电气测试技术 林德杰 课后答案

..电气测试技术课后答案第一章1-1测量仪表应具有哪些根本功能？答：应具有变换、选择、比拟和选择4种功能。精细度、准确度和准确度的定义及其三者的相互关系如何？答：精细度表示指示值的分散程度，用δ表示。δ越小，精细度越高；反之，δ越大，精细度越低。准确度是指仪表指示值偏离真值得程度，用ε表示。ε越小，准确度越高；反之，ε越大，准确度越低。准确度是精细度和准确度的综合反映，用τ表示。再简单场合，精细度、准确度和准确度三者的关系可表示为：τ=δ+ε。举例分析零位测量原理，并分析零位测量的特点。答：零位测量是一种用被测量与标准量进展比拟的测量方法。其中典型的零位测量是用电位差及测量电源电动势。其简化电路如右下列图所示。图中，E为工作电源，EN为标准电源，RN为标准电阻，Ex为被测电源。测量时，先将S置于N位置，调节RP1，使电流计P读书为零，那么。然后将S置于x位置，调节RP2，使电流计P读书为零，那么。由于两次测量均使电流计P读书为零，因此有零位测量有以下特点：被测电源电动势用标准量元件来表示，假设采用高精度的标准元件，可有效提高测量精度。读数时，流经EN、Ex的电流等于零，不会因为仪表的输入电阻不高而引起误差。只适用于测量缓慢变化的信号。因为在测量过程中要进展平衡操作。1-6在微差式测量中，为什么说微差△x的精度可能不高，但被测量x的测量精度仍很高。请证明之。答：将被测量x与的标准量N进展比拟，获得微差△x，然后用高灵敏度的直读史仪表测量△x，从而求得被测量x=△x+N称为微差式测量。由于△x＜N，△x＜＜x,故测量微差△x的精度可能不高，但被测量x的测量精度仍然很高。第二章题2-2解：(1)ΔA＝77.8－80＝－2.2〔mA〕c＝－ΔA＝2.2〔mA〕(2)故可定为s＝2.5级。题2-3解：采用式(2-9)计算。〔1〕用表①测量时，最大示值相对误差为：〔2〕用表②测量时，最大示值相对误差为：前者的示值相对误差大于后者，故应选择后者。题2-4解：五位数字电压表2个字相当于0.0002V。题2-5解：，s=0.1级,,根据式〔2-34〕即可选择，s=2.5级电压表。题2-6解：〔1〕〔2〕求剩余误差，那么求，说明计算是正确的。〔3〕求标准差估计值，根据贝塞尔公式〔4〕求系统不确定度，P=99%，n＝12，查表2-3，及＝3.17，，故无坏值。〔5〕判断是否含有变值系差①马列科夫判据，故数据中无线性系差。②阿卑-赫梅特判据即可以认为无周期性系差。〔6〕求算术平均值标准差〔7〕P＝99％，n＝12，那么〔8〕写出表达式f＝501.070.38HZ故0.07是不可靠数字，可写成f＝5010.38HZ题2-7解：依题意，该表的根本误差为题2-8解：上式取对数得：然后微分得：由于为系统不确定度，从最大误差出发得题2-9解：伏安法测得的电阻为：由图2-14可见，电流档阻压降为两端的实际电压为因此的实际值为：测量误差为该方法由于电流档的阻压降大(电流档阻大)，误差比拟大。为了减小误差，应将电压表由B接至C点。题2-10解：依图2-10用伏安法测得的电阻为万用表的灵敏度，那么其阻为由于//即测量误差为由于较大，所用电压档阻有限，引起误差较大。为了减小误差，应将电压表由C点改接至B点。题2-11解：〔1〕串联总电阻根据式〔2-48〕可得串联电阻相对误差为〔2〕两电阻并联总电阻根据式〔2-50〕得〔3〕假设两电阻的误差，得①串联总电阻为R=10.2KΩ②并联总电阻R=1/2×5.1=2.55KΩ题2-12解：参考P38例2-21题2-13解：依题意为幂函数，那么根据式〔2-45〕得题2-14解：该电子仪表说明书指出了六项误差，分别为：①根本误差②温度附加误差③电压附加误差④频率附加误差⑤湿度附加误差⑥换集成块附加误差由于误差项较多，用方和根合成法比拟合理，总的误差为：题2-15解：选择s=1.5应选＝50V，s=1.5电压表。第四章4.1解：〔1〕图4-205a为自动平衡位移测量仪表。设左边电位器传感器的输出电压为，那么设右边电位器传感器的输出为，那么设放大器的输入为。当放大器放大倍数足够高时，，那么即位移x与偏置电压和输入电压之比的开平方成正比。〔2〕图b可见，为两个电压和经和分压后相加，即〔3〕图c中，，那么〔4〕图d中，上的压降为〔，忽略分母中的〕，输出与之比成正比。题4-2解：电位器的电阻变化量为图4-2a因此可得右图4-2a，由此图求开路电压为根据戴维南定理求右图4-2a，电源短路阻图4-2b因此可将电路等效为右图4-2b，那么由此可求得为题4-3解：根据式〔4-43〕可计算所受应变。〔微应变〕〔微应变〕题4-4解：〔1〕根据式〔4-55〕可得简单自感传感器三次方非线性误差为：〔2〕根据式〔4-63〕可得差动自感传感器三次方非线性误差为：题4-6解：〔1〕波纹管将被测压力转换成力，使杠杆绕支点作顺时针方向偏转，衔铁靠近电感L，经放大器转成电压V，再经转换成输出电流。另一方面经和转换成反应力作用于杠杆，使杠杆绕支点作逆时针方向偏转。当作用力矩与反应力矩相等时，系统处于动态平衡状态。输出电流稳定于某一数值。与成比例。〔2〕根据上述工作原理可画框图如下：〔3〕由上图可见，该系统是平衡变换型构造。可得输入与输出关系为：当时，忽略上式分母中的1，那么〔4〕总误差，按系统误差一样原那么分配，那么题4-7解：简单变气隙式电容传感器三次方非线性误差为差动变气隙式电容传感器三次方非线性误差为题4-8解：由于这里所知道的和均为相对介电常数，所以必须考虑真空介电常数。根据式〔4-85〕可得：即液位在原来高度根底上变化±4.178〔m〕题4-9解：依题意h＝0，，，E=0。此时桥路平衡USC＝0，那么电桥平衡条件为：当液位为h时，。此时指针偏转角且E2有增量E。即由图可见，减速器进动指针偏转的同时，也带动电位器动触点位移，改变E，使电桥重新平衡，因此E与角成正比。即那么题4-10解：依题意热电偶测温电路见右图。此图配错热电偶补偿导线的型号。假设不配错，S热电偶修正到0℃的热电偶可查分度表求得：(1000,0)=9.556mV(1000,40)=(1000,0)-(40,0)=9.556-0.235=9.321mV查K热电偶分度表得(40,0)=1.61mV由上图可求得电路电势为题4-13解：热电偶补偿电桥在20℃时平衡，即其产生的补偿电势为零。补偿电桥的灵敏度与被补偿的热电偶的灵敏度一样。依题意，假设不配错补偿电桥型号，得(700,40)=(700,20)＋(40,20)=(700,0)-(20,0)+(40,0)-(20,0)查E热电偶分度表得：(700,40)=57.74-1.31+2.66-1.31=57.78mV由于配错补偿桥路型号，那么引起的测量误差为题4-15解：30℃时引线电阻/℃30℃=2.821Ω0℃时电桥平衡，U0=0，那么R3臂的电阻∴RP=54Ω查分度表，400℃时=114.72Ω环境为30℃，t=400℃，接成三线制桥路输出电压Uo为环境为30℃，t=400℃，接成两线桥路输出电压为为接成二线制引起的误差为题4-17解：根据式〔4-125〕传感器的灵敏度为：导线=25pF/m，那么2m电缆的分布电容为∴那么可求得灵敏度为设传感器的输入信号为x，依题意用2m电缆时的显示值为那么引起的测量误差为题4-18解：，仪表常数K=10m3Hz/h，f0=3.5MHz，C=1500m/s。管道截面积S为：S=。∵∴∵∴那么∴°∴因此，最后设计参数为：D=10cm，L=20cm，N1=508，N2=536，°题4-20解：：P=0~0.5MPa，灵敏度=2kHz/MPa，，膜片面积S=10cm2膜片受力变化量根据式〔4-142〕得：∴取∵弦长L一般在12mm~20mm之间，之间。假