電子測(cè)量老師布置作業(yè)參考答案電子檔

1、2.12 CD13型萬(wàn)用電橋測(cè)電感的部分技術(shù)指標(biāo)如下： 5H 1.1mH擋：±2(讀數(shù)值)±5H； 10mH110mH擋：±2(讀數(shù)值)±0.4(滿度值)。試求被測(cè)電感示值分別為10H，800H，20mH，100mH時(shí)該儀器測(cè)量電感的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。并以所得絕對(duì)誤差為例，討論儀器誤差的絕對(duì)部分和相對(duì)部分對(duì)總測(cè)量誤差的影響。解：根據(jù)誤差公式計(jì)算各電感誤差如下：（1）10H （2）800H （3）20mH （4）100mH 由以上計(jì)算過程中的絕對(duì)誤差，可知當(dāng)被測(cè)電感較小時(shí)儀器誤差的絕對(duì)部分對(duì)總誤差影響大，而被測(cè)電感較大時(shí)儀器誤差的相對(duì)部分對(duì)總誤差影響大。

2、這里對(duì)每個(gè)量程都有一個(gè)臨界值：5H 1.1mH檔：臨界值L1，即當(dāng)被測(cè)電感L小于250H時(shí)：儀器誤差的絕對(duì)部分對(duì)總誤差影響大。即當(dāng)被測(cè)電感L大于250H時(shí)：儀器誤差的相對(duì)部分對(duì)總誤差影響大。10mH110mH檔：臨界值L2，即當(dāng)被測(cè)電感L小于27.5mH時(shí)：儀器誤差的絕對(duì)部分對(duì)總誤差影響大。即當(dāng)被測(cè)電感L大于27.5m H時(shí)：儀器誤差的相對(duì)部分對(duì)總誤差影響大。2.14 對(duì)某直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓Ux進(jìn)行了10次測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如下： 次 數(shù)12345678910電壓/V5.0035.0115.0064.9985.0154.9965.0095.0104.9995.007求輸出電壓Ux的算術(shù)平均值及

3、其標(biāo)準(zhǔn)偏差估值。解：Ux的算術(shù)平均值次數(shù)12345678910電壓/V5.0035.0115.0064.9985.0154.9965.0095.0104.9995.007殘差(103V)-2.45.60.6-7.49.6-9.43.64.6-6.41.6標(biāo)準(zhǔn)偏差估值 2.16 設(shè)對(duì)某參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)為1464.3，1461.7，1462.9，1463.4，1464.6，1462.7，試求置信概率為95%的情況下，該參量的置信區(qū)間。解：因?yàn)闇y(cè)量次數(shù)小于20，所以測(cè)量值服從t分布，第一步：求算術(shù)平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差估值次數(shù)123456x1464.31461.71462.91463.41464.6

4、1462.7殘差1.0-1.6-0.40.11.3-0.6標(biāo)準(zhǔn)偏差估值算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差估值第二步：查附錄B：t分布表，由n1=5及P=0.95，查得t=2.571第三步： 估計(jì)該參量的置信區(qū)間，其中 則在95%的置信概率下，電感L的置信區(qū)間為1462.3，1464.3。2.17 兩種不同的方法測(cè)量頻率，若測(cè)量中系統(tǒng)誤差已修正，所測(cè)得的頻率的單位為kHz。方法1 100.36 100.41100.28100.30100.32100.31100.37100.29方法2 100.33100.35100.28100.29100.30100.29（1）若分別用以上兩組數(shù)據(jù)的平均值作為該頻率的兩個(gè)估計(jì)值

5、，問哪一個(gè)估計(jì)值更可靠？（2）用兩種不同方法的全部數(shù)據(jù)，問該頻率的估計(jì)值（即加權(quán)平均值）為多少？解：（1）方法1：次數(shù)12345678f/kHz100.36 100.41100.28100.30100.32100.31100.37100.29殘差（102kHz）38-5-3-1-24-4標(biāo)準(zhǔn)偏差估值kHz同理可求出方法2的標(biāo)準(zhǔn)偏差估值，kHz次數(shù)123456f/kHz100.33100.35100.28100.29100.30100.29殘差（102kHz）2.34.3-2.7-1.71.3-1.7標(biāo)準(zhǔn)偏差估值kHz由此可見方法2測(cè)得的數(shù)據(jù)更為可靠。（2）由得kHz該頻率的估計(jì)值為100.31

6、kHz。2.19 對(duì)某信號(hào)源的輸出頻率fx進(jìn)行了10次等精度測(cè)量，結(jié)果為110.050，110.090，110.090，110.070，110.060，110.050，110.040，110.030，110.035，110.030（kHz），試用馬利科夫及阿卑-赫梅特判劇判別是否存在變值系差。解：輸出頻率fx的平均值 次數(shù)12345678910fx/kHz110.050110.090110.090110.070110.060110.050110.040110.030110.035110.030殘差104 kHz-4535535515555-45-145-245-195-245（a）由馬利科夫判

7、據(jù)得：故存在變值系差（b）由阿卑-赫梅特判據(jù)得： 標(biāo)準(zhǔn)偏差估值 故存在變值系差2.23 通過電橋平衡法測(cè)量某電阻，由電橋平衡條件得出，已知電容C2的允許誤差為±5，電容C4的允許誤差為±2，R3為精密電位器，其允許誤差為±1，試計(jì)算Rx的相對(duì)誤差為多少？解：因?yàn)楣街泻蟹肿雍头帜?，用相?duì)誤差傳遞公式較方便。2.26設(shè) TOS6100 所測(cè)的接地電阻為 Rx， JD-2 標(biāo)準(zhǔn)電阻為 RN， 取 JD-2 標(biāo)準(zhǔn)電阻為 100m，在接地電阻測(cè)試儀 TOS6100 上進(jìn)行 10 次重復(fù)測(cè)量，得到測(cè)量結(jié)果如下表所示：已知 TOS6100 在 100m 時(shí)的分辨率為 2m，

8、此時(shí)自由度為 50，接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀檢定裝置經(jīng)檢定，符合其技術(shù)指標(biāo)要求，100m 處的誤差為±0.2%，此時(shí)自由度為 50，試求測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度。(3)不確定度合成 由于不確定度分量 R1，R2相互獨(dú)立，因此，電阻測(cè)量得合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為2.30 測(cè)量x和y的關(guān)系，得到下表中的一組數(shù)據(jù)：xi4111826354352606972yi8.817.826.837.048.558.870.380.592.195.9試用最小二乘法對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行最佳曲線擬合。解： （1） （2）代入題中給出相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)，為計(jì)算方便先代入（2）8.8=4b+a 58.8=43b+a17.8=11b

9、+a 70.3=52b+a26.8=18b+a 80.5=60b+a37.0=26b+a 92.1=69b+a48.5=35b+a 95.9=72b+a10個(gè)方程相加得：536.5=390b+10a (2)´再將（2）式10個(gè)方程分別乘以xi即得（1）式的10個(gè)方程:35.2=16b+4a 2528.4 =1849 b+43a195.8=121b+11a 3655.6 =2704 b+52a482.4=324b+18a 4830 =3600b+60a962=676b+26a 6354.9 =4761 b+69a1697.5=1225b+35a 6904.8 =5184 b+72a10

10、個(gè)方程相加得：27646.6=20460b+390a (1)´這里(1) (2)稱正規(guī)方程，解出這兩個(gè)方程得: a=3.73 b=1.28 則可作出最佳曲線如圖下所示。相應(yīng)直線方程為：y=1.28x+3.73第3章3.9 XFG-7高頻信號(hào)發(fā)生器的頻率范圍為f=100kHz30MHz，試問應(yīng)劃分幾個(gè)波段？（為答案一致，設(shè)k=2.4）解：而，解：（a），所以，步進(jìn) （b），所以，步進(jìn) （c）設(shè)VCO1輸出頻率為f1，則， 步進(jìn)第4章4.10 用某計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測(cè)頻率，已知晶振頻率fc的相對(duì)誤差為fcfc±5×108，門控時(shí)間T1s，求：（1）測(cè)量fx10MHz時(shí)的相對(duì)

11、誤差；（2）測(cè)量fx10KHz時(shí)的相對(duì)誤差，并找出減小測(cè)量誤差的方法。解：測(cè)頻±1誤差（1）（2）對(duì)相同閘門時(shí)間下，當(dāng)被測(cè)頻率越高時(shí)，測(cè)頻相對(duì)誤差越小，同時(shí)晶振頻率誤差影響也越大。4.11 用某計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測(cè)周期，已知晶振頻率fc的相對(duì)誤差為fcfc±5×108，時(shí)基頻率為10MHz，周期倍乘100。求測(cè)量10s周期時(shí)的測(cè)量誤差。解：計(jì)數(shù)器測(cè)周期誤差4.12 用某電子計(jì)數(shù)器測(cè)一個(gè)fx10Hz的信號(hào)頻率，當(dāng)信號(hào)的信噪比S/N20dB時(shí)，分別計(jì)算當(dāng)“周期倍乘”置于×1和×100時(shí)，由于轉(zhuǎn)換誤差所產(chǎn)生的測(cè)周誤差，并討論計(jì)算結(jié)果。解：由轉(zhuǎn)換誤差產(chǎn)生的測(cè)

12、周誤差為：因?yàn)椋?，所以所以“周期倍乘”置?#215;1時(shí)：所以“周期倍乘”置于×100時(shí)：由測(cè)周誤差可知，增大“周期倍乘”可以減少由轉(zhuǎn)換誤差產(chǎn)生的測(cè)周誤差。 第5章UOtUOtUOt5.3 利用全波平均值電子電壓表測(cè)量圖5.70所示三種不同波形（正弦波、方波、三角波）的交流電壓，設(shè)電壓表的讀數(shù)都是1V，問： （1）對(duì)每種波形，電壓表的讀數(shù)各代表什么意義？ （2）三種波形的峰值、平均值及有效值分別為多少？ （3）根據(jù)測(cè)量結(jié)果，將三個(gè)波形畫在同一坐標(biāo)圖上以進(jìn)行比較。解：（1）對(duì)正弦波，讀數(shù)為有效值，對(duì)其他波形，讀數(shù)僅能間接反應(yīng)被測(cè)量的大小。圖5.70 習(xí)題5.3圖（2）因?yàn)?，所以V因?yàn)?/p>

13、，即所以正弦波有效值為1V，峰值為V，均值為0.901V。方波有效值為V，峰值為V，均值為0.901V。三角波有效值為V，峰值為V，均值為0.901V。三種波形在同一坐標(biāo)圖為：5.4 若在示波器上分別觀察峰值相等的正弦波、方波、三角波，得Up5V；現(xiàn)在分別采用三種不同檢波方式并以正弦波有效值為刻度的電壓表進(jìn)行測(cè)量，試求其讀數(shù)分別為多少？解：已知各波形VP=5V 均值表： 正弦波 方波 三角波 峰值表：因?yàn)楦鞑ㄐ畏逯迪嗤?，所以三種波形的讀數(shù)均為： 有效值表：正弦波 ： 方波： 三角波：5.8 DS18型五位雙積分型數(shù)字電壓表中Us6.0000V，fc0.75MHz，計(jì)數(shù)器滿量程N(yùn)160000，求

14、被測(cè)電壓Ux2.5000V時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值N2為多大？采樣時(shí)間Tl和測(cè)量時(shí)間T2分別為多大？解：根據(jù)雙積分原理，可知（1）在準(zhǔn)備期，進(jìn)行定時(shí)積分，所以 5.9 試畫出圖5.71積分器的輸出時(shí)間波形圖（Uot），假設(shè)圖中C1F，R10k，圖中模擬開關(guān)的接通時(shí)間為：0-t1(10ms）S0、S1接通，S2、S3開關(guān)斷開； t1-t3(20ms）S1接通，其他開關(guān)斷開；t3-t4(10ms）S2接通，其他開關(guān)斷開；t4-t5(10ms）S3接通，其他開關(guān)斷開；t5-t6(10ms）S0、S3接通，S1、S2開關(guān)斷開。ACS0S1S2S30V+10V+5VR+5VU0+15+10+5051015102

15、030405060t1t2t3t4t5t6t/ms圖5.71 題5.9圖U0/V圖中假設(shè)模擬開關(guān)(S0S3）和運(yùn)算放大器A均是理想器件。解：按照積分器工作原理，其輸出電壓和輸入電壓之間的關(guān)系為：0t1(10ms)：S0、S1接通，S2、S3斷開，A的同向與反向輸入端虛短，所以；t1t3(20ms)：S1接通，其他開關(guān)斷開，輸入端電壓等效為05V5V，Vt3t4(10ms)：S2接通，其他開關(guān)斷開，輸入端電壓等效為105V5V，t4t5(10ms)：S3接通，其他開關(guān)斷開，輸入端電壓等效為55V=0V，t5t6(10ms)：S0、S3接通，S1、S2斷開，所以輸出波形圖如下：5.12某逐次逼近比

16、較式A/D轉(zhuǎn)換器采用12位二進(jìn)制，其內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換最高位為2048mV，最低位輸出為1mV，設(shè)輸入電壓為1893mV。其轉(zhuǎn)換結(jié)果為多少？試說明其逐次逼近比較的過程。（1）20481893，故b110，余數(shù)為1893；（2）10241893，故b101，余數(shù)（3）512869，故b91，余數(shù)為869512357；（4）256357，故b81，余數(shù)為357256101；（5）128101，故b70，余數(shù)為101；（6）64101，故b61，余數(shù)為1016437；（7）3237，故b51，余數(shù)為37325；（8）165，故b40，余數(shù)為5；（9）85，故b30，余數(shù)為5；

17、（10）45，故b21，余數(shù)為541；（11）21，故b10，余數(shù)為1；（12）11，故b01，余數(shù)為110。比較完成，比較結(jié)果為0111 0110 0101AUxKURUo123Uos5.17 論述HP3455DVM中校零方案的可行性。如圖5.74所示，開關(guān)K1時(shí)，測(cè)得U1 K2時(shí)，測(cè)得U2 K3時(shí)，測(cè)得U3圖5.74 題5.17圖經(jīng)微機(jī)進(jìn)行下面的運(yùn)算 的運(yùn)算，則達(dá)到自動(dòng)校零的目的。解：K1時(shí)，由放大器可知A×UOSU1K2時(shí)，由放大器可知A（USE）U2K3時(shí)，由放大器可知A（UXUOS）U3，由此可知計(jì)算結(jié)果與US無(wú)關(guān)。 第6章69 某示波器的熒光屏的水平長(zhǎng)度為10cm，現(xiàn)要求在上面最多顯示10MHz正弦信號(hào)兩個(gè)周期（幅度適當(dāng)），問該示波器的掃描速度應(yīng)該為多少？解：正弦信號(hào)頻率為10MHz，T，要在屏幕上顯示兩個(gè)周期，則顯示的時(shí)間為，掃描速度為6.11解：由，可知，選擇示波器時(shí)，信號(hào)上升時(shí)間應(yīng)大于35 tR（示波器上升時(shí)間），或者帶寬大于35fM，這樣只有（2）和（4）滿足，而（4）的上升時(shí)間最小，觀察效果最好，但價(jià)