電子測(cè)量技術(shù)復(fù)習(xí)提綱答案整理版

1、電子測(cè)量技術(shù)復(fù)習(xí)指南第二部分：考試說明考試日期：待定（按照學(xué)校安排時(shí)間進(jìn)行）考試時(shí)間：兩個(gè)小時(shí)考試形式：閉卷試卷結(jié)構(gòu)：滿分100分1、 填空題 20% （1分×20空）2、 選擇題 10% （2分×5題）3、 作圖或填圖題 20% （10分×2題 ）4、 簡(jiǎn)答題 30% （5分×6題）5、 計(jì)算題 20% （4小題）例題：一、選擇、填空、簡(jiǎn)答題 1.什麼是測(cè)量，什麼是電子測(cè)量？P1答：測(cè)量是通過實(shí)驗(yàn)方法對(duì)客觀事物取得定量信息即數(shù)量概念的過程。電子測(cè)量是泛指以電子技術(shù)為基本手段的一種測(cè)量技術(shù)。2.電子測(cè)量的分類P4-6答：1）按測(cè)量過程分2）按測(cè)量方法分類

2、3）按被測(cè)量的性質(zhì)分類 。3.按測(cè)量過程分類可分為：P4-5答：直接測(cè)量；間接測(cè)量；組合測(cè)量。4.按測(cè)量方式分類可分為：P5-6答：偏差式測(cè)量法；零位式測(cè)量法；微差式測(cè)量法。5.按測(cè)量性質(zhì)分類可分為：P5-7答：時(shí)域測(cè)量；頻域測(cè)量；數(shù)據(jù)域測(cè)量；隨機(jī)測(cè)量。6.測(cè)量?jī)x器的功能是：P8答：變換功能；傳輸功能；顯示功能。7.測(cè)量?jī)x器的主要性能指標(biāo)有：P9-12答：精度；穩(wěn)定性；輸入阻抗；靈敏度；線性度；動(dòng)態(tài)特性。8.電子測(cè)量的靈敏度是如何定義的？P11答：靈敏度表示測(cè)量?jī)x表對(duì)被測(cè)量變化的敏感程度，一般定義為測(cè)量?jī)x表指示值(指針的偏轉(zhuǎn)角度、數(shù)碼的變化、位移的大小等)增量y與被測(cè)量x之比。靈敏度

3、的另 一種表述方式叫作分辨力或分辨率，定義為測(cè)量?jī)x表所能區(qū)分的被測(cè)量的最小變化量，在數(shù)字式儀表中經(jīng)常使用。 9.什麼是實(shí)際相對(duì)誤差，示值相對(duì)誤差，滿度相對(duì)誤差？P20 答：實(shí)際相對(duì)誤差定義為 。示值相對(duì)誤差也叫標(biāo)稱相對(duì)誤差，定義為 。滿度相對(duì)誤差定義為儀器量程內(nèi)最大絕對(duì)誤差與測(cè)量?jī)x器滿度值(量程上限值 )的百分比值 。10.如何減少示值相對(duì)誤差P20答：為了減少測(cè)量中的示值誤差，在進(jìn)行量程選擇時(shí)應(yīng)盡可能使示值接近滿意度值，一般以示值不小于滿意度的三分之二為宜。11.儀表的準(zhǔn)確度與測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度的關(guān)系。P21答：測(cè)量中所用儀表的準(zhǔn)確度并不是測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，只有在示值與滿度值相同時(shí)，二者才相等

4、(不考慮其他因素造成的誤差，僅考慮儀器誤差)，否則測(cè)得值的準(zhǔn)確度數(shù)值：降低于儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)。12.測(cè)量誤差的來源來源于那些誤差？P25-26答：儀器誤差；使用誤差；人身誤差；影響誤差；方法誤差13.什麼是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差的主要特點(diǎn)是什麼？P27答：在多次等精度測(cè)量同一量值時(shí)，誤差的絕對(duì)值和符號(hào)保持不變，或當(dāng)條件改變時(shí)誤差按某種規(guī)律變化，這種誤差稱為系統(tǒng)誤差，簡(jiǎn)稱系差。系統(tǒng)誤差的主要特點(diǎn)是：只要測(cè)量條件不變，誤差即為確切的數(shù)值，用多次測(cè)量取平均值的方法不能改變或消除系差，當(dāng)條件改變時(shí)，誤差也隨之遵循某種確定的規(guī)律而變化，具有可重復(fù)性。14.什麼是隨機(jī)誤差？隨機(jī)誤差的主要特點(diǎn)是什麼？ P28、

5、P29答：隨機(jī)誤差又稱偶然誤差，是指對(duì)同一量值進(jìn)行多次等精度測(cè)量時(shí)，其絕對(duì)值和符號(hào)均以不可預(yù)測(cè)的方式無規(guī)則變化的誤差。隨機(jī)誤差的主要特點(diǎn)是特點(diǎn)：有界性；對(duì)稱性；抵償性 。15.利用修正值、修正公式可以削弱那種誤差？P44或P56答：零示法、替代法、補(bǔ)償法、對(duì)照法、微差法、交叉讀數(shù)法、主要用來消弱或消除恒定系差。利用修正值或修正公式可以削弱系差。16.什麼是信號(hào)發(fā)生器？P61答：測(cè)試用電信號(hào)的裝置，統(tǒng)稱為信號(hào)發(fā)生器，用在電子測(cè)量領(lǐng)域，也稱為測(cè)試信號(hào)發(fā)生器。17.信號(hào)發(fā)生器的分類有幾種？P61-62答：按頻率范圍分類；按輸出波形分類；按信號(hào)發(fā)生器的性能分類。18.低頻信號(hào)發(fā)生器的主振器通

6、常使用什麼振蕩器，應(yīng)用最多的是什麼振蕩器？P68答：在通信信號(hào)發(fā)生器中，主振器通常使用RC振蕩器，而其中應(yīng)用最多的當(dāng)屬文氏橋振蕩器。19.函數(shù)發(fā)生器的基本工作原理是什麼？P74答：先由積分電路和觸發(fā)電路產(chǎn)生三角波和方波，然后通過函數(shù)轉(zhuǎn)換器，將三角波整形成正弦波。20.射頻信號(hào)發(fā)生器分為哪幾種類型？P80-84答：調(diào)諧信號(hào)發(fā)生器；鎖相信號(hào)發(fā)生器；合成信號(hào)發(fā)生器。21.調(diào)諧式信號(hào)發(fā)生器的振蕩器分為那三種類型：P81答：變壓器反饋式振蕩器；電感反饋式振蕩器；電容反饋式振蕩器。22.什麼是電子示波器？P104答：電子示波器簡(jiǎn)稱示波器。它是一種用熒光屏顯示電量隨時(shí)間變化過程的電子測(cè)量?jī)x器。23.什麼是示

7、波器的偏轉(zhuǎn)因數(shù)、偏轉(zhuǎn)靈敏度？P109答：偏轉(zhuǎn)靈敏度(S)：?jiǎn)挝惠斎胄盘?hào)電壓引起光點(diǎn)在熒光屏上偏轉(zhuǎn)的距離H稱為偏轉(zhuǎn)靈敏度S： d為靈敏度的倒數(shù) ，d稱為偏轉(zhuǎn)因數(shù)。 則 如：d2Vcm，熒光屏上uy波形高度H26cm，則所觀察波形幅度uy 2Vcm×2.6cm5.2V。24.偏轉(zhuǎn)因數(shù)、偏轉(zhuǎn)靈敏度的設(shè)定對(duì)波形幅度的影響。 P109 答：根據(jù)顯示的波形高度H,按上式可求得顯示波形的電壓幅度。25.什麼是掃描頻率、掃描速度、時(shí)基因數(shù)？P110答：掃描速度就是光點(diǎn)水平移動(dòng)的速度，其單位是cm/s或div/s。掃描速度的倒數(shù)稱為時(shí)基因數(shù)，它表示光點(diǎn)水平移動(dòng)單位長(zhǎng)度所需的時(shí)間。掃描頻率表示水平掃描的

8、鋸齒波的頻率。26.掃描速度、時(shí)基因數(shù)的設(shè)定對(duì)展寬波形的影響。P110答：掃描速度越高，表示示波器能夠展開高頻信號(hào)或窄脈沖信號(hào)波形的能力越強(qiáng)。為了觀察緩慢變化的信號(hào)，則要求示波器具有較低的掃描速度，因此，示波器的掃描頻率范圍越寬越好。27.為什麼示波器的Y通道要接入衰減器，什麼時(shí)候接入衰減器？P112答：由于經(jīng)常需要觀察幅度較小的電壓波形，因此示波器的靈敏度設(shè)計(jì)的較高，但當(dāng)需要觀察幅度較大的信號(hào)時(shí)，就必須接入衰減器對(duì)信號(hào)先進(jìn)行衰減。28.Y通道延遲線的作用是什麼？P113-114答：利用垂直通道輸入的被測(cè)信號(hào)去觸發(fā)水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生掃描電壓波，從接受觸發(fā)到開始掃描需要一小段時(shí)間，這樣就會(huì)出現(xiàn)被測(cè)

9、信號(hào)到達(dá)Y偏轉(zhuǎn)板而掃描信號(hào)尚未到達(dá)X偏轉(zhuǎn)板的情況，為了正確顯示波形，必須將接入Y通道的被測(cè)信號(hào)進(jìn)行一定的延遲，以便與水平系統(tǒng)的掃描電壓在時(shí)間上相匹配29.什麼叫同步？P115答：為了得到穩(wěn)定的波形顯示，必須是掃描鋸齒波電壓周期T與被測(cè)信號(hào)周期Ty保持整數(shù)倍關(guān)系，即T=nTy。由于掃描電壓是由示波器本身的時(shí)基電路產(chǎn)生，它與被測(cè)信號(hào)電壓是不相關(guān)的，為此一般采用被測(cè)信號(hào)(或與被測(cè)信號(hào)相關(guān)的信號(hào))控制與觸發(fā)時(shí)基電路，使T=nTy ，這個(gè)過程稱為同步。30.時(shí)基發(fā)生器的作用是什麼？P117答：時(shí)基發(fā)生器由閘門電路、掃描發(fā)生器和釋抑電路組成。時(shí)基閘門電路的作用是控制掃描電壓發(fā)生器的工作，它是一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)

10、電路，當(dāng)觸發(fā)脈沖到來時(shí)，電路翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，使掃描電壓發(fā)生器開始工作。掃描發(fā)生器掃的作用是產(chǎn)生高線性度的鋸齒波電壓。釋抑電路的作用是用來保證每次掃描都開始在同樣的起始電平上。在水平偏轉(zhuǎn)板上加一線性鋸齒波掃描電壓ux，該掃描電壓將Y方向所加信號(hào)電壓uy作用的電子束在屏幕上按時(shí)間沿水平方向展開。31.示波器的觸發(fā)源的觸發(fā)信號(hào)有幾種？P118答：內(nèi)觸發(fā)；外觸發(fā)；電源觸發(fā)。32.示波器的觸發(fā)耦合方式有幾種？P118答：DC直流耦合；AC交流耦合；AC低頻抑制；HF高頻耦合。33.示波器的觸發(fā)方式有幾種？P118-119答：常態(tài)觸發(fā)；自動(dòng)觸發(fā)；高頻觸發(fā) 。34.測(cè)量頻率的方法可分為哪兩大類？

11、P142答：模擬法和計(jì)數(shù)法 。35.電子計(jì)數(shù)法測(cè)量頻率適合測(cè)量什麼樣頻率的被測(cè)信 號(hào)？低頻率被測(cè)信號(hào)應(yīng)采取什麼測(cè)量方法？P146、152答：電子計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率時(shí)，其測(cè)量的最高頻率主要取決于計(jì)數(shù)器的工作速率。目前計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率的上限為lGHz左右，為了能測(cè)量高于1GHz的頻率，有許多種擴(kuò)大測(cè)量頻率范圍的方法。測(cè)高頻信號(hào)頻率時(shí)，用計(jì)數(shù)法直接測(cè)出頻率；測(cè)低頻信號(hào)頻率時(shí)，用計(jì)數(shù)法先測(cè)其周期，再換算為頻率，以期得到高精度的測(cè)量。36.如何減小測(cè)量頻率時(shí)的相對(duì)誤差：P145答：脈沖計(jì)數(shù)的相對(duì)誤差與被測(cè)信號(hào)的頻率成反比，與閘門時(shí)間成反比。也就是說，被測(cè)信號(hào)頻率越高，閘門時(shí)間越寬，此項(xiàng)相對(duì)誤差越小。

12、37.電子計(jì)數(shù)法測(cè)量周期適合測(cè)量什麼樣周期的被測(cè)信號(hào)？低周期被測(cè)信號(hào)應(yīng)采取什麼測(cè)量方法？P149、152答：測(cè)高頻信號(hào)頻率時(shí)，用計(jì)數(shù)法直接測(cè)出頻率；測(cè)低頻信號(hào)頻率時(shí)，用計(jì)數(shù)法先測(cè)其周期，再換算為頻率，以期得到高精度的測(cè)量。若測(cè)信號(hào)的周期，可以采取與上相反的過程。38.如何減小測(cè)量周期時(shí)的相對(duì)誤差：P149答：為了減小測(cè)量誤差，可以減小Tc(增大fc)，但這受到實(shí)際計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)速度的限制。在條件許可的情況下，盡量使fc增大。另一種方法是把Tx擴(kuò)大m倍，形成的閘門時(shí)間寬度為m Tx ，以它控制主門開啟，實(shí)施計(jì)數(shù)。39.直讀法測(cè)量頻率分為哪幾種測(cè)量方法？P161-164答：電橋法測(cè)頻；諧振法測(cè)頻；頻率

13、-電壓轉(zhuǎn)換法測(cè)頻。40.比較法測(cè)量頻率分為哪幾種測(cè)量方法？P164-168答：拍頻法測(cè)頻；差頻法測(cè)頻；用示波器測(cè)量頻率和時(shí)間間隔。41.用示波器測(cè)量相位差分為幾種測(cè)量方法？P175-176答：直接比較法；橢圓法。42.相位差的測(cè)量可以轉(zhuǎn)換成對(duì)哪些參數(shù)的測(cè)量P177、183答：可轉(zhuǎn)換為時(shí)間間隔進(jìn)行測(cè)量；電壓進(jìn)行測(cè)量。43.測(cè)量高頻信號(hào)的相位差應(yīng)該采取什麼方法？P188答：頻率變換法把被測(cè)高頻信號(hào)變換為低頻或某一固定頻率的信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。44.按照顯示方式的不同電子電壓表可以分為幾類？P193答：模擬式電子電壓表和數(shù)字式電子電壓表。45.什麼是波形因數(shù)、什麼是波峰因數(shù)P201答：波形因數(shù)，定義為該電

14、壓的有效值與平均值之比 波峰因數(shù)，定義為該電壓的峰值與有效值之比 46.測(cè)量交流電壓的最基本的原理是什麼？P203答：利用交流/直流轉(zhuǎn)換電路將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，然后接到直流電壓表上進(jìn)行測(cè)量。47.模擬交流電壓表可以分為幾種主要類型？P203答：檢波-放大式；放大-檢波式；調(diào)制式；外差式；熱偶變換式。48.低頻交流電壓表的檢波電路主要采用什麼檢波器？P206答：平均值檢波器。49.高頻交流電壓表的檢波電路主要采用什麼檢波器？P213答：峰值檢波器。50.數(shù)字式電壓表（DVM）按照根據(jù)電壓的類型可分為幾種類型P226答：直流DVM和交流DVM。51.數(shù)字式電壓表（DVM）按照A/D變換原理可

15、分為幾種類型？P226答：比較型，積分型，復(fù)合型。二、計(jì)算題1.絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差的計(jì)算方法。P20、P57題 2.7、2.12、2.15、2.21A為實(shí)際值，x為供給量的指示值(標(biāo)稱值)x是絕對(duì)誤差最大值絕對(duì)誤差: 修正值: 最大絕對(duì)誤差: 實(shí)際相對(duì)誤差:示值相對(duì)誤差: 滿度相對(duì)誤差:2.7 用電壓表測(cè)量電壓，測(cè)得值為5.42V，改用標(biāo)準(zhǔn)電壓表測(cè)量示值為5.60V，求前一只電壓測(cè)量的絕對(duì)誤差U，示值相對(duì)誤差rx和實(shí)際相對(duì)誤差rA 。解：U5.425.600.18Vrx0.18/5.423.32% rA0.18/5.603.21%2.12 如題2.12圖所示，用內(nèi)阻為Rv的電壓表測(cè)量A、B兩點(diǎn)

16、間電壓，忽略電源E、電阻R1、 R2的誤差，求： 不接電壓表時(shí)，A、B間實(shí)際電壓UA； 若Rv 20K，由它引入的示值相對(duì)誤差和實(shí)際相對(duì)誤差各為多少？ 若Rv 1M，由它引入的示值相對(duì)誤差和實(shí)際相對(duì)誤差又各為多少？解： R外20/100019.6K 題2.12圖 2.15 伏安法測(cè)電阻的兩種電路示于題2.15圖(a)、(b)，圖中為電流表，內(nèi)阻RA， 為電壓表，內(nèi)阻Rv，求： 兩種測(cè)量電路中，由于RA 、 Rv的影響，只。的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差各為多少？ 比較兩種測(cè)量結(jié)果，指出兩種電路各自適用的范圍。題2.15圖解：（a） ra0測(cè)得值偏小，RVRx時(shí)，ra很小。（b）RxbRxRA RxbRA

17、 rbRA/ Rxrb0測(cè)得值偏大，RARx時(shí)，rb很小。2.21 用電橋法測(cè)電阻時(shí)，利用公式RxR1·R3 / R2，已知R1100，R1±0.1，R3100，R3±0.1，R21000，R2±0.1。求：測(cè)得值Rx的相對(duì)誤差。 解：r R1±0.1/100±0.1% r R3±0.1% r R2±1/1000±0.1%±(0.1%0.1%0.1%)±0.3%2.利用示波器測(cè)量電壓波形的電壓值和頻率值。P109、P1193.電子計(jì)數(shù)法測(cè)量頻率時(shí)相對(duì)誤差的計(jì)算，測(cè)量周期時(shí)相對(duì)誤差的計(jì)算

18、，中介頻率等。P172題5.6-5.105.6 用計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測(cè)量頻率，閘門時(shí)間為1s時(shí)，計(jì)數(shù)器讀數(shù)為5 400，這時(shí)的量化誤差為多大？如將被測(cè)信號(hào)倍頻4倍，又把閘門時(shí)間擴(kuò)大到5倍，此時(shí)的量化誤差為多大？解：（1）（2）5.7 用某計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測(cè)頻率，已知晶振頻率的相對(duì)誤差為fc / fc±5×108，門控時(shí)間T1s，求：1）測(cè)量fx10MHz時(shí)的相對(duì)誤差；（2）測(cè)量fx10kHz時(shí)的相對(duì)誤差；并提出減小測(cè)量誤差的方法。解：（1）（2）從fx / fx的表達(dá)式中可知， 提高晶振頻率的準(zhǔn)確度可減少fc / fc的閘門時(shí)間誤差， 擴(kuò)大閘門時(shí)間T或倍頻被測(cè)信號(hào)可減少±1

19、誤差。5.8 用計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測(cè)信號(hào)的周期，晶振頻率為10MHz，其相對(duì)誤差fc / fc±5×108，周期倍乘開關(guān)置×100，求測(cè)量被測(cè)信號(hào)周期Tx10s時(shí)的測(cè)量誤差.。解：5.9 某計(jì)數(shù)式頻率計(jì)，測(cè)頻率時(shí)閘門時(shí)間為1s，測(cè)周期時(shí)倍乘最大為× 10 000，晶振最高頻率為10MHz，求中界頻率。解：5.10 用計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測(cè)量fx200Hz的信號(hào)頻率，采用測(cè)頻率(選閘門時(shí)間為 1s)和測(cè)周期(選晶振周期Tc=0.1s)兩種測(cè)量方法。試比較這兩種方法由于“±1誤差”所引起的相對(duì)誤差。解：測(cè)頻率時(shí)：測(cè)周期時(shí)：5. 利用均值檢波器的電壓表測(cè)量電壓，如

20、何根據(jù)示值和波形系數(shù)和波峰系數(shù)來計(jì)算不同波形電壓的有效值、峰值和平均值。P208-209、P238題7.9、7.10、7.11、7.12波形系數(shù)KF 任意波形電壓的有效值: 例1 用全波整流均值電壓表分別測(cè)量正弦波，三角波和方波，若電壓表示值均為10V，問被測(cè)電壓的有效值各為多少? 解：對(duì)于正弦波，由于電壓表本來就是按其有效值定度，即電壓表的示值就是正弦波的有效值，所以正弦波的有效值對(duì)于三角波，查表7.31，其波形系數(shù) 所以有效值對(duì)于方波，查表73正，其波形系數(shù)KF1，所以有效值顯然，如果被測(cè)、電壓不是正弦波形時(shí)，直接將電壓表示值作為被測(cè)電壓的有效值，必將帶來較大的誤差，通常稱作“波形誤差”，

21、由(7.411)式可以得到波形誤差的計(jì)算公式 仍以上面例中的三角波和方波為例，如果直接將電壓表示值Ua10V作為其有效值，可以得到波形誤差分別為三角波：方波：79答：（1）峰值電壓表讀數(shù)為電壓的峰值，（2）三種波的峰值電壓均為5V。正弦波的平均值，有效值三角波的平均值，有效值方波的平均值，有效值712答：用直流電壓表測(cè)量：在一個(gè)周期內(nèi)取平均值U=2V；用交流電壓表測(cè)量：將直流成份扣除，有效值U=2V；三、填出或畫出有關(guān)測(cè)量?jī)x器或儀表的原理組成框圖1.填出或畫出信號(hào)發(fā)生器的原理框圖。P632.填出或畫出低頻信號(hào)發(fā)生器的原理框圖。P68圖（a）3.填出或畫出差頻式信號(hào)發(fā)生器的原理框圖。P704.填出或畫出示波器Y通道的原理框圖。P1085.填出或畫出示波器水平通道的原理框圖。P1166.填出或畫出數(shù)字式電壓表（DVM）的原理框圖。P2237.填出或畫出數(shù)字式多用表（DMM）的原理框圖。P224（附）課后習(xí)題：4.9 什么是內(nèi)同步？什么是外同步？答：同步信號(hào)采自于Y通道的(即被觀察信號(hào))被稱為內(nèi)同步；同步信號(hào)采自于來自儀器外部的同步信號(hào)的方式被稱為外同步。4.12 示波器Y通道內(nèi)為什么既接入衰減器又接入放大器？它們各起什么作用？答：為適應(yīng)Y通道輸入的被測(cè)信號(hào)的大幅度的變化既接入衰減器又接入放大器。放大器對(duì)微弱的信