电子测量技术基础习题答案第二版张永瑞

电子测量技术基础课后习题答案 抄作业会影响个人的发挥情况，使自己的意识由主动变被动，从而导致对抄袭作业有一种依赖性。当然这只是片面的说法，事物都有两面性。心灵的感悟比说百遍好 本学期我接任五年级数学，经过一个多月的教学，发现学生有一个共同的不良习惯，就是大面积数学作业抄袭。开始几个星期，采取了严厉的措施，有时真让我恼火，可收效甚微，特别表现在所谓的听话的女生尤为明显抄袭作业。我在想，为何再三教育，还是收效不大呢。我处于深深的思索之中，经过向几位典型学生的了解，我明白了学生为何反复抄作业。于是，我一次品德课上，我举行了一次主题活动：“抄袭作业”。要求学生起来交流：（1）为何要经常抄作业？（2）你抄作业有你的苦衷，能向全班说一下你的心中话吗？（3）这样做的好处有吗？在啊里？（4）几位学生说出抄带来的害处。 （5）我今后如何办？整整一节课，学生涌跃发言，谈对抄作业的感受，从而在心灵受到冲击，抄作业最大坏处是让自己不动脑筋完成任务，从而越来越懒惰，影响以后的学习，到高年级了，再也不能这样做。通过这一次的全班交流，学生装受到启发很大，最近再也未发现这个现象。有时老师说百遍，还不如学生从心灵触及来得快。 抄作业会影响个人的发挥情况，使自己的意识由主动变被动，从而导致对抄袭作业有一种依赖性。当然这只是片面的说法，事物都有两面性。 当今校园学生抄作业现象日趋严重。许多学生早晨匆匆赶到学校不是读书，而是抄作业；更有甚者“分工合作” 集体抄作业。学生抄作业是中学教育中的一个顽疾。其后果是十分严重的，它败坏了学风，形成了惰性，影响了学业成绩，甚至严重妨碍了正常的教学工作。成绩的落后是表面的，不劳而获思想的滋生蔓延才是可怕的。抄作业，其主要责任在学生。但作为教师在追究学生这头原因的同时，应当反思一下自己的教学，是否拥有了先进的教育理念和适合学生自身发展的教学行为。许多学生抄作业与教师过激、粗糙的教学行为有关。 一、 学生抄作业的原因之一：“我不会” 现象分析：这其中有三种，一是自身的惰性，不肯动脑筋，见到作业，头脑发胀，大呼不会做，缺乏钻研精神；二是而是恐惧心理，只要是老师没讲过的，自己就没有把握，人家做的总是对的，不自信；三是上课不专心，不会的越积越多，但作业又必须交，于是抄抄抄，可谓久病成疾。 反思一：有没有培养学生自主探究的精神？课程改革到今天， “满堂灌”， “满堂问”的课堂教学模式还在泛滥，有些教师只是提供一个标准答案就习题 一1.1 解释名词： 测量； 电子测量。答：测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。在这个过程中，人们借助专门的设备，把被测量与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系，最后用数值和单位共同表示测量结果。从广义上说，凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上说，电子测量是指在电子学中测量有关电的量值的测量。1.2 叙述直接测量、间接测量、组合测量的特点，并各举一两个测量实例。答：直接测量：它是指直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法。如：用电压表1测量电阻两端的电压，用电流表测量电阻中的电流。间接测量：利用直接测量的量与被测量之间的函数关系，间接得到被测量量值的测量方法。如：用伏安法测量电阻消耗的直流功率 P，可以通过直接测量电压 U，电流 I，而后根据函数关系 P UI，经过计算，间接获得电阻消耗的功耗 P；用伏安法测量电阻。组合测量：当某项测量结果需用多个参数表达时，可通过改变测试条件进行多次测量，根据测量量与参数间的函数关系列出方程组并求解，进而得到未知量，这种测量方法称为组合测量。例如，电阻器电阻温度系数的测量。1.3 解释偏差式、零位式和微差式测量法的含义，并列举测量实例。答：偏差式测量法：在测量过程中，用仪器仪表指针的位移(偏差) 表示被测量大小的测量方法，称为偏差式测量法。例如使用万用表测量电压、电流等。零位式测量法：测量时用被测量与标准量相比较，用零示器指示被测量与标准量相等(平衡)， 从而获得被测量从而获得被测量。如利用惠斯登电桥测量电阻。微差式测量法：通过测量待测量与基准量之差来得到待测量量值。如用微差法测量直流稳压源的稳定度。1.4 叙述电子测量的主要内容。答：电子测量内容包括：（1）电能量的测量如：电压，电流电功率等；（2）电信号的特性的测量如：信号的波形和失真度，频率，相位，调制度等；（3）元件和电路参数的测量如：电阻，电容，电感，阻抗，品质因数，电子器件的参数等：（4）电子电路性能的测量如：放大倍数，衰减量，灵敏度，噪声指数，幅频特性，相频特性曲线等。1.5 列举电子测量的主要特点.。答：（1）测量频率范围宽；（2）测试动态范围广；（3）测量的准确度高；（4）测量速度快；（5）易于实现遥测和长期不间断的测量；（6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器的智能化；（7）影响因素众多，误差处理复杂。1.6 选择测量方法时主要考虑的因素有哪些？答：在选择测量方法时，要综合考虑下列主要因素： 被测量本身的特性； 所要求的测量准确度； 测量环境； 现有测量设备等。1.7 设某待测量的真值为土 1000，用不同的方法和仪器得到下列三组测量数据。试用精密度、正确度和准确度说明三组测量结果的特点： 10.10，l0.07，10.l2，l0.06，l0.07，l0.12 ，10.11，10.08 ，l0.09 ，10.11； 9.59，9.7l，1 0.68，l0.42，10.33，9.60，9.80，l0.21，9.98，l0.38； 10.05，l0.04，9.98，9.99， l0.00，10.02，10.0l，999，9.97，9.99。答： 精密欠正确； 准确度低； 准确度高。1.8 SXl842 数字电压表数码显示最大数为 19 999，最小一档量程为 20mV，问该电压表的最高分辨率是多少？ 解：20mV/199990.001 mV 1Vl.9 SR46 示波器垂直系统最高灵敏度为 50uVdiv，若输入电压为 120uV，则示波器荧光屏上光点偏移原位多少格？ 解：120/502.4 格1.10 某待测电路如题 1.10 图所示。（1）计算负载 RL 上电压 U。的值 (理论值)。（2）如分别用输入电阻 Rv 为 120kO和 10MQ 的晶体管万用表和数字电压表测量端电压 U。 ，忽略其他误差，示值 U。各为多少？ 2（3）比较两个电压表测量结果的示值相对误差 rxr x (UoU x)/Ux100%解：（1） 0352.V （2）R 外 130/12024 K4.30xU 题 1.10 图R 外 230/1000029.91 K 9.152.49630x V （3） 1%10%2.6.xUr 5 02 .2.496x 1.11 已知某热敏电阻随温度变化的规律为 ，其中 Ro 、R t 分别为 0(1/)0BTTRe热力学温度为 T0300K 和 T 时的阻值，B 为材料系数。已测得 T1290 K，R 1 14.12k ，T 2320K ，R 25.35kg。求 R0 和 B。解： （1）1()9034.e（2）1()320B5.联立（1） 、 （2）解得： B3003 R010.05K 1.12 试设计一个测量方案，测量某放大器的直流输出电阻(阻值估计在 30k 左右)。解：设计如右图所示，为减少测量误差采用数字电压表测量，且 R1、R 2 都在 30 K 左右，可忽略电压表接入对输出电压的影响，则有：1UEr 2UEr 所以： 1221()R 1.13 选择测量仪器时，通常要根据被测量的大致大小选择合适的测量量程。例如仍采用题 1.l0 所示的测量电路，现分别用 MF20 晶体管电压表的 6 V 档和 30V 档测量负载RL 上电阻 Uo，已知电压表的电压灵敏度为 20kV(由此司算出各档量程电压表输入电阻rER RVK 1 23Rv电压灵敏度量程)，准确度等级为 2.5 级( 准确度等级 s 表示仪表的满度相对误差不超过 s，即最大绝对误差为 xms%x m。试分别计算两个量程下的绝对误差和相对误差。解：6V 档时：Rv1120K R 外 130/12024 K 245.230xUV x 11Ux 1A2.2222.50.278V x 122.5%60.15V2.8x 104.5y % 730V 档时：Rv23020600K R 外 230 /60028.57 K 8.75.430xUV x 212.2442.50.06V x 222.5%300.75Vx 20.81V.865y 1% .41.14 比较测量和计量的类同和区别。答：测量是把被测量与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系，最后用数值和单位共同表示测量结果。计量是利用技术阳法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。计量可看作测量的特殊形式，在计量过程中，认为所使用的量具和仪器是标准的，用它们来校准、检定受检量具和仪器设备，以衡量和保证使用受检量具仪器进行测量时所获得测量结果的可靠性。因此，计量又是测量的基础和依据。1.15 解释名词： 计量基准； 主基准； 副基准； 工作基准。答： 用当代最先进的科学技术和工艺水平，以最高的准确度和稳定性建立起来的专门用以规定、保持和复现物理量计量单位的特殊量具或仪器装置等。 主基准也称作原始基准，是用来复现和保存计量单位，具有现代科学技术所能达到的最高准确度的计量器具，经国家鉴定批准，作为统一全国计量单位量值的最高依据。因此，主基准也叫国家基准。 副基准：通过直接或间接与国家基准比对，确定其量值并经国家鉴定批准的计量器具。其地位仅次于国家基准，平时用来代替国家基准使用或验证国家基准的变化。 工作基准：经与主基准或副基准校准或比对，并经国家鉴定批准，实际用以检定下属计量标准的计量器具。1.16 说明检定、比对、校准的含义。各类测量仪器为什么要定期进行检定和比对。答：检定：是用高一等级准确度的计量器具对低一等级的计量器具进行比较，以达到全面评定被检计量器具的计量性能是否合格的目的。4比对：在规定条件下，对相同准确度等级的同类基准、标准或工作计量器具之间的量值进行比较，其目的是考核量值的一致性。校准：校准是指被校的计量器具与高一等级的计量标准相比较，以确定被校计量器具的示值误差的全部工作。一般而言，检定要比校准包括更广泛的内容。通过对各级基准、标准及计量器检定、比对和校准以保证日常工作中所使用的测量仪器、量具的量值统一。5习 题 二2.1 解释下列名词术语的含义：真值、实际值、标称值、示值、测量误差、修正值。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。指定值：由国家设立尽可能维持不变的实物标准(或基准)，以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的指定值。实际值：实际测量时，在每一级的比较中，都以上一级标准所体现的值当作准确无误的值，通常称为实际值，也叫作相对真值。标称值：测量器具上标定的数值。示值：测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值。测量误差：测量仪器仪表的测得值与被测量真值之间的差异。修正值：与绝对误差绝对值相等但符号相反的值。2.2 什么是等精度测量？什么是不等精度测量？答：在保持测量条件不变的情况下对同一被测量进行的多次测量过程称作等精度测量。如果在同一被测量的多次重复测量中，不是所有测量条件都维持不变，这样的测量称为非等精度测量或不等精度测量。2.3 按照表示方法的不同，测量误差分成哪几类？答：1、绝对误差： 定义为：xxA 02、相对误差（1）实际相对误差： 1%r（2）示值相对误差： 0x（3）满度相对误差： 1mr（4）分贝误差： Gx20 lgA u（d B）2.4 说明系统误差、随机误差和粗差的主要特点。答：系统误差的主要特点是：只要测量条件不变，误差即为确切的数值，用多次测量取平均值的办法不能改变或消除系差，而当条件改变时，误差也随之遵循某种确定的规律而变化，具有可重复性。随机误差的特点是： 有界性； 对称性； 抵偿性。粗差的主要特点是：测得值明显地偏离实际。2.5 有两个电容器，其中 C1200040 pF，C 2470 pF5%，问哪个电容器的误差大些？为什么？解： 因为 r1r 2 ，所以 C2 的误差大些。140%22r 2.6 某电阻衰减器，衰减量为 200.1dB，若输入端电压为 1 000mV，输出端电压等于多少？解：由： 得：u 0u i /10100 mV0lgixuG rxr Db /8.690.1/8.691.2 % u 0r xu01.2 %1001.2 mV输出端电压为：100 mV1.2 mV62.7 用电压表测量电压，测得值为 5.42V，改用标准电压表测量示值为 5.60V，求前一只电压测量的绝对误差 U，示值相对误差 rx 和实际相对误差 rA 。解：U5.425.600.18Vrx0.18/5.423.32% rA0.18/5.603.21%2.8 标称值为 1.2k，容许误差 5的电阻，其实际值范围是多少？解： xr xx 5%12060 实际值范围是： 1200602.9 现检定一只 2.5 级量程 100V 电压表，在 50V 刻度上标准电压表读数为 48V，问在这一点上电压表是否合格？解： xm2.5%1002.5V x50482V 2.5V 电压表合格。2.10 现校准一个量程为 100 mV，表盘为 100 等分刻度的毫伏表，测得数据如下：仪表刻度值(mV)0 102030405060708090100标准仪表示值(mV)0.09.920.230.439.850.260.470.380.089.7100.0绝对误差 (mV)0.00.1-0.2-0.40.2-0.2-0.4-0.30.00.30.0修正值 c (mV) 0.0-0.10.20.4-0.20.20.40.30.0-0.30.0求： 将各校准点的绝对误差 U 和修正值 c 填在表格中； 10 mV 刻度点上的示值相对误差 rx 和实际相对误差 rA； 确定仪表的准确度等级； 确定仪表的灵敏度。解： r x0.1/10100%1% rA0.1/9.9100%1.01% 因为：x m0.4 mV rm0.4/100 0.4%所以：s0.5 100/1001 mV2.11 WQ1 型电桥在 f 1 kHz 时测 0.1pF110pF 电容时，允许误差为 1.0 (读数值 )0.01 (满量程值) ，求该电桥测得值分别为 lpF、10pF、100pF 时的绝对误差、相对误差。 解： xm0.01%110 0.011 pF x11.0%10.0110.021 pFx2 1.0%100.0110.111 pF x31.0%1000.0111.011 pF10.%2.1r 20.1%.r 3 0x 2.12 如题 2.12 图所示，用内阻为 Rv 的电压表测量 A、B 两点间电压，忽略电源 E、电阻 R1、 R2 的误差，求： 不接电压表时，A、B 间实际电压 UA； 若 Rv 20K，由它引入的示值相对误差和实际相对误差各为多少？ 若 Rv 1M，由它引入的示值相对误差和实际相对误差又各为多少？解： 0129.65AUV x 87289.610%xr 2.0%Ar 7 R 外 20/100019.6K 题 2.12 图319.25xU 6V3.096xr 4839.610%Ar5 472.13 用准确度 s10 级，满度值 100A 的电流表测电流，求示值分别为 80A 和40A 时的绝对误差和相对误差。解： x1 x2x m1%100 1Arx1 x1/ x1 1/801.25% rx2x 2 / x21/402 .5%2.14 某 位(最大显示数字为 19 999 )数字电压表测电压，该表 2V 档的工作误差为 4 0.025( 示值 )1 个字，现测得值分别为 0.0012V 和 1.988 8V，问两种情况下的绝对误差和示值相对误差各为多少？解： 10.252.10.19x mV 41.3%8.36xr 20.52.910.9 41.70.38xr 2.15 伏安法测电阻的两种电路示于题 2.15 图(a)、(b)，图中 为电流表，内阻ARA， 为电压表，内阻 Rv，求：V 两种测量电路中，由于 RA 、 Rv 的影响，只。的绝对误差和相对误差各为多少？ 比较两种测量结果，指出两种电路各自适用的范围。题 2.15 图解：（a） xVaR 2xxaxVRR ra0 测1/xaaVxr 得值偏小，R VR x 时，r a 很小。8（b）R xbR xR A RxbR A rbR A/ Rxrb0 测得值偏大，R AR x 时，r b 很小。2.16 被测电压 8V 左右，现有两只电压表，一只量程 0l0V，准确度 sl1.5，另一种量程 050V，准确度 s2 l.0 级，问选用哪一只电压表测量结果较为准确？解： x1x m1r m1xm11.5%100.15Vr1 x1/x10.15/81.88%x2 xm2r m2xm21.0%500.5Vr2 x2/x20.5/86.25%r1r 2 ，选用准确度 sl1.5 电压表测量结果较为准确。2.17 利用微差法测量一个 l0V 电源，使用 9V 标称相对误差0.1的稳压源和一只准确度为 s 的电压表，如题 2.17 图所示。要求测量误差 U/U0.5%，问 s？解： 19(%0.1)s (.) 90.()1s 依题意得： 题 2.17 图.9()%0.51s 所以：s4.1 选用 2.5 级的电压表。2.18 题 2.18 图为普通万用表电阻档示意图，Ri 称为中值电阻，R x 为待测电