 误差？8、 分别利用P=IU, P=I2, P=U2/R来测量电阻上消耗的功率。若电阻、电

8、 流、电压的测量误差分别不大于 1%, 2.5%, 2.0%，问选择那种测量方 案好？9、 用电压表测得三组数据，其平均值分别为：21.1V, 21.3V, 21.5V，且其 算术平均值标准差依次为：0.20V , 0.10V, 0.05V，求它们的权和加权平 均值。10、用两种方法测某电压，第一种方法测得V1=10.3V，标准偏差S(V1)=0.2V,第二种方法测得V2=10.1V，测量值的标准偏差S (V2)=0.1V , 求该电压的估计值及其标准偏差。2、3、4、5、6、7、89、10、11、12、13、14、15、16、17、1819、20、21、22、23、24、25、26、27、2

9、829、第二章答案填空真值真值；指定值；实际值 X=X-Ao; X=X-A越低；越高讥x绝对误差；被测量真值；r - 100%Ao实际相对误差；标称相对误差；分贝误差；满度相对误差A X引用误差；绝对误差 X ;仪器满度值Xm ； rm- 100%X m绝对误差准确度满度相对误差0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5和 5.0< 1.0%<Xmx S% < Xm X S%X 0正比2/3随机误差；系统误差；粗大误差随机误差；系统误差一致程度分散性；总体标准偏差S偏离真值或实际值概率统计法不确定度坏值对称性；抵偿性；有界性；单峰性 正态分布概率论；数理统计；分

10、布规律统计平均数学期望；方差30、均值31、离散程度32、1133、标准偏差；标准偏差；越大；越小34、累进性；周期性；马利科夫；阿贝-赫特35、零示法；替代法；交换法；微差法36、1 12二匕；- -zb37、可疑程度38标准偏差；置信区间的半宽39、2890 X102V ； 50V40、45.8； 36.3； 43.1； 3.80X 104； 47.2； 4.00名词解释(略)简单计算1、若选用150V, 1.5级电压表，测量产生的绝对误差为| AV| < 150 X 1.5% = 2.25V表头示值为10V时，被测电压真值在10± 2.25范围内，误差范围很大；若选用15

11、V, 2.5级电压表，同样测得| AV| < 15 X 2.5% = 0.375V表头示值仍为10V,被测电压真值在10± 0.375范围内，误差范围很小;3、根据微差法，测量的相对误差为显然，应该选15V, 2.5级电压表。勻士0.05% 十 1 42、喀瓷市=1.4% :1.5%，此表合格。 汇 ±1% =0.05%+0.02%=0.07%504、该电阻测量值的平均值_AR 二二 40.6667 门30由于忽略了随机误差的影响，电阻的不确定度为Ur=40.6667X ( ± 1%)=± 0.406667 "土 0.41 Q对电阻测量值

12、做舍入处理后R=40.67土 0.41 QAB5、标准电压的相对误差为一二_0.05% ,B电压表的相对误差为 兰二5.0% 17 =_10%，A 0.57.-:XA -A0.5V0.05%10% ： _0.33%X B X A18V即，直流稳压电源的稳定度为土 0.33%6、该电阻的平均值为R”20乞1逅“壬叫,各次测量的残差R1 -2.20 -2.21k - 0.01k1：R2 =2.21k2.21k： -0：R3 =2.22k-2.21k -0.01k'.1利用贝塞尔公式计算标准偏差估计值为7、设 P, I,1-0.01 2 - 0.01 2 1U的绝对误差分别为 P,A I,

13、U二 0.01k'1解法U 二U I l ：U :uIU解法Xi 'Xi-:I；:Uru8、P=I U 方案8ru h"2.5% 2.0： 4.5%P=I R万案© =2n g =：弋2 2.5% - 1% i；=：6.0% p=u2/r方案rP = 2rU 亠 U R =2 2.0% 亠1% = 5%显然，P= I U方案好。9、W, :W2 :W3厶：厶：厶=1:4:160.200.100.05加权平均值即电压的最佳估计值x/(1 X21.1 +4x21.3 +1621.5 VV =1+4+16= 21.44V10、取 =1 ,则两种测量值的权为10.2

14、210.04W210.01该电压的估计值10.310.1Ww, z2W w,+=0.04°01 =10.14/1 10.040.01电压估计值的方差= 0.008V2标准偏差二V = 0.089V第三章信号源一、填空1高频信号源又称为信号源，信号的频率范围在 之间。2、 通用脉冲信号源的输出主要是 脉冲。3、 函数信号发生器实际上是一种 信号源，其输出信号的重复频率可达以上，而低端可至 量级。4、 合成信号源实现频率合成的方法有和两种。5、间接合成法是基于锁相环的原理对基准频率进行运算，常见的锁相环技术有锁相环、锁相环和锁相环。6、在间接频率合成中，通常有三种提高分辨率的方法，即：和

15、。7、信号源的用途有： 、和。8通用信号源如果按调整类型分类，主要有 、和信号源。、简答1在电子测量中信号源有哪些作用？2、结合高频信号源的原理方框图，简述在高频信号源中，如何实现调频、 调幅作用？ 一个完整的信号源应有几个组成部分？3、在合成信号源中采用几种合成方法？试比较它们的优缺点第三章答案1、射频；30kHz1GHz2、矩形3、多波形；50MHz ;卩Hz4、间接合成法；直接合成法5、倍频式；分频式；混频式6微差混频法；多环合成法；小数合成法7、激励源、信号仿真；校准源8、调幅（AM）;调频（FM）;脉冲调制（PM）;视频调制（VM）、名词解释（略） 三、简答（略）第四章电子示波器1、

16、 信号显示是将被测信号以 方式显示在屏幕上。2、 模拟示波器中扫描电压是 电压，包括线形 过程和过程。3、 扫描电压必须满足下列三点要求，即：、和。4、 在示波器中，扫描发生器输出 波。5、 在示波器中，扫描电压的起点由 决定，终点由决定。6 般扫描电压周期应包括三个时间段，它们是：扫描 时间、扫描时间和时间。7、 示波器丫通道的带宽表示式为：，一般而言带宽主要取决于丫通道的频率。8、 示波器的触发脉冲的取得方式包括： 方式、方式和方式。9、 扫描发生器实际上是一个 发生器，它在的控制下产生扫描的和。10、在屏幕上同时显示两个信号波形的方法有两种， 即和。11、双踪示波器有三种工作方式， 即:

17、 、和。12、双踪示波器有两种不同的时间分割方式，即 和。13、通常认为带宽在以上的示波器为宽带示波器。14、示波器的带宽指标随着丫通道放大器级数的增多而 ，相应地上升时间要。15、在数字存储示波器中，输入的模拟信号首先要经过 、变成数字量，然后进行 、并显示。16、数字示波器自动测出的时间不仅与 有关，还与有关。17、取样技术可分为 取样和取样两类。18、DSO有两类重要的指标，其一是，其二是。19、DSO的取样率随扫描速度的下降而 。20、DSO的垂直分辨率主要取决于。21、DSO的扫描速度越高则测量的时间分辨率就越 。22、在DSO的时基因数确定后，要提高取样率，就必须增加。名词解释1、

18、偏转灵敏度2、双扫描3、释抑时间4、时间和事件延迟触发 三、简答1、结合扫描发生器环原理框图及时间波形图简述扫描电压产生过程2、运用原理框图和时间波形图简述双扫描原理。3、什么是交替方式？4、什么是断续方式？5、画出双踪示波器原理框图并简述双踪显示。四、简单计算1、 一示波器的荧光屏的水平长度为 10cm，现要求在上面显示10MHz正弦信号 两个周期（幅度适当），问该示波器的扫描速度为多少？2、某示波器的丫偏转因数为Df=8V/div，用其构成一示波器。要求该示波器的 最小偏转因数Dvmin=50mV/div，试估算丫通道放大器的放大倍数。假如荧光 屏的有效高度为8div，则丫通道末级放大器的

19、输出电压幅度为多少？3、 已知一示波器屏幕的水平有效长度为10cm,垂直有效长度为6cm，示波器的 偏转因数Dy=0.2V/cm，、若时基因数为0.05mS/cm时观察到两个完整的正弦信号波形，求被测信 号的峰-峰值和频率。、若要在屏幕上显示该信号的10个周期波形，时基因数应取多大？4、 某示波器的扫描时基范围是 0.2卩S/div1S/div,扫描扩展为“x 10”，光点在 X方向可用长度为10div，试估算该示波器能观察正弦波的上限频率（以观察 到一个完整周期波形计算）。5、某示波器扫描速度校准为0.5div/卩S，当测试250kHz的方波电压信号时荧光 屏上的图形在X方向上的长度为10d

20、iv，问能显示多少个完整周期的波形？第四章答案1、波形2、周期线形；斜升；下降3、周期性；线形；同步性4、锯齿5、触发脉冲；电压比较器6正程；回程；等待7、BW=fh-fe；高端8、内触发；外触发；电源触发9、锯齿波；时基闸门；正程；回程10、双束显示；双踪显示11、A状态；B状态；（A土 B）状态12、交替方式；断续方式13、100MHz14、变窄；加长15、取样；量化；存储；处理16、取样点的位置；扫速17、实时；等效时间18、A/D的位数；A/D的转换速率19、下降20、A/D的位数21、咼22、存储器长度名词解释（略） 三、简答（略） 四、简单计算1、被测信号的周期（T）为"

21、THT0.1 七因为每一个周期占5cm，故示波器的扫描速度为T 一 O.WS 一 0.02£Df2、 A =8上 业 160 D f min 50 mV divmVVy - A * Dy min *8div =160 50 8div = 64V div3、VVp_p = Dy *y =0.2 6cm = 1.2V cmmST = DX *X = 0.055cm = 0.25mScm1 1f3 4kHzT 0.25 10 STDx心5匹1cmcm4、 Dx=(0.2 S div1 div4ST 二 DX X 二(0.02 divSJSS)"10 =0.02 0.1 -div

22、div)10div = 0.2S 1S div 0.11 6(5 10 1) Hz1fH=5MHz，或者 fHTmin-5 MHz0.25、DxJS=2div图形偏转10div所对应的时间为T 二 Dx X =2 10div 二 20七div信号周期11TV = _4 JSfV250 kHz20七4七=5个T N -Tv第五章 时间与频率的测量1、 目前有三种时间测量尺度： 、和。2、 在数字式频率计中，被测信号是以 信号方法来传递、控制和计 数的。3、 根据测频原理，其测量误差取决于的准确性和的准确性。4、测频时，计数器的最大计数误差 N=。5、计数器直接测频的误差主要有两项，即：和。6直接

23、测频的方法适合测量 频信号。7、 测量低频信号时常采用计数器测量的方法。8、根据测周原理，主门由 控制。9、根据测频原理，主门由 控制。10、 在测周原理方框图中，门控电路输出 波。11、 在测频原理方框图中，脉冲形成电路将输入信号的一个周期变成 个 脉冲波。12、 目前绝大多数实验室用的电子计数器都具有 和等两种以上功能，故统称为“通用计数器”。13、 在测频原理方框图中，主门是由 波控制。14、电子计数器在直接测频率和测周期时，其量化误差的实质不同，测频时是的± 1误差，而测周时是 的土 1误差。15、在直接测频和直接测周的量化误差相等时， 存在一个测频和测周分界点频率，这个频率

24、称为。16、 当fx>fm时宜测，当fx<fm时宜测。17、 电子计数器对两个正弦波形的相位差的测量，实际上是 。18、 目前，利用通用计数器对微波波段的信号频率进行数字测量，必须采用技术，而广泛采用的两种方法是 和。19、 频率源的频率稳定度有 稳定度和稳定度两种。20、 是影响长期频率稳定度的主要因素， 而是影响短期频率稳定度的主要因素。21、 在时域测量中，加上就是示波器；在频域测量中，加上就是频谱分析仪；在调制域测量中，加上就是调制域分析仪。22、在调制域分析仪中，X轴表示测量所经历的 ，而Y轴线显示的是信号的、或。二、名词解释1、土 1误差2、中界频率 三、简答1、结合原

25、理方框图和工作波形图简述电子计数器测频原理。2、结合原理方框图和工作波形图简述电子计数器测周原理。3、简要分析测频误差。4、试画出时间间隔原理方框图和工作波形图，并简述基本测量原理5、试画出微波计数器变频法方框图，并简述其测频原理。四、简单计算1、若被测信号频率fx=1MHz，计算当闸门时间T=1ms和1S时由土 1误差产生 的测频误差。2、用一个7位电子计数器测量一个fx=5MHz的信号频率，试分析计算当“闸门 时间”置于1S，0.1S和10mS时，由土 1误差产生的测频误差。3、 欲用电子计数器测量一个fx=200Hz的信号频率，采用测频（选闸门时间为1S） 和测周（选时标为0.1卩S）两

26、种方法，试比较两种方法由土 1误差引起的测量误差。第五章答案1、世界时；原子时；协调世界时2、脉冲3、时基信号所决定的闸门时间；计数器计数4、土 1个数5、土 1误差；标准频率误差6、咼7、被测信号周期8、被测信号9、时基信号10、方11、212、测量频率；测量周期13、方14、fx ； fc15、中界频率16、频；周17、时间间隔18、频率变换；变频法；置换法19、长期；短期20、晶体老化；晶体内部的噪声21、电压表；时间触发；功率计；频率触发；通用计数器；时间门的触发22、时间；频率；时间间隔；相位、名词解释（略） 三、简答（略） 四、简单计算1、T=1mS 时fxTfx±11m

27、S 1 106Hz=：1 10-:fx 1Tfx-=1kHzT 1mST=1S 时fx10 s , fxHzx2、当 T=1S 时,fx±11S 5 106Hz=2 10Jfx_11S=1Hz当 T=0.1S 时,_1±10.1S 5 106Hz-2 10"±1 :fx10Hz0.1S当 T=10mS 时，-1±110mS 5 106 Hz二 2 10*±1W00Hz2、测频时讦x =-1Hz 21S 2 10测周时-1Tx L fx T0二 1 200Hz 1 10飞二 2 10*第七章电压测量1、 交流电压的测量通常有两种基本方式

28、： 和,无论哪一种方式是其核心部件。2、 在DVM的结构中是其关键部件。13、 所谓4丄位DVM是指其最大读数为。24、 双斜式A/D其转换过程可以分为 和两个工作阶段。5、 余数循环比较式 A/D的核心电路是 ，属于型A/D。6 余数循环式A/D的特点是和。7、DVM的测量误差有两项，其一是，其二是。8 电压测量中有两种干扰，即：和。9、 电压测量中确定性干扰通常分为 和两种。10、常见抑制串模干扰的方法有两种： 和。11、峰值电压表属于 电子电压表，一般米用。12、平均值电压表属于电子电压表，一般采用。13、在实际电压测量中，由于检波器的工作特性，所得结果会有峰值、均值、有效值之别。因此，

29、无论用哪一种特性的检波器做成的电压表，其读数大多按进行刻度。14、在峰值电压表中，当输入任意波形电压的峰值相同时，其读数。15、均值电压表的度盘是按 刻度的，当用其测量任意波形的电压时，其读数。16、电压测量的下限可达 伏级，上限可达伏级。17、8位比较式A/D，最多可将Vref分成份。18、8位比较式A/D，变换过程中，当Vref=5.000V时，每等份最少为。19、DVM的A/D变换方法有两大类： 和。20、8位比较式A/D，其最大分辨力为 。21、8 位比较式 A/D，Vref=5.000V，Vx=1.25V，转换结果为 。22、DVM 的非积分式 A/D 变换方法可分为 和两种。名词解

30、释2、分辨率3、抗干扰能力4、波峰因数5、波形因数 三、简单计算1、 用平均值电压表测量一个三角波电压，测量值为10V，求有效值及波形误差。2、 用峰值电压表测量一个三角波电压，测量值为10V，求有效值及波形误差。3、 设三角波和方波电压的平均值相等，均为10V，现分别用均值表、峰值表、 有效值表对两种电压进行测量，试确定三种表的读数。（Kp、3，Kp=1,心严1.15，心十1，Kp=.2，心十1.11）4、 试分析一个6位A/D变换器的变换全过程，若基准电压满刻度值 Vref=10V， 被测电压Vx=3.285V。5、 两台DVM，最大计数容量为19999,9999;若前者的最小量程为200

31、mV， 试问：各是几位 DVM孑第一种表的分辨力是多少？若第一种表的工 作误差为土 0.02%± 1字，分别用2V档和20V档测量，Ux=1.56V电压时，问 误差各是多少？& 某DVM的误差为 U =0.01%Ux 0.01Um，试求用这台表1V档分别测量1V和0.1 V电压时的误差。第七章答案1、放大-检波式；检波-放大式；检波器2、模数转换器（A/D）3、199994、采样期；工作期5、比较器；反馈比较6分辨率高；转换速度快7、增益误差；偏移误差8、随机性干扰；确定性干扰9、串模干扰；共模干扰10、输入滤波法；积分平均法11、检波-放大式；二极管峰值检波器12、放大-检

32、波式；二极管全波或桥式整流电路检波器13、正弦波有效值14、相同15、正弦有效值；没有直接意义16、微；千17、25518、19.60mV19、积分式；非积分式20、1/25521、（40）H22、比较式；斜坡电压式、名词解释（略） 三、简单计算1、 U , =0.9八;；-0.9 10V =9V已知三角波的波形因数Kf.广1.15，故被测三角波有效值为U 二 KfU , =1.15 9V =10.35V10.4V波形误差为匚=1-0.9心,100%= 1 -1.035100% ： -4% 2、U p = . 2沁二、-2 10V = 14.14V ,已知三角波的波峰因数Kp ,一.、3，则被测三角波的有效值为p；14.14p3:8.2V- U iK p 2100% 二(1 - p ) 100% 二(1 ) 100% 18%心也V33、根据“均值相等，示值也相等”的原则均值表读数：:，二 U ,二 Kf,(门)=1.11 10V = 11.1V有效值表读数:= U ； = K f U ；