电子测量习题课课件

1、电子测量习题课测量频率范围宽、 量 程范围宽 、 测量准确度高 、 测量速度快 、 易于实现遥测 、易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化。电能量测量、 电信号特性测量、 电路元件参数测量、电子设备的性能测量 。非电量的测量。1. 电子测量的特点有：2.电子测量的主要内容有：3.相对误差定义为 与 真值 的比值，通常用百分数表示。 绝对误差4.随机误差的大小，可以用测量值的 来衡量，其值越小，测量值越集中，测量的 越高精密度标准偏差精密度下列各项中不属于测量基本要素的是 。A 、被测对象 B 、测量仪器系统 C 、测量误差 D 、测量人员C下列不属于测量误差来源的是 。A 、仪器误差和（环境

2、）影响误差 B 、满度误差和分贝误差 C 、人身误差和测量对象变化误差 D 、理论误差和方法误差B一、相对误差 相对误差用来说明测量精度的高低，又可分为： (1)实际相对误差 实际相对误差定义为(2)示值相对误差 示值相对误差也叫标称相对误差，定义为 例：被测电压真值为 100v ，用电压表测试时，指示值为 80v ，则相对误差为 。 A +25% B -25% C +20% D -20%D二、随机误差 随机误差又称偶然误差，是指对同一量值进行多次等精度测量时，其绝对值和符号均以不可预定的方式无规则变化的误差。在相同条件下多次测量同一量时，随机误差的 -A 绝对值和符号均发生变化 B 绝对值发

3、生变化，符号保持恒定 C 符号发生变化，绝对值保持恒定 D 绝对值和符号均保持恒定A分贝误差是用 形式表示的 误差。对数相对测量值的数学期望 E( X ) ，就是当测量次数 n 趋近无穷大时，它的各次测量值的 。算术平均值某待测电压约为100V，现有1.0级量程为200V和1.5级量程为150V的两个电压表，问用哪一块电压表测量较好？用1.5级量程为150V的电压表测100V时，因为,2%2.25% 所以选用1.0级量程为200V的电压表更好。测量最大相对误差测量最大相对误差例：分析：测量效果好,主要看哪块表的示值相对误差小解：用1.0级量程为200V的电压表测100V时， 在低频(或超低频)

4、信号发生器的家族中，还有一种被称为函数信号发生器，简称函数发生器，它在输出正弦波的同时，还能输出同频率的三角波、方波、锯齿波等波形，以满足不同的测试需求。函数发生器的基本工作原理是先由积分电路和触发电路产生三角波和方波，然后通过函数转换器(例如二极管整形网络)将三角波整形成正弦波。 函数信号发生器能够输出多种信号波形的信号发生器是 。函数信号发生器图中压控振荡器输出频率经分 频后得到 频率的信号送往鉴相器，与采自晶振输出经n2次分频的频率f0/n2的信号进行相位比较，由前面的锁相环路的介绍可知，当间接合成法即锁相环路法即 已知用于组成混频倍频环，其，步进频率环路形式如下图所示，求（1）M取“+

5、”，N=？（2）M取“”N=？输出频率混频器(M)鉴相器f0=(73101.1)MHZ带通滤波器f r1=100kHZ频率源1压控振荡器低通滤波器频率源2fr2=40MHZf=100kHZ分频器（N）f解：根据锁相原理，我们不难看出 而（1）若M取“+”，则则（2）若M取“-”，则则示波管由 电子枪 、偏转系统和荧光荧三部分组成。用峰值电压表测量某一电压，若读数为1V，则该电压的峰值为 1.41 伏。示波器荧光屏上，光点在锯齿波电压作用下扫动的过程称为 扫描 。当示波器两个偏转板上都加 信号 时，显示的图形叫李沙育图形，这种图形在 相位 和频率测量中常会用到。下图是电子示波器组成框图，说明各部

6、分的作用是什么?校正器用来校准示波器的主要特征。常用的有幅度校正器和扫描时间校正器。电源一般由两个整流器组成。高压整流器供给示波管高压电极电压，低压整流器供给示波器所有其它电路的电压和示波管低压电极电压。通常低压电源采用稳压器，较精密的示波器高压电源也采取稳压措施。在示波器垂直通道中设置电子开关的目的是 。A:实现双踪显示 ； B:实现双时基扫描 C:实现触发扫描 ； D:实现同步A为了在示波器荧光屏上得到清晰而稳定的波形，应保证信号的扫描电压同步，即扫描电压的周期应等于被测信号周期的倍。 A:奇数 ； B:偶数 ； C:整数 ； D:2/3C计算下列波形的幅度和频率(经探头10:1接入)：V

7、div位于0.2档，tdiv位于2 s档。 H2div， D3div H 5div， D 2div H 3div， D 5div 解: Uy=0.2V2div10=4V=167KHz计算题 Uy=0.2V5diy10=10V =250KHz Uy=0.2V3diy10=6V =100KHz已知示波器的偏转因数Dy0.2V/cm，荧光屏的水平方向长度为10cm。 若时基因数为0.05ms/cm，所观测的波形如题2.25图所示，求被测信号的峰-峰值及频率。 u1和u2为同频率的正弦信号，用双踪示波器测量相位差，显示图形如图所示，测得x11.5div，x8div，求相位差。 u2 u1 x1 x 电

8、子计数法测频原理 若某一信号在T秒时间内重复变化了N次，则根据频率的定义，可知该信号的频率fx为 用一个6位电子计数器测量频率为2000Hz的信号频率，试计算当闸门时间T分别为1s、0.1s和10ms时，由1误差产生的测频误差。当T为1s时，当T为0.1s时，当T为10 ms时， 测量一个频率为200Hz的信号频率，采用测频法（闸门时间T1s）和测周法（时标信号周期Ts0.1s）两种方法，分别计算由1误差引起的测量误差。采用测频法采用测周法波形因数、波峰因数 交流电压的有效值、平均值和峰值间有一定的关系，可分别用波形因数(或称波形系数)及波峰因数(或称波峰系数)表示。 波形因数KF，定义为该电

9、压的有效值与平均值之比波峰因数，定义为该电压的峰值与有效值之比 测量交流电压的方法很多，依据的原理也不同。其中最主要的是利用交流直流(ACDC)转换电路将交流电压转换成直流电压，然后再接到直流电压表上进行测量。根据ACDC转换器的类型，可分成检波法和热电转换法。根据检波特性的不同，检波法又可分成平均值检波、峰值检波、有效值检波等。交流电压测量的基本原理均值电压表 由于均值检波器检波灵敏度的非线性特性及输入阻抗过低，所以以均值检波器为ACDC变换器的均值电压表一般都设计成放大检波式。放大器的主要作用是放大被测电压，提高测量灵敏度，使检波器工作在线性区域，同时它的高输入阻抗可以大大减小负载效应。波

10、形换算 前已叙述，电压表度盘是以正弦波的有效值定度的，而均值检波器的输出，(即流过电流表的电流)与被测信号电压的平均值成线性关系，为此有 例 用全波整流均值电压表分别测量正弦波，三角波和方波，若电压表示值均为10V，问被测电压的有效值各为多少?解：对于正弦波，由于电压表本来就是按其有效值定度，即电压表的示值就是正弦波的有效值，所以正弦波的有效值 对于三角波，查表，其波形系数 ，所以有效值 对于方波，查表，其波形系数KF1，所以有效值峰值检波器 波形换算 当被测电压为非正弦波时，应进行波形换算才能得到被测电压的有效值。波形换算的原理是：示值Ua相等则峰值Up也相等。再由表给出的波峰因数 得到有效

11、值 上式仅适用于单峰值电压表。 例 用峰值电压表分别测量正弦波、三角波和方波，电压表均指在l0V位置，问三种波形被测信号的峰值和有效值各为多少? 解：按着示值相等峰值也相等的原理可知三种波形的电压峰值Up都是 因为电压表就是以正弦波有效值定度的，因此正弦波的有效值就是电压表表针指示值，即正弦波的有效值U10V。对于三角波，有效值对于方波，波峰系数Kp=1，因此有效值 利用单峰值电压表测量题图中正弦、方波和三角波的电压，电压表读数均为5V，问： (1)对每种波形来说，读数各代表什么意义? (2)三种波形的峰值、平均值、有效值各为多少? 解：（1）对于单峰值电压表按示值相等峰值也相等的原理,对每种

12、波形来说，读数各代表三种波形的峰值为即正弦波的有效值U5V 对于方波，波峰系数Kp=1，因此有效值对于三角波波峰系数Kp=1.73，有效值 （2）因为电压表就是以正弦波有效值定度的，因此正弦波的有效值就是电压表表针指示值平均值KF=1平均值KF=1.15用峰值电压表分别测量正弦波、三角波和方波，电压表均指在l0V位置，问三种波形被测信号的峰值和有效值各为多少?（三角波 KP =1.73 方波Kp=1） 解：按着示值相等峰值也相等的原理，可知三种波形的电压峰值Up都是 因为电压表就是以正弦波有效值定度的，因此正弦波的有效值就是电压表表针指示值，即正弦波的有效值U10V。对于三角波 Kp=1.73

13、 有效值对于方波，波峰系数Kp=1，因此有效值数字万用表的核心是 A/D转换器1999属于 3位半 位数字万用表，在10V量程上的超量程能力为 100% ，在0.2V量程上的超量程能力为 0 。 数字电压表显示位数越多，则_。A、测量范围越大 B、测量误差越小 C、过载能力越强 D、测量分辨力越高D 绘图说明DVM的电路构成和工作原理答：数字电压表（DVM）的组成如图所示。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。例如：某3位DVM基本量程为1V，那么该DVM具有超量程能力？具备，因为在1V挡上，它的最大显示为1.999V。对于基本量程为2V的DVM ，它具备超量程能力？不具备，因为它在2V挡上的最大显示仍是1.999V