電子測(cè)量復(fù)習(xí)提綱

1、電子測(cè)量技術(shù)復(fù)習(xí)提綱試卷類型：一、填空題：30%；二、單項(xiàng)選擇題：10%；三、判斷題：10%；四、問答題：25%；五、計(jì)算題：25%。復(fù)習(xí)要求：第一章：1、掌握電子測(cè)量的特點(diǎn)和一般方法（偏差、零位、微差）。特點(diǎn)： （ 1）測(cè)量頻率范圍寬（ 2）測(cè)量量程寬（ 3）測(cè)量準(zhǔn)確度高低相差懸殊（ 4）測(cè)量速度快（ 5）可以進(jìn)行遙測(cè)（ 6）易于實(shí)現(xiàn)測(cè)試智能化和測(cè)試自動(dòng)化（ 7）影響因素眾多，誤差處理復(fù)雜一般方法： 直接、間接、組合。時(shí)域、頻域、數(shù)據(jù)域、隨機(jī)。2、掌握測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)和計(jì)量的基本概念。性能指標(biāo)： （ 1）精度：精密度、正確度、準(zhǔn)確度（ 2）穩(wěn)定性：穩(wěn)定度、影響量（ 3）輸入阻抗（ 4）

2、靈敏度（ 5）線性度（ 6）動(dòng)態(tài)特性計(jì)量的基本概念： 計(jì)量是利用技術(shù)和法制手段實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測(cè)量。單位制：任何測(cè)量都要有一個(gè)統(tǒng)一的體現(xiàn)計(jì)量單位的量作為標(biāo)準(zhǔn)，這樣的量稱為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)量基準(zhǔn)： 1、主基準(zhǔn) 2 、副基準(zhǔn) 3 、工作基準(zhǔn)例題：1.7設(shè)某待測(cè)量的真值為土 10 00， 用不同的方法和儀器得到下列三組測(cè)量數(shù)據(jù)。試用精密度、 正確度和準(zhǔn)確度說明三組測(cè)量結(jié)果的特點(diǎn)： 10.10 ， l0.07 ， 10.l2 ， l0.06 ， l0.07 ， l0.12 ， 10.11 ， 10.08 ， l0.09 ， 10.11 ； 9.59 ， 9.7l ， 1 0.68 ， l0.4

3、2 ， 10.33， 9.60， 9.80 ， l0.21 ， 9.98， l0.38 ； 10.05 ， l0.04 ， 9.98 ， 9.99 ， l0.00 ， 10.02 ， 10.0l ， 999, 9.97, 9.99。答： 精密欠正確； 準(zhǔn)確度低； 準(zhǔn)確度高。1.15 解釋名詞： 計(jì)量基準(zhǔn)； 主基準(zhǔn)； 副基準(zhǔn)； 工作基準(zhǔn)。 答： 用當(dāng)代最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和工藝水平， 以最高的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性建立起來的專門用以規(guī)定、 保持和復(fù)現(xiàn)物理量計(jì)量單位的特殊量具或儀器裝置等。 主基準(zhǔn)也稱作原始基準(zhǔn)，是用來復(fù)現(xiàn)和保存計(jì)量單位，具有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所能達(dá)到的最高準(zhǔn)確度的計(jì)量器具，經(jīng)國(guó)家鑒定批準(zhǔn)，作為統(tǒng)一

4、全國(guó)計(jì)量單位量值的最高依據(jù)。因此，主基準(zhǔn)也叫國(guó)家基準(zhǔn)。 副基準(zhǔn)：通過直接或間接與國(guó)家基準(zhǔn)比對(duì)， 確定其量值并經(jīng)國(guó)家鑒定批準(zhǔn)的計(jì)量器具。 其地位僅次于國(guó)家基準(zhǔn)，平時(shí)用來代替國(guó)家基準(zhǔn)使用或驗(yàn)證國(guó)家基準(zhǔn)的變化。 工作基準(zhǔn)：經(jīng)與主基準(zhǔn)或副基準(zhǔn)校準(zhǔn)或比對(duì)，并經(jīng)國(guó)家鑒定批準(zhǔn)，實(shí)際用以檢定下屬計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量器具。1.16 說明檢定、比對(duì)、校準(zhǔn)的含義。各類測(cè)量?jī)x器為什么要定期進(jìn)行檢定和比對(duì)。 答：檢定： 是用高一等級(jí)準(zhǔn)確度的計(jì)量器具對(duì)低一等級(jí)的計(jì)量器具進(jìn)行比較， 以達(dá)到全面評(píng)定被檢計(jì)量器具的計(jì)量性能是否合格的目的。 比對(duì)：在規(guī)定條件下，對(duì)相同準(zhǔn)確度等級(jí)的同類基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)或工作計(jì)量器具之間的量值進(jìn)行比較，其目的是

5、考核量值的一致性。 校準(zhǔn)：校準(zhǔn)是指被校的計(jì)量器具與高一等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)相比較， 以確定被校計(jì)量器具的示值誤差的全部工作。 一般而言， 檢定要比校準(zhǔn)包括更廣泛的內(nèi)容。 通過對(duì)各級(jí)基準(zhǔn)、 標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)量器檢定、比對(duì)和校準(zhǔn)以保證日常工作中所使用的測(cè)量?jī)x器、量具的量值統(tǒng)一。第二章：1、掌握誤差的類型和來源。類型：滿刻度誤差、系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差。來源：儀器誤差、使用誤差、人身誤差、影響誤差、方法誤差。2、掌握系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因、系統(tǒng)誤差的判斷及消除系統(tǒng)誤差的測(cè)量方法。原因：（1）測(cè)量?jī)x器設(shè)計(jì)原理及制作上的缺陷。例如刻度偏差，刻度盤或指針安裝偏心，使 用過程中零點(diǎn)漂移，安放位置不當(dāng)。（2）測(cè)量時(shí)的環(huán)境

6、條件（如濕度、溫度及電源電壓等）與儀器使用的要求不一致等。（3）采用近似的測(cè)量方法或近似的測(cè)量公式等。（4）測(cè)量人員估讀數(shù)時(shí)習(xí)慣于偏向某一方向等原因所引起的誤差。3、掌握隨機(jī)誤差的特點(diǎn)及隨機(jī)誤差的處理方法。隨機(jī)誤差的特點(diǎn)：有界性、對(duì)稱性、抵償性。處理方法：P314、掌握測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法（有效、結(jié)果），會(huì)寫測(cè)量報(bào)告。P512.10 現(xiàn)校準(zhǔn)一個(gè)量程為100 mV,表盤為100等分刻度的毫伏表，測(cè)得數(shù)據(jù)如下：儀表刻度值（mV）0102030405060708090100標(biāo)準(zhǔn)儀表示值（mV）0.09.920.230.439.850.260.470.380.089.7100.0絕對(duì)誤差（mV）0.00

7、.1-0.2-0.40.2-0.2-0.4-0.30.00.30.0修正值c （mV）0.0-0.10.20.4-0.20.20.40.30.0-0.30.0求：將各校準(zhǔn)點(diǎn)的絕對(duì)誤差A(yù) U和修正值c填在表格中；10 mVa度點(diǎn)上的示值相對(duì)誤差rx和實(shí)際相對(duì)誤差rA; 確定儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)； 確定儀表的靈敏度。解： rx =0.1/10 X 100限 1% rA =0.1/9.9 *100險(xiǎn) 1.01% 因?yàn)椋篈 xm= -0.4 mV rm =0.4/100 = 0.4% 所以：s = 0.5 100/100 =1 mV;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)間電壓

8、，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 若R=20KQ,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R=1MQ,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：UA：205+ 20x2=105+ 1012=9.6V12= 8V R 外=20/1000 =19.6KQ2.27用數(shù)字電壓表測(cè)得一組電壓題2.12圖值如下表：nxinxinxi120.42620.431120.42220.43720.391220.41320.40820.301320.39420.43920.401420.39520.421020.431520.40判斷有無壞值，寫出測(cè)量報(bào)告

9、值。n 一 ，一，.一解：(1)用公式x 1Xi求算術(shù)平均值。n i1 15X= (20.42+20.43 + +20.40 ) =20.404 15 i i(2)列出Vi和V如表2.27 -1(3)=v：=J- 15 v20.0327，n 1 i 1 v1 i 1表 2.27 1nVi2VinVi2VinVi2Vi10.010.000260.020.000610.010.000226567676165630.020.00068-0.00.000110.000.000046769149626365-0.00.00001-0.10.01081-0.00.0001041600416314960.0

10、20.0006-0.00.00001-0.00.00016760416414960.010.00020.020.00061-0.00.0000656676514163(y = 0.098從表2.27中可以看出，剩余殘差最大的第8個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，其值為:v8 =0.10=0.103 , n8為壞值應(yīng)剔除。(4)剔除防后的算術(shù)平均值(5)重新列出Vi和V如表2.27 -2表 2.27 -2nVi2VinVi2VinVi2Vi10.000.000060.010.000210.000.000026367656063630.010.00028-0.00.00051-0.00.0000465692476104

11、165-0.00.0001-0.00.00011-0.00.000514961496224760.010.00020.010.00021-0.00.0005656656324760.000.00001-0.00.000163641496(6)剔除防后的標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值(7)剔除小后無壞值因此用數(shù)字電壓表測(cè)得結(jié)果為：20.414 0.0132.29按照有效數(shù)字的運(yùn)算法則，計(jì)算下列各結(jié)果： 1.0713 X3.2 = 3.42 1.0713 X3.20= 3.43 40.313 X4.52 = 182.2 51.4 X 3.7 = 190 56.09 +4.6532 =60.74 70.4 -0.4

12、53 =70.0例1將下列數(shù)字保留到小數(shù)點(diǎn)后一位：12.34,12.36,12.35,12.45。解：12.34 12.312.36 12.412.35 12.412.45 12.4小于5舍，大于5入，等于5時(shí)采取偶數(shù)法則。第三章：1、掌握正弦信號(hào)發(fā)生器的主要性能指標(biāo)。指標(biāo)：（1）頻率特性（2）輸出特性（3）調(diào)制特性2、掌握低頻信號(hào)RG積分電路構(gòu)成的低頻信號(hào)發(fā)生器的工作原理P6& P723、掌握射頻信號(hào)（鎖相、合成）發(fā)生器的工作原理。P82、P843.11題3.11圖是簡(jiǎn)化了的頻率合成器框圖，fi為基準(zhǔn)頻率，f2為輸出頻率，試確定兩者之間的關(guān)系。若 f1 =1MHz分頻器+ n和+m中n、m可

13、以從1變到10,步長(zhǎng)為1,試確定f2的頻率范圍。題3.11圖解：相位鎖定時(shí)：f1/n=f2/mf2=f1 . m/n當(dāng) m=1 n =10 時(shí) f2min = f 1/10 =0.1MHz當(dāng) m=10 n =1 時(shí) f2max= 10f 1 = 10MHz3.18用題3.18圖（a所示方案觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)瞬態(tài)響應(yīng)，如果輸入波形是矩形脈沖（b）, 被觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)分別為（c）、（d）,則示波器上顯示的輸出波形各為什么？昧沖佶“源彘觀潮網(wǎng)絡(luò)（的貓人波出巴t也被犯測(cè)網(wǎng)絡(luò)題3.18圖即：r T/10 則圖（G）為微分電解：對(duì)網(wǎng)絡(luò)（G） : 丁 p = RG 5RGVT/2路，所以，輸入方波脈沖時(shí)，輸出為正負(fù)尖峰脈沖

14、。對(duì)網(wǎng)絡(luò)（d）: 丁 p = RC 5RCVT/2 即：r T/10 則圖（d）為耦合電路，所以，輸入方波脈沖時(shí)，輸出為近似的方波脈沖。第四章：1、掌握示波器的主要技術(shù)指標(biāo)及基本組成和工作原理。技術(shù)指標(biāo)：（ 1）頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)3也叫帶寬。指垂直偏轉(zhuǎn)通道（Y方向放大器）對(duì)正弦波的幅頻響應(yīng)下降到中心頻率的 0.707（-3dB） 的頻率范圍。（ 2）偏轉(zhuǎn)靈敏度（ S）單位輸入信號(hào)電壓Uy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:S= H / U y（ 3）掃描頻率掃描頻率表示水平掃描的鋸齒波的頻率。一般示波器X 方向掃描頻率可由t/cm 或 t/div 分檔開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，此開關(guān)標(biāo)注的是時(shí)基

15、因數(shù)。（ 4）輸入阻抗輸入阻抗是指示波器輸入端對(duì)地的電阻Ri 和分布電容Ci 的并聯(lián)阻抗。（ 5）示波器的瞬態(tài)響應(yīng)示波器的瞬態(tài)響應(yīng)就是示波器的垂直系統(tǒng)電路在方波脈沖輸入信號(hào)作用下的過渡特性。上升時(shí)間tr越小越好。（ 6）掃描方式線性時(shí)基掃描可分成連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描兩種方式?；窘M成：Y 通道、X 通道、 Z 通道、示波管、幅度校正器、掃描時(shí)間校正器、電源幾部分組成。工作原理：P1082、 掌握示波器的使用及校正方法。 P1194.6 電子示波器由哪幾個(gè)部分組成？各部分的作用是什么？答：電子示波器由Y通道、X通道、Z通道、示波管、幅度校正器、掃描時(shí)間校正器、電源幾部分組成。Y通道的作用是：檢測(cè)被

16、觀察的信號(hào)，并將它無失真或失真很小地傳輸?shù)绞静ü艿拇怪逼D(zhuǎn)極板上。X 通道的作用是：產(chǎn)生一個(gè)與時(shí)間呈線性關(guān)系的電壓，并加到示波管的 x 偏轉(zhuǎn)板上去，使電子射線沿水平方向線性地偏移，形成時(shí)間基線。Z 通道的作用是： 在時(shí)基發(fā)生器輸出的正程時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生加亮信號(hào)加到示波管控制柵極上，使得示波管在掃描正程加亮光跡，在掃描回程使光跡消隱。示波管的作用是：將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，顯示被測(cè)信號(hào)的波形。幅度校正器的作用是：用于校正 Y 通道靈敏度。掃描時(shí)間校正器的作用是： 用于校正 x 軸時(shí)間標(biāo)度， 或用來檢驗(yàn)掃描因數(shù)是否正 確。電源的作用是：為示波器的各單元電路提供合適的工作電壓和電流。4.8 現(xiàn)有下列三種示波

17、器，測(cè)量上升時(shí)間， ， 為 80ns 的脈沖波形， 選用哪一種好？ 為什么？(1) SBT5同步示波器 f h=10MHz tr40nso(2) SBM10通用示波器 f h =30MHz tr 012ns。(3) SR-8 雙蹤示波器 f h =15MHz 302,1ns。解：(1) tri=350/ fh = 350 /10 =35 ns(2)匕=350/ fh = 350 /30 =12 ns(3) tr3 = 350/ fh = 350 /15 =23 nstr2最小，選用 SBM10通用示波器好。4.14 時(shí)基發(fā)生器由幾部分組成？各部分電路起什么作用？為什么線性時(shí)基信號(hào)能展開波形？答

18、：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)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。4.17 計(jì)算下列波形的幅度和頻率(經(jīng)探頭接入) ：(1) V/div 位于 0.2 檔，t /div 位于 2ds 檔。 H= 2div ,D= 3div H = 5div ,D =

19、 2div. H = 3div ,D = 5div解： U = 2 div X0.2V/div X10 = 4V T =3 div X2 d s/div=6sf = 1/T = 167KHz U = 5 div X0.2V/div X10=10V T =2 div X2 d s/div=4sf = 1/T=250KHz U = 3 div x 0.2V/div x 10 = 6V T =5 div x 2 d s/div = 10 d sf = 1/T = 100KHz(2) V/div位于 0.05檔，t/div 位于 5011s 檔。 H=5div,D=6div H=4div,D=4div

20、 H=2div,D=5div解： U = 5 div X0.05V/div x 10= 2.5V T =6 div x 50 d s/div =300 sf = 1/T = 3.3KHz U = 4 div X0.05V/div x 10= 2Vf = 1/T = 5KHz U = 2 div X0.05V/div x 10= 1V=4 div X50 d s/div =200 s=5 div X50 d s/div =250 s3) V div 位于 20 檔，t div 位于 0.5s檔。 H= 2div ,D= 0.5div H=1div ，D = 1div H =0.5div ，D =

21、2div解： U = 2 div X20V/div x 10= 400V= 0.5 div X0.5s /div = 0.25s4.18 有兩個(gè)周期相同的正弦波，在屏幕上顯示一個(gè)周期為f = 1/T=4Hz U = 1 div x 20V/div x 10= 200V=1div X0.5s /div =0.5sf = 1/T=2Hz U = 0.5div X20V/divX10=100V=2 div x 0.5s /div = 1sf = 1/T = 1Hz個(gè)周期為6 個(gè) div ，兩波形間相位f = 1/T=4KHz間隔為如下值時(shí)，求兩波形間的相位差。1)0.5 div2) 2 div3)

22、1 div4)1.5 div5) 1.2 div6) 1.8 div解： ( 1)3 =0.5 X 360 /6 =30(2) 3 =2X360 /6 = 1203)3 =1 X360 /6 =60(4) 3 =1.5 X 360 /6 =905)3 =1.2 X360 /6 =72(6) 3 = 1.8 X360 /6 =108第五章：1、了解頻率測(cè)量的方法，掌握電子計(jì)數(shù)法測(cè)量頻率、周期的工作原理及誤差分析和減小測(cè)量誤差的措施。 P142P153減小誤差： ( 1)頻率： 提高晶振頻率的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度以減小閘門時(shí)間誤差擴(kuò)大閘門時(shí)間T或倍頻信號(hào)頻率fx以減小 1誤差以減小閘門時(shí)間誤差。被測(cè)信號(hào)

23、頻率較低時(shí)，采用側(cè)周期的方法測(cè)量。(2)周期：周期倍乘2、掌握諧振法測(cè)頻，頻率電壓轉(zhuǎn)換法測(cè)頻的工作原理。P1621645.5用一臺(tái)七位計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測(cè)量fx= 5MHz的信號(hào)頻率，試分別計(jì)算當(dāng)閘門時(shí)間為1s、0.1s和10ms時(shí),由于“土 1”誤差引起的相對(duì)誤差。解:閘門時(shí)間為1s時(shí):15 10 6 1=0.2 10 6閘門時(shí)間為0.1s 時(shí):1_5 10 6 0.10.210 5閘門時(shí)間為10ms時(shí):NfxT5 10 6 10 10-3=0.210 45.7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=5X108,門控時(shí)間T=1s,求:(1)測(cè)量fx= 10MHz寸的相對(duì)誤差

24、；(2)測(cè)量fx= 10kHz時(shí)的相對(duì)誤差；并提出減小測(cè)量誤差的方法。解：(1)上= fxfc fc尸(5 108 + )= 1.5 10 710 106 1(fcfc戶(5 108 +1_10 1031)10-4從Afx/ f x的表達(dá)式中可知， 提高晶振頻率的準(zhǔn)確度可減少八fc/ f c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)可減少土1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A(yù)fc/ fc =5X10 8,周期倍乘開關(guān)置X 100,求測(cè)量被測(cè)信號(hào)周期 Tx=10M 時(shí)的測(cè)量誤差.c解：上=(Txfc+ )mfxTca1“5 108+116): 104100 10 10 6 10 1065.13簡(jiǎn)述電橋法、諧振法、f-V轉(zhuǎn)換法測(cè)頻的原理，它們各適用于什么頻率范 圍？這三種測(cè)頻方法的測(cè)頻誤差分別決定于什么?答：電橋法測(cè)頻的原理是利用電橋的平衡條件和被測(cè)信號(hào)頻率有關(guān)這一特性來測(cè) 頻。交流電橋能夠達(dá)到平衡時(shí)有：電橋法測(cè)頻適用于 10kHz 以下的音頻范圍。在高頻時(shí)，由于寄生參數(shù)影響嚴(yán)重，會(huì)使測(cè)