电子测量 技术 习题答案

1、习题1 测量与计量两者的区别联系测量与计量是缺一不可的。计量是测量的一种特殊形式，是测量工作发展的客观需要，而测量是计量联系生产实际的重要途径，没有测量就没有计量，没有计量就会使测量数据的准确性、可靠性得不到保证，测量就会失去价值。因此，测量与计量是相辅相成的。2 电子测量技术的优点（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3 有一个100V的被测电压，若用0.5级、量程为0-300V和1.0级、量程为0-100V的两只电压表测量，问哪只电压表测得更准些？为什么？要判断哪块电压

2、表测得更准确，即判断哪块表的测量准确度更高。（1）对量程为0-300V、0.5级电压表，根据公式有 （2）对量程为0-100V、1.0级电压表，同样根据公式有 从计算结果可以看出，用量程为0-100V、1.0级电压表测量所产生的示值相对误差小，所以选用量程为0-100V、1.0级电压表测量更准确。4 准确度为0.5级、量程为0-100V的电压表，其最大允许的绝对误差为多少？5 测量上限为500V的电压表，在示值450V处的实际值为445V，求该示值的：（1） 绝对误差（2）相对误差（3）引用误差（4）修正值（1）绝对误差（2）相对误差（3）引用误差（4）修正值6 对某电阻进行等精度测量10次，

3、数据如下（单位k）：0.992、0.993、 0.992、 0.991、 0.993、 0.994、 0.997、 0.994、 0.991 、0.998。试给出包含误差值的测量结果表达式。k7 对某信号源正弦输出信号的频率进行10次测量，数据如下（单位kHZ）：10.32、10.28、10.21、10.41、10.25、10.04、10.52、10.38、10.36、10.42。试写出测量结果表达式。8 用正弦有效值刻度的均值电压表测量正弦波、方波和三角波，读数都为1V，三种信号波形的有效值为多少？先把=1V换算成正弦波的平均值。按“平均值相等则读数相等”的原则，方波和三角波电压的平均值也为

4、0.9V，然后再通过电压的波形因数计算有效值。 9 在示波器上分别观察到峰值相等的正弦波、方波和三角波，分别用都是正弦有效值刻度的、三种不同的检波方式的电压表测量，试求读数分别为多少？类似讲义10 欲测量失真的正弦波，若手头无有效值电压表，只有峰值电压表和均值电压表可选用，问选哪种表更合适些？为什么？利用峰值电压表测失真的正弦波时可能产生非常大的误差。因为峰值检波器对波形响应十分敏感，读数刻度不均匀，它是在小信号时进行检波的，波形误差可达30左右。若用均值电压表测量波形误差相对不大，它是对大信号进行检波，读数刻度均匀。所以，选用均值电压表更合适。11逐次逼近比较式DVM和双积分式DVM各有哪些

5、特点？各适用于哪些场合？逐次逼近比较式DVM的特点：（1）测量速度快（2）测量精度取决于标准电阻和基准电压源的精度以及D/A转换器的位数（3）由于测量值对应于瞬时值，而不是平均值，抗干扰能力较差。逐次逼近比较式DVM多用于多点快速检测系统中双积分式DVM的特点：（1）它通过两次积分将电压转换成与之成正比的时间间隔，抵消了电路参数的影响。（2）积分器时间可选为工频的整数倍，抑制了工频干扰，具有较强的抗干扰能力。（3）积分过程是个缓慢的过程，降低了测量速度，特别是为了常选积分周期，因而测量速度低。双积分式DVM适用于灵敏度要求高,测量速度要求不高, 有干扰的场合12 绘图说明DVM的电路构成和工作

6、原理图数字电压表的组成框图模拟部分被测信号A/变换器逻辑控制电路计数器输入电路显示器时钟信号发生电路数字部分整个框图包括两大部分，模拟部分包括输入电路（如阻抗变换电路、放大和扩展量程电路）和A/D转换器。A/D转换器是数字电压表的核心，完成模拟量到数字量的转换。电压表的技术指标如准确度、分辨率等主要取决于这部分的工作性能。数字部分主要完成逻辑控制、译码和显示功能。13 甲、乙两台DVM，甲的显示器显示的最大值为9999，乙为19999，问：（1）它们各是几位的DVM，是否有超量程能力？（2）若乙的最小量程为200mV，其分辨率为多少？（2） 若乙的固有误差为，分别用2V和20V档测量电压时，绝

7、对误差和相对误差各为多少？（1）超量程能力是DVM的一个重要的性能指标。1/2位和基本量程结合起来，可说明DVM是否具有超量程能力。甲是4位DVM，无超量程能力；乙为4位半DVM，可能具有超量程能力。（2）乙的分辨率指其末位跳动1所需的输入电压，所以其分辨率为0.1mV。（3）用2V挡测量绝对误差 相对误差 用20V挡测量绝对误差 相对误差 放大 整形 主门 门控信号被测信号 晶体振荡 分频电路 计数 译码 显示逻辑控制Tx图 电子计数器组成框图14 通用电子计数器主要由哪几部分组成？画出其组成框图15欲用电子计数器测量=200HZ的信号频率，采用测频（闸门时间为1s）和测周（时标为0.1s）

8、两种方案，试比较这两种方法由1误差所引起的测量误差。测频时，量化误差为 测周时，量化误差为 从计算结果可以看出，采用测周方法的误差小些。16利用下述哪种测量方案的测量误差小？（1） 测频，闸门时间1s。（2） 测周，时标100s。对于一确定频率f，可以根据中界频率进行判断。中界频率17 通用示波器应包括哪些单元？各有何功能？通用示波器主要包括X偏转系统、Y轴偏转系统和示波管三大部分。 Y轴偏转系统将输入的被测交流信号放大；X轴偏转系统提供一个与时间成线性关系的锯齿波电压；两组电压同时加到示波管的偏转板上，示波管中的电子束在偏转电压的作用下运动，在屏幕上形成与被测信号一 致的波形。阴极射线示波管

9、主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，它们都被密封在真空的玻璃壳内，电子枪产生的高速电子束打在荧光屏上，偏转板控制电子束的偏转方向，使其按要求在荧光屏相应的部位产生荧光。ViVx-VxVy-VyY轴偏转系统X轴偏转系统图 示波器结构的框图 18用逐点描迹法来说明电信号的显示过程。Y偏转板加正弦波信号电压，X偏转板加锯齿波电压，即X、Y偏转板同时加电压，假设，则电子束在两个电压的同时作用下，在水平方向和垂直方向同时产生位移，荧光屏上将显示出被测信号随时间变化的一个周期的波形曲线。如图所示。 当时间时， （锯齿波电压的最大负值）。光点出现在荧光屏上的最左侧的“0”点，偏离屏幕中心的距离正比于。

10、 当时间时，光点同时受到水平和垂直偏转板的作用，将会出现在屏幕的第象限的“1”点。 当时间时，光点同时受到水平和垂直偏转板的作用，但此时正弦波电压为正的最大值，即；光点将会出现在屏幕第象限的最高点“2”点。 当时间时，光点同时受到水平和垂直偏转板的作用，与“1”点情况类似，光点将会出现在屏幕第象限的“3”点。t023415678图X、Y偏转板同时加信号时光点的轨迹图 图7.15 放大器幅频特性测试连线图Uyy023415678023415678tux当时间时，但此时锯齿波电压和正弦波电压均为为0，即；光点将会出现在屏幕中央的“4”点。正弦波的负半周与正半周类似，光点将依次出现在第象限的“5”、

11、“6”、“7”、“8”点。以后，在被测信号的第二个周期、第三个周期等都将重复第一个周期的情形，光点在荧光屏上描出的轨迹也都将重叠在第一次描出的轨迹上，因此，荧光屏显示的是被测信号随时间变化的稳定波形。19如果被测正弦信号的周期为T，扫描锯齿波的正程时间为T/4，回程时间可忽略，其中被测信号加在Y输入端，扫描信号加在X输入端，试用作图法说明信号的显示过程。图 时荧光屏显示的波形情况 图7.15 放大器幅频特性测试连线图01234uxtTx =1/4TyTytuy0123420试说明触发电平、触发极性调节的意义。在电路中设置触发电平和触发极性调节两种控制方式，通过这两种方式可任意选择被显示信号的起

12、始点，便于对波形的观测和比较。触发极性是指触发点位于触发源信号的上升沿还是下降沿。触发点位于触发源信号的上升沿为“+”极性；触发点位于触发源信号的下降沿则为“”极性；触发电平是指触发脉冲到来时所对应的触发放大器输出电压的瞬时值，触发极性和触发电平决定触发脉冲产生的时刻，并决定扫描的起点。21一示波器的荧光屏的水平长度为10cm，要求显示10MHz的正弦信号两个周期，问示波器的扫描速度应为多少？被测交流信号的周期为 其中 所以 22有一正弦信号，使用垂直偏转因数为10mV/div的示波器进行测量，测量时信号经过10：1的衰减探头加到示波器，测得荧光屏上波形的高度为7.07div，问该信号的峰值、

13、有效值各为多少？示波器测量的是峰-峰值。 正弦信号的峰值 正弦信号的有效值 23延迟线的作用是什么？延迟线为什么要放置在内触发信号之后引出？延迟线是一种传输线，起延迟时间的作用。触发扫描发生器只有当被观察的信号到来时才工作，也就扫描的开始时间总是滞后于被观测脉冲一段时间，这样，脉冲的上升过程就无法被完整地显示出来，因为有一段时间扫描尚未开始。延迟线的作用就是把加到垂直偏转板的脉冲信号延迟一段时间，使信号出现的时间滞后于扫描开始时间，这样就能够保证在屏幕上可以扫出包括上升时间在内的脉冲全过程。24采用非实时取样示波器能否观察非周期性重复信号？能否观察单次信号？为什么？不能。由于非实时取样是从被测信号的许多相邻波形上取得样点的方法，以间隔10个、100个甚至更多个波形上取一个样点，这样，非周期重复信号和单次信号是不可能观测的。25外差式频谱分析仪能进行实时分析吗？为什么？外差式频谱分析仪采用扫频技术进行频率调谐，其核心部分如同一台外差式接收机。目前常用的