电子测量复习资料

1、2011年电子测量复习资料第一章绪论一、名词解释测量？2.电子测量？3、计量？智能仪器:人们习惯把内含微型计算机和GPIB （General-Purpose Interface Bus-通用接口总线）的仪器称为智能仪器，以区别 于传统的电子仪器.虚拟仪器:通常是指以计算机为核心的，由强大的测试应用软件支持的具有虚拟仪器面板，足够的仪器硬件及通信功能的测量 信息处理系统.二、简答题、选择题或填空题*为了保证测量结果的准确性，必须定期对仪器进行检定和校准,1、测量的基本要素包括哪些，它们之间的相互关系是什么？测量的要素：被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境2、测量的基本过程如何，如何避

2、免各种影响测量结果的因素。（1）.测量过 一基本要素之间的互动关系 论证阶段、设计阶段、实施阶段（2）应采取适当的控制措施，尽量减少由于环境影响而产生的误差。a恒温、恒湿、稳压和防震。b抗干扰、防噪声的措施，如接地、屏蔽、隔离、滤波等。c仪器应能尽量适应恶劣环境和大范围变化环境。3、仪器按工作条件的不同可分为那几组，其特点和应用场合是什么？I组：良好的环境条件高精度计量用仪器II组：一般的环境条 一通用仪器（一般的环境条件，如学校、商场）m组：恶劣的环境条一野外、机载等仪器（一些便携式仪器，需经常移动，如飞机、舰载等，要考虑极端条件）4、计量与测量之间的关系是什么？计量的特征是什么？计量是一种

3、特殊形式的测量，计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性5、测量误差有哪些表示方法？测量误差有哪些来源？测量误差有绝对误差和相对误差两种表示方法哪个是没有单位的:相对误差（1）仪器误差：由于测量仪器及其附件的设计、制造、检定等不完善，以及仪器使用过程中老化、磨损、疲劳等因素而使仪器带有的误差。（2）影响误差：由于各种环境因素（温度、湿度、振动、电源电压、电磁场等）与测量要求的条件不一致而引起的误差。（3）理论误差和方法误差：由于测量原理、近似公式、测量方法不合理而造成的误差。（4）人身误差：由于测量人员感官的分辨能力、反应速度、视觉疲劳、固有习惯、缺乏责任心等原因，而在测量中使用操作不当、现

4、象判断出错或数据读取疏失，的误差。（5）测量对象变化误差：测量过程中由于测量对象变化而使得测量值不准确，如引起动态误差等。6、常用的相对误差误差有哪些？7、电子测量中的基本实现技术有哪些，举例说明？8、我国电工仪表共分几个等级？实际应用时，如何选取表的量程？9、何为直接测量与何为间接测量？何为组合测量？10、频域、时域、数域及随机域测量的主要技术及常用设备有哪些？三、计算题1、某待测电流约为100mA，现有0.5级量程为0400mA和1.5级量程为0100mA的两个电流表，问用哪一个电流表测量较好？（见 ppt）2、检定量程为100微安的二级电流表，在50微安的刻度上，标准表读数为49微安，问

5、此表是否合格?3、某电压放大器，测得电压增益为Ax=6000，测量误差广3%，求实际电压分贝增益。第二章.测量误差及测量结果处理名词解释1、测量的基本参数有哪些？2、等精度测量和非等精度测量？3、真值、实际值、示值、误差、修正值？4、误差按性质分为哪几种？各有何特点？5、何谓标准差、平均值标准差、标准差的估计值？二、选择题和填空题、简答题1、相对误差.实际值相对误差：Ya _(Ax/A)X100%A.指示值相对误差：y x=(Ax/ x)X100% 工程中常采用此法.满度值相对误差：y m=(Axm/ xm)X 100%.分贝误差：电压，电流等增益类参数的分贝误差：Y A=20lg(1+Y )

6、功率类参数的分贝误差：Y a =10lg(1+Y )2、归纳比较粗大误差的检验方法。答：粗大误差的检验方法主要有莱特检验法，肖维纳检验法以及格拉布斯检验法。莱特检验法：若一系列等精度测量结果中，第i项测量值玉所对应的残差v .的绝对值P J 3s (x)则该误差为粗差，所对应的测量值%为异常值，应剔除不用。本检验方法简单，使用方便，也称3准则。当测量次数n较大时，是比较好的方法。本方法是以正态分布为依据的，测值 数据最好n200，若n k 3)时，则认为是粗差。本检验方法是建立在频率趋近于概率的前提下，一般也要在n10时使用。一般在工程中应用，判则不严，且不对应确定 的概率。格拉布斯检验法：对

7、一系列重复测量中的最大或最小数据，用格氏检验法检验，若残差V mJGs。本检验法理论严密，概率意义明确，实验证明较好3、绝对误差和相对误差的传递公式有何用处？ TOC o 1-5 h z 答：绝对误差传递公式：z=当心.在进行系统误差的合成时，如果表达式中各变量之间的关系主要为和差关系时，利 oxJj=1 J用绝对误差传递公式更方便求解总系统误差的绝对误差；相对误差传递公式：y =2 qUk.在进行系统误差的合成时，如果表达式中各变量之间的关系主要为乘、除，开方以及 yoxjj=1J平方关系时，利用相对误差传递公式更方便求解总系统误差的相对误差。4、测量误差和不确定度有何不同？答：测量误差是指

8、测量值（或称测得值、测值）与真值之差，它以真值或约定真值为中心，误差是一个理想的概念，一般不能准 确知道，难以定量；不确定度是指与测量结果相联系的一种参数，用于表征被测量之值可能的分散性程度，即一个完整的测量结果应包含被测量 值的估计与分散性参数两部分，而测量不确定度是以被测量的估计值为中心。测量不确定度是反映人们对测量认识不足的程度， 是可以定量评定的。对比项目误差不确定度含义反映测量结果偏离真值的程度反映测量结果的分散程度符号非正即负恒为正值分类随机误差、系统误差、粗大误差A类评定和B类评定表示符号符号较多、且无法规定规定用u、uc、u、up表示合成方式代数和或均方根均方根主客观性客观存在

9、，不以人的认识程度改变与人们对被测量及测量过程的认识有关与真值的关系有关无关5、归纳不确定度的分类和确定方法？答：不确定度分为A类标准不确定度和B类标准不确定度。由一系列观测数据的统计分析来评定的分量称为A类标准不确定度；不是用一系列观测数据的统计分析法，而是基于经验或其他信息所认定的概率分布来评定的分量称为B类标准不确定度。确定方法：（1）A类评定是用统计分析法评定，其标准不确定度u的求法等同于由系列观测值获得的标准差，即A类标准不确定度就等于标准差，即uA=b x；（2）B类评定不用统计分析法，而是基于其他方法估计概率分布或分布假设来评定标准差并得到标准不确定度。6、归纳测量数据处理的方法

10、。答：测量数据处理的方法主要有效数字、算术平均值加不确定度、表格或曲线等。有效数字是指在测量数值中，从最左边一位非零数字起到含有误差的那位存疑数为止的所有各位数字。数据修约规则：四舍五入，等于五取偶数。最末一位有效数字（存疑数）应与测量精度是同一量级的。测量数据可绘制成曲线或归纳成经验公式，以便得出正确、直观的结果。6、随机误差具有：对称性：正负误差出现次数相等单峰性：绝对值小的误差出现的次数比绝对值大的出现的次数多有界性：绝对值大的误差出现的次数少，不会超出一定界限抵偿性:测量次数无穷大，随机误差平均值为零7、系统误差的削弱或消除方法1）从产生系统误差根源上采取措施减小系统误差要从测量原理和

11、测量方法尽力做到正确、严格。测量仪器定期检定和校准，正确使用仪器。注意周围环境对测量的影响，特别是温度对电子测量的影响较大。尽量减少或消除测量人员主观原因造成的系统误差。应提高测量人员业务技术水平和工作责任心，改进设 备。2）用修正方法减少系统误差修正值=一误差=（测量值一真值）实际值=测量值+修正值采用一些专门的测量方法替代法交换法对称测量法减小周期性系统误差的半周期法7、将下列数据舍入到小数第二位。-12.434412.43-0.694990.69-17.695517.7063.7350163.7425.325025.32123.1150123.12-需要注意的是，舍入应一次到位，不能逐位

12、舍入。上例中0.69499，正确结果为0.69，错误做法是：0.694910.6950-0.6950.70。三、计算题1、用图中(a)、(b)两种电路测电阻 血，若电压表的内阻为V，电流表的内阻为与，求测量值受电表影响产生的绝对误差和 相对误差，并讨论所得结果。解:k _ (R / R ) 1 _ R R 厂 *广 R；+ R解:Rx + Ryr = AR x 100 (/ = Lx 100= x 100 %R-R九 R + R七 1 + R TOC o 1-5 h z XX vRX在R 一定时被测电阻R越小，其相对误差越小，故当R相对R很小时，选此方法测量。 vXXv(b) R = V =

13、1X (Rx + %)= R + RAR = R R = R HYPERLINK l bookmark83 o Current Document x 11x 1x x 1rR = x 100 匕=R x 100 匕XX2、在RI一定时，被测电阻RX越大.其相对误差越小，故当与相对RI很大时，选此方法测量。用一内阻为RI的万用表测量下图所示电路A、B两点间电压，设E=12V，R1=5kfl，R2=20kfl，求:如E、R1、R2都是标准的，不接万用表时A、B两点间的电压实际值UA为多大？如果万用表内阻Rj=20kQ，则电压UA的示值相对误差和实际相对误差各为多大？如果万用表内阻Rj=lMQ则电压

14、UA的示值相对误差和实际相对误差各为多大?R1 5KQ AB解：(1) A、B两点间的电压实际值UAA一12一20k = 9.6V 5k + R1 5KQ AB解：(1) A、B两点间的电压实际值UAA一12一20k = 9.6V 5k + 20k(2) ua测量值为:ER1 + R2/ RR2 R125k + 20k/20k20k / 20k1210k = 8.0V5k + 10kAU 8.0 - 9.6所以u的示值相对误差y = TT =-20%Ax Ux 8.0AU8.0 - 9.6 sb= -17% 9.6UA的实际相对误差加AUA(3) UA测量值为：UA12R + R / R R2

15、H R = 5k + 20k/1M20k1M121219.6k = 9.56V5k + 19.6kAU9.56 - 9.6所以u的示值相对误差y =w -0.42%Au的实际相对误差为y AAx Ux 9.56AU9.56 - 9.6浇-0.42%9.6UA序号测量值残差残差序号测量值残差残差1205.300.099205.710.410.52204.94-0.4-0.2710204.7-0.6-0.513205.630.330.4211204.86-0.44-0.354205.24-0.10.0312205.350.050.145206.651.3513205.21-0.0906204.97

16、-0.3-0.2414205.19-0.11-0.027205.360.060.1515205.21-0.0908205.16-0.1-0.0516205.320.020.11测量结果越准确。由此可见，当电压表内阻越大，3、对某电压进行了 16次等精度测量，测量数据中已记入修正值，列于表中。要求给出包括误差在内的测量结果表达式。解：求出算术平均值 无=3七志=205.30计算片=0白并蝠寸2=1计算标准偏差二7土孕 =0.4434按蒙技准则判断有无士=1330；查表中第5个数据玲=1.35划应 听=20665 祝为粗大误差，加以制隐 现剩下15个致据。重新计算剩金15个数据的平均值：亍=205

17、.21及重新计算=哥顷敦槌也 并验ig = 03=1II . 一 q tr _ ra i-j_rv 对v/作图，判断有无变值系统误差，见图3人 从图中可JL无明显累进VvX-X-X-X-X-X-X-X-X-V-柱或周期性系统误差。计算算术平地t的榆蹒差：号715=0.27/7150.07写出测量结杲表达式：=xr3 =205.2+0.2(y)甲【例35】，用两种方法测量某电压，第一种方法测量6次，其算术平均值* =103矶标准偏差贝吟）=0.2 V；第二种方法测量S次，其算术平均值改=10.1矶 标准偏差E吟）=0.1矶 求电压的估计值和赫偏差。*解：取4 = 1,则两种测量值的权如，阶扁=客

18、=嘉211，阶扁=客=嘉211吧=?（）一 云一 oHU7J7 , ttztz X 10.3 + xio.01则电压的估计值为：17 =丝廿#沮=-01= 10.14 (V)p炎+炎1 I 11 1 = 70.008 = 0.089 (V) J 004+om电压估计值的标准偏差为：寸）=4、检定一只2.5级电流表3mA量程的满度相对误差。现有下列几只标准电流表，问选用哪只最适合，为什么？（1）0.5故MmA；量程;12D.L4级30mA量程;=10.14027（V）(3(3) 0.2 级 15mA 量程;(4) 0.1 级 100mA 量程。解：2.5级电流表3mA量程的绝对误差为2.5%X3

19、mA=0.075mA（1）0.5级10mA量程的绝对误差为0.5%X10mA=0.05mA（2）0.2级10mA量程的绝对误差为0.2%X10mA=0.02mA（3）0.2级15mA量程的绝对误差为0.2%X 15mA=0.03mA（4）0.1级100mA量程的绝对误差为0.1%X100mA=0.1mA由以上结果可知（1）, （2）, （3）都可以用来作为标准表，而（4）的绝对误差太大，其中（1）, （2）量程相同，而（3）的量程比（1）, （2）大，在绝对误差满足要求的情况下，应尽量选择量程接近被检定表量程， 但（2），（3）准确度级别高，较贵，所以最适合用作标准表的是0.2级10mA量程的

20、。5、检定量程为100微安的二级电流表，在50微安的刻度上，标准表读数为49微安，问此表是否合格？（自己做）6、对某电感进行了 12 次精度测量，测得的数值（mH ）为 20.46，20.52，20.50，20.52，20.48，20.47，20.50， 20.49，20.47， 20.49， 20.51， 20.51，若要求在P=95%的置信概率下，该电感真值应在什么置信区间内？（重点掌 握 3/2）第一步：求出袤及s(X)P_1 19 = Y L = 20A93mH i2trs(L) = 0.020mHs(Z) =2-l = 0.006-yl2第二步：查 t 分布表,由 U = T - 1 = 11JIP=O.95 查得& = 2.20+J第三步：估计电感L的置信区间P测量x不，付尹测量x不，付尹X石1 =占：26.00&