電子測量技術基礎 張永瑞 教材習題解

2022-10-04 12:15:01 字數 5051 閱讀 6477

第一章緒論

1.8答:解析度=

1.9答:偏移的數格

1.10答:①理論值:

②rv=130kω,

rv=10mω,

第二章測量誤差和處理

2.1答:真值:乙個物理量在一定條件下所呈現的客觀大小或真實數值。

實際值:在實際測量中,不可能都直接與國家基準相比較,一般是逐級比較傳遞到日常工作儀器,而用日常工作儀器測量的值稱實際值。

標稱值:測量器具上標定的數值。

示值:由測量器具指示的被測量量值。

測量誤差:測量值與被測量真值之差。

修正值:測量誤差的反號值。

2.2答:等精度測量:在保持測量條件不變的情況下對同一被測量進行多次測量過程稱為等精度測量。

非等精度測量:在對同一被測量進行多次測量過程中,不是所有的測量條件都維持不變,這種測量稱為非等精度測量。

2.3 答:絕對誤差和相對誤差。

2.4說明系統誤差、隨機誤差和粗大誤差的特點?

答:(1)系統誤差:在多次等精度測量同一量值時,誤差的絕對值和符號保持不變,或當條件改變時按某種規律變化的誤差。

產生的原因有儀器設計原理和製作的缺陷;測量時環境的影響;近似方法和近似公式的影響;測量人員的讀數估計偏差等。

(2)隨機誤差的特點: ①小誤差出現的機率比大誤差多;

②正負相等的誤差出現的機率相等;

③在一定的條件下,其隨機誤差的絕對值不會超過一定界限;

④隨機誤差可用平均值加以消除;

⑤隨機誤差服從正態分佈。

(3)粗大誤差:在一定條件下,測的值明顯的偏離實際值所形成的誤差稱為粗大誤差。

2.5答:對c1來說,,所以c1電容誤差小。

2.6答:

2.7答: , ,

2.8答:

2.9答:,合格。

2.10答:②,

③儀表精度等級為最大相對誤差,由與沒有0.4這一級,則取它相鄰較低一級。

④靈敏度為1mv。

2.11答:∵允許誤差=±1%(讀數值)±0.01%(滿量程值)

讀數值為1pf時,絕對誤差:

相對誤差:

讀數值為10pf時,絕對誤差:

相對誤差:

讀數值為100pf時,絕對誤差:

相對誤差:

2.12答:①

②, , ③,

2.13答:絕對誤差不隨測量值改變:

相對誤差隨測量值改變:

2.14答:

①絕對誤差:

示值相對誤差:

②絕對誤差:

示值相對誤差:

2.15答:無電壓表和電流錶是輸出電壓為e,

①圖a輸出電壓:

絕對誤差:

示值相對誤差:

圖b輸出電壓:

絕對誤差:

示值相對誤差:

2.16答:①10v檔,絕對誤差:

示值相對誤差:

②50v檔,絕對誤差:

示值相對誤差:, 可見10v檔精度高。

2.17答:9v電壓表的絕對誤差:

取0∽1v電壓檔,有方程:,解出,取相近較高精度,

2.18答:當指標指在最大位置時,測量電阻誤差最小。

2.19答:總電阻

相對誤差:

2.20答:①,,

②uab的絕對誤差:,

相對誤差:

2.21答:∵, ∴

2.22答:

2.23答:對半徑d要求準確度高。

2.24答:多測幾次,取平均值。

2.25答:因為此題壓是求和運算,相對誤差不積累,所以電壓表的準確度為2級。

2.26答:

2.27答:按p54頁例1方法計算。

2.28答:86.3,8.91,3.17,0.00316,59500

2.29答:按p53規則計算。

2.30答:按p24頁例4方法計算。

第三章訊號發生器

3.1按頻段分:超低頻、低頻、**、高頻、甚高頻和超高頻訊號發生器。

按訊號波形分:正弦波和非正弦波,

非正弦波又可分:矩形波、鋸齒波、階梯波、鐘形波、三角波和數字脈衝波等。

3.2答:正弦波發生器的指標:頻率範圍,頻率準確度,頻率穩定度,失真度,輸出阻抗,調製特性和有溫度、電源、負栽引起的頻率變化。

3.3答:利用放大、穩幅、正反饋和選頻幾部分組成,將乙個雜訊訊號經放大、選頻產生成乙個正弦訊號。

3.4答:熱敏電阻、應為負溫度係數。

3.5答:由可變頻率振盪器產生頻率和固定頻率振盪器產生頻率,進行混頻生成,在通過低通濾波器濾掉高頻成分,再經放大輸出。

缺點:電路較複雜,準確度和穩定度都較差,波形失真大。

優點:易做到在整個低頻段內頻率連續可調而不用更換波段,輸出電平較均勻。

3.6答:∵,∴

3.7答:雙穩態觸發電路輸出的方波,經積分電路形成三角波,再經二極體整形網路構成正弦波,最後通過放大輸出。產生鋸齒波,只要將二極體並接在可變電阻r上,以改變積分的充放電時間常數即可。

3.8答:調節積分器的輸入量,調節輸出訊號幅度大小。

3.10答:調諧訊號發生器通常為lc振盪器,根據反饋方式又分為變壓器反饋式、電感反饋式和電容反饋式。振盪頻率,一般粗調調電感,細調調電容。

3.11答:與成倍數關係。

頻率變化範圍

3.12答:頻率合成:是把乙個或幾個高穩定度頻率源f經過加、減、乘、除及組合運算,以產生在一定範圍內,按一定的頻率間隔的一系列離散頻率的訊號發生器。

相干式頻率合成:只用乙個石英晶體產生基準頻率,然後通過分頻、倍頻等使加入混頻器的頻率之間是相關的,稱為相干式頻率合成。

非相干式頻率合成:若用多個石英晶體產生基準頻率,產生的兩個基準頻率之間相互獨立,就叫非相干式頻率合成。

3.13答:點頻法:被廁網路接入正弦輸入訊號,從低頻到高頻不斷改變輸入訊號的頻率,訊號不超過被廁網路的線性區,用測量儀器測出各頻率點的輸入輸出訊號的振幅之比和相位之比,以頻率為橫座標,振幅之比為従作標,得出頻率特性曲線。

掃頻法:將振幅不變頻率在一定範圍內連續作週期性重複變化的正弦輸入訊號加入被廁網路的輸入端,由於調諧放大器的增益隨頻率而變,故u0的振幅也隨頻率變化,u0的包絡就反映該網路的頻率特性。

掃頻法的優點:①可實現網路的自動和半自動測量,特別是電路測試,人們在調節元件引數的同時可觀網路的測頻率特性。

②由於掃頻訊號是連續變化,測量得到的頻率特性曲線也是連續變化的,不會出現漏掉頻率點情況。

③點頻法是人工逐點改變輸入訊號頻率,速度慢,得到的是網路穩態時的測頻率特性曲線,掃頻法是得到網路動態時的測頻率特性曲線,後者更接近實際情況。

3.14答:掃頻儀中的掃頻訊號產生方法很多,教中圖3.5—4,利用鋸齒波電壓改變線圈中電流來改變高頻磁芯m,從而改變振盪器中的電感量,達到改變振盪頻率,完成掃頻訊號的產生。將被測網路輸出的電壓經檢波放大,送入示波器的垂直偏轉板,達到顯示的目的。

3.15答:見p94頁說明。

3.17答:xd—11型的原理是先產生正弦波,然後通過不同的波形變換得到各類波形。xc—14的原理與xd—11型大致相同,但它增加了前、後沿調節、脈衝寬度調節等功能。

3.18答:

3.19答:白雜訊特點是在所有頻率下具有等功率密度的雜訊,真正的白雜訊具有無限的頻寬,和無限的功率,實際中頻寬總是有限的。

產生白雜訊主要有:電阻器雜訊源、保和二極體雜訊源、氣體放電管雜訊源和固態雜訊源等。

第四章電子示波器

4.1答:示波器的特點:①能顯示波形,可測量瞬時值,具有直觀性;

②輸入阻抗高,對被測訊號影響小。

③工作頻帶寬,速度快便於觀測高頻訊號的細節。

④在示波器的螢幕上可描繪任意兩個電壓或電流的函式關係。

4.2答:電子槍由燈絲、陰極、柵極、前加速極、第一陽極、第二陽極、y偏轉板、x偏轉板和螢光屏組成。

用途:燈絲為加熱;

陰極為發射電子;

柵極是控制電子發射量;

前加速極、第一陽極、第二陽極坐為電子聚焦;

y偏轉板加被測訊號電壓;

x偏轉板加掃瞄訊號;

螢光屏顯示波形。

4.3答:輝度調節:是調節柵極的電壓來控制電子的發射數量,達到波形明暗的效果。

聚焦調節:是調節第一陽極、第二陽極的電壓來控制電子聚焦,使電子聚焦恰好落在螢光屏上。

4.4答:螢幕上波形穩的條件是掃瞄訊號的週期tx 與被測訊號週期ty 的關係為

,m為正數。

4.5答:餘輝分為:長餘輝(100ms∽1s),中餘輝(1ms∽100ms),短餘輝(10μs∽10ms)

普通示波器用中餘輝,慢掃瞄示波器用長餘輝。

4.6答:示波器由y通道、x通道、z通道、示波管、幅度校正器、掃瞄時間校正器和電源組成。

y通道:為被測訊號通路;

x通道:為掃瞄訊號通路;

z通道:起回掃瞄時消隱作用;

示波管:顯示波形影象;

幅度校正器:校正示波器顯示副值的準確性;

掃瞄時間校正器:校正基軸時間,使測訊號的週期準確。

電源:為各部分提供工作電壓。

4.7答:

①頻率響應(頻頻寬度);

②偏轉靈敏度(s);

③掃瞄頻率;

④輸入阻抗;

⑤示波器的瞬態響應;

⑥掃瞄方式。

各自作用意義見p109到111頁內容。

4.8答:∵∴①②

③從儀表指標偏轉角度大精度高的原理,可選用sbm10普通示波器。

4.9答:內同步:同步訊號來自於被測訊號;

外同步::同步訊號來自於儀器外部訊號。

4.10答:各示波器的阻容式無源探頭不能之間混用,原因是補償調節有差異,若混用後會出現測量波形失真變形。

4.11答:延遲線:延遲線的作用是使掃瞄訊號與被測訊號起始時間一致,避免被測訊號前半部分丟失。所以內觸發訊號只能從延遲線電路之前引入。

4.12答:x通道即接入放大器又接入衰減器,原因是被測訊號可能很大或很小,則用放大器和衰減器可將被測訊號的幅度適當的程度,以便觀測和分析研究。

4.13答:連續掃瞄:是掃瞄訊號為連續週期性重複變化,用於連續訊號的測量。

觸發掃瞄:平時處於等待狀態,被測訊號到達時掃瞄訊號才開始掃瞄,用於脈衝訊號的測量。

4.14答:時基產生器:由時基閘門、掃瞄電壓發生器、電壓比較器和釋抑電路組成。

其作用:時基閘門是乙個施密特觸發器,來乙個掃瞄脈衝,它產生乙個方波;

掃瞄電壓發生器:產生鋸齒波,作為掃瞄訊號;

電子測量技術基礎知識

課題 第1章電子測量與儀器的基礎知識 課時分配 四課時 教學目的要求 1.明確電子測量的意義 內容 特點和分類。2.了解電子測量儀器的分類和技術指標。3.掌握測量誤差的表示方法有 絕對誤差 相對誤差和容許誤差。4.明確測量誤差按照性質分為系統誤差 隨機誤差和粗大誤差。5.明確測量誤差的 是多方面的。...

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