電子測量復(fù)習(xí)資料

1、2011年電子測量復(fù)習(xí)資料第一章緒論一、名詞解釋測量？2.電子測量？3、計量？智能儀器:人們習(xí)慣把內(nèi)含微型計算機和GPIB （General-Purpose Interface Bus-通用接口總線）的儀器稱為智能儀器，以區(qū)別 于傳統(tǒng)的電子儀器.虛擬儀器:通常是指以計算機為核心的，由強大的測試應(yīng)用軟件支持的具有虛擬儀器面板，足夠的儀器硬件及通信功能的測量 信息處理系統(tǒng).二、簡答題、選擇題或填空題*為了保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須定期對儀器進行檢定和校準(zhǔn),1、測量的基本要素包括哪些，它們之間的相互關(guān)系是什么？測量的要素：被測對象、測量儀器、測量技術(shù)、測量人員和測量環(huán)境2、測量的基本過程如何，如何避

2、免各種影響測量結(jié)果的因素。（1）.測量過 一基本要素之間的互動關(guān)系 論證階段、設(shè)計階段、實施階段（2）應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧M量減少由于環(huán)境影響而產(chǎn)生的誤差。a恒溫、恒濕、穩(wěn)壓和防震。b抗干擾、防噪聲的措施，如接地、屏蔽、隔離、濾波等。c儀器應(yīng)能盡量適應(yīng)惡劣環(huán)境和大范圍變化環(huán)境。3、儀器按工作條件的不同可分為那幾組，其特點和應(yīng)用場合是什么？I組：良好的環(huán)境條件高精度計量用儀器II組：一般的環(huán)境條 一通用儀器（一般的環(huán)境條件，如學(xué)校、商場）m組：惡劣的環(huán)境條一野外、機載等儀器（一些便攜式儀器，需經(jīng)常移動，如飛機、艦載等，要考慮極端條件）4、計量與測量之間的關(guān)系是什么？計量的特征是什么？計量是一種

3、特殊形式的測量，計量的三個主要特征是統(tǒng)一性、準(zhǔn)確性和法制性5、測量誤差有哪些表示方法？測量誤差有哪些來源？測量誤差有絕對誤差和相對誤差兩種表示方法哪個是沒有單位的:相對誤差（1）儀器誤差：由于測量儀器及其附件的設(shè)計、制造、檢定等不完善，以及儀器使用過程中老化、磨損、疲勞等因素而使儀器帶有的誤差。（2）影響誤差：由于各種環(huán)境因素（溫度、濕度、振動、電源電壓、電磁場等）與測量要求的條件不一致而引起的誤差。（3）理論誤差和方法誤差：由于測量原理、近似公式、測量方法不合理而造成的誤差。（4）人身誤差：由于測量人員感官的分辨能力、反應(yīng)速度、視覺疲勞、固有習(xí)慣、缺乏責(zé)任心等原因，而在測量中使用操作不當(dāng)、現(xiàn)

4、象判斷出錯或數(shù)據(jù)讀取疏失，的誤差。（5）測量對象變化誤差：測量過程中由于測量對象變化而使得測量值不準(zhǔn)確，如引起動態(tài)誤差等。6、常用的相對誤差誤差有哪些？7、電子測量中的基本實現(xiàn)技術(shù)有哪些，舉例說明？8、我國電工儀表共分幾個等級？實際應(yīng)用時，如何選取表的量程？9、何為直接測量與何為間接測量？何為組合測量？10、頻域、時域、數(shù)域及隨機域測量的主要技術(shù)及常用設(shè)備有哪些？三、計算題1、某待測電流約為100mA，現(xiàn)有0.5級量程為0400mA和1.5級量程為0100mA的兩個電流表，問用哪一個電流表測量較好？（見 ppt）2、檢定量程為100微安的二級電流表，在50微安的刻度上，標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)為49微安，問

5、此表是否合格?3、某電壓放大器，測得電壓增益為Ax=6000，測量誤差廣3%，求實際電壓分貝增益。第二章.測量誤差及測量結(jié)果處理名詞解釋1、測量的基本參數(shù)有哪些？2、等精度測量和非等精度測量？3、真值、實際值、示值、誤差、修正值？4、誤差按性質(zhì)分為哪幾種？各有何特點？5、何謂標(biāo)準(zhǔn)差、平均值標(biāo)準(zhǔn)差、標(biāo)準(zhǔn)差的估計值？二、選擇題和填空題、簡答題1、相對誤差.實際值相對誤差：Ya _(Ax/A)X100%A.指示值相對誤差：y x=(Ax/ x)X100% 工程中常采用此法.滿度值相對誤差：y m=(Axm/ xm)X 100%.分貝誤差：電壓，電流等增益類參數(shù)的分貝誤差：Y A=20lg(1+Y )

6、功率類參數(shù)的分貝誤差：Y a =10lg(1+Y )2、歸納比較粗大誤差的檢驗方法。答：粗大誤差的檢驗方法主要有萊特檢驗法，肖維納檢驗法以及格拉布斯檢驗法。萊特檢驗法：若一系列等精度測量結(jié)果中，第i項測量值玉所對應(yīng)的殘差v .的絕對值P J 3s (x)則該誤差為粗差，所對應(yīng)的測量值%為異常值，應(yīng)剔除不用。本檢驗方法簡單，使用方便，也稱3準(zhǔn)則。當(dāng)測量次數(shù)n較大時，是比較好的方法。本方法是以正態(tài)分布為依據(jù)的，測值 數(shù)據(jù)最好n200，若n k 3)時，則認(rèn)為是粗差。本檢驗方法是建立在頻率趨近于概率的前提下，一般也要在n10時使用。一般在工程中應(yīng)用，判則不嚴(yán)，且不對應(yīng)確定 的概率。格拉布斯檢驗法：對

7、一系列重復(fù)測量中的最大或最小數(shù)據(jù)，用格氏檢驗法檢驗，若殘差V mJGs。本檢驗法理論嚴(yán)密，概率意義明確，實驗證明較好3、絕對誤差和相對誤差的傳遞公式有何用處？ TOC o 1-5 h z 答：絕對誤差傳遞公式：z=當(dāng)心.在進行系統(tǒng)誤差的合成時，如果表達式中各變量之間的關(guān)系主要為和差關(guān)系時，利 oxJj=1 J用絕對誤差傳遞公式更方便求解總系統(tǒng)誤差的絕對誤差；相對誤差傳遞公式：y =2 qUk.在進行系統(tǒng)誤差的合成時，如果表達式中各變量之間的關(guān)系主要為乘、除，開方以及 yoxjj=1J平方關(guān)系時，利用相對誤差傳遞公式更方便求解總系統(tǒng)誤差的相對誤差。4、測量誤差和不確定度有何不同？答：測量誤差是指

8、測量值（或稱測得值、測值）與真值之差，它以真值或約定真值為中心，誤差是一個理想的概念，一般不能準(zhǔn) 確知道，難以定量；不確定度是指與測量結(jié)果相聯(lián)系的一種參數(shù)，用于表征被測量之值可能的分散性程度，即一個完整的測量結(jié)果應(yīng)包含被測量 值的估計與分散性參數(shù)兩部分，而測量不確定度是以被測量的估計值為中心。測量不確定度是反映人們對測量認(rèn)識不足的程度， 是可以定量評定的。對比項目誤差不確定度含義反映測量結(jié)果偏離真值的程度反映測量結(jié)果的分散程度符號非正即負恒為正值分類隨機誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤差A(yù)類評定和B類評定表示符號符號較多、且無法規(guī)定規(guī)定用u、uc、u、up表示合成方式代數(shù)和或均方根均方根主客觀性客觀存在

9、，不以人的認(rèn)識程度改變與人們對被測量及測量過程的認(rèn)識有關(guān)與真值的關(guān)系有關(guān)無關(guān)5、歸納不確定度的分類和確定方法？答：不確定度分為A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度和B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。由一系列觀測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析來評定的分量稱為A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度；不是用一系列觀測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析法，而是基于經(jīng)驗或其他信息所認(rèn)定的概率分布來評定的分量稱為B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。確定方法：（1）A類評定是用統(tǒng)計分析法評定，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u的求法等同于由系列觀測值獲得的標(biāo)準(zhǔn)差，即A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度就等于標(biāo)準(zhǔn)差，即uA=b x；（2）B類評定不用統(tǒng)計分析法，而是基于其他方法估計概率分布或分布假設(shè)來評定標(biāo)準(zhǔn)差并得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度。6、歸納測量數(shù)據(jù)處理的方法

10、。答：測量數(shù)據(jù)處理的方法主要有效數(shù)字、算術(shù)平均值加不確定度、表格或曲線等。有效數(shù)字是指在測量數(shù)值中，從最左邊一位非零數(shù)字起到含有誤差的那位存疑數(shù)為止的所有各位數(shù)字。數(shù)據(jù)修約規(guī)則：四舍五入，等于五取偶數(shù)。最末一位有效數(shù)字（存疑數(shù)）應(yīng)與測量精度是同一量級的。測量數(shù)據(jù)可繪制成曲線或歸納成經(jīng)驗公式，以便得出正確、直觀的結(jié)果。6、隨機誤差具有：對稱性：正負誤差出現(xiàn)次數(shù)相等單峰性：絕對值小的誤差出現(xiàn)的次數(shù)比絕對值大的出現(xiàn)的次數(shù)多有界性：絕對值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)少，不會超出一定界限抵償性:測量次數(shù)無窮大，隨機誤差平均值為零7、系統(tǒng)誤差的削弱或消除方法1）從產(chǎn)生系統(tǒng)誤差根源上采取措施減小系統(tǒng)誤差要從測量原理和

11、測量方法盡力做到正確、嚴(yán)格。測量儀器定期檢定和校準(zhǔn)，正確使用儀器。注意周圍環(huán)境對測量的影響，特別是溫度對電子測量的影響較大。盡量減少或消除測量人員主觀原因造成的系統(tǒng)誤差。應(yīng)提高測量人員業(yè)務(wù)技術(shù)水平和工作責(zé)任心，改進設(shè) 備。2）用修正方法減少系統(tǒng)誤差修正值=一誤差=（測量值一真值）實際值=測量值+修正值采用一些專門的測量方法替代法交換法對稱測量法減小周期性系統(tǒng)誤差的半周期法7、將下列數(shù)據(jù)舍入到小數(shù)第二位。-12.434412.43-0.694990.69-17.695517.7063.7350163.7425.325025.32123.1150123.12-需要注意的是，舍入應(yīng)一次到位，不能逐位

12、舍入。上例中0.69499，正確結(jié)果為0.69，錯誤做法是：0.694910.6950-0.6950.70。三、計算題1、用圖中(a)、(b)兩種電路測電阻 血，若電壓表的內(nèi)阻為V，電流表的內(nèi)阻為與，求測量值受電表影響產(chǎn)生的絕對誤差和 相對誤差，并討論所得結(jié)果。解:k _ (R / R ) 1 _ R R 廠 *廣 R；+ R解:Rx + Ryr = AR x 100 (/ = Lx 100= x 100 %R-R九 R + R七 1 + R TOC o 1-5 h z XX vRX在R 一定時被測電阻R越小，其相對誤差越小，故當(dāng)R相對R很小時，選此方法測量。 vXXv(b) R = V =

13、1X (Rx + %)= R + RAR = R R = R HYPERLINK l bookmark83 o Current Document x 11x 1x x 1rR = x 100 匕=R x 100 匕XX2、在RI一定時，被測電阻RX越大.其相對誤差越小，故當(dāng)與相對RI很大時，選此方法測量。用一內(nèi)阻為RI的萬用表測量下圖所示電路A、B兩點間電壓，設(shè)E=12V，R1=5kfl，R2=20kfl，求:如E、R1、R2都是標(biāo)準(zhǔn)的，不接萬用表時A、B兩點間的電壓實際值UA為多大？如果萬用表內(nèi)阻Rj=20kQ，則電壓UA的示值相對誤差和實際相對誤差各為多大？如果萬用表內(nèi)阻Rj=lMQ則電壓

14、UA的示值相對誤差和實際相對誤差各為多大?R1 5KQ AB解：(1) A、B兩點間的電壓實際值UAA一12一20k = 9.6V 5k + R1 5KQ AB解：(1) A、B兩點間的電壓實際值UAA一12一20k = 9.6V 5k + 20k(2) ua測量值為:ER1 + R2/ RR2 R125k + 20k/20k20k / 20k1210k = 8.0V5k + 10kAU 8.0 - 9.6所以u的示值相對誤差y = TT =-20%Ax Ux 8.0AU8.0 - 9.6 sb= -17% 9.6UA的實際相對誤差加AUA(3) UA測量值為：UA12R + R / R R2

15、H R = 5k + 20k/1M20k1M121219.6k = 9.56V5k + 19.6kAU9.56 - 9.6所以u的示值相對誤差y =w -0.42%Au的實際相對誤差為y AAx Ux 9.56AU9.56 - 9.6澆-0.42%9.6UA序號測量值殘差殘差序號測量值殘差殘差1205.300.099205.710.410.52204.94-0.4-0.2710204.7-0.6-0.513205.630.330.4211204.86-0.44-0.354205.24-0.10.0312205.350.050.145206.651.3513205.21-0.0906204.97

16、-0.3-0.2414205.19-0.11-0.027205.360.060.1515205.21-0.0908205.16-0.1-0.0516205.320.020.11測量結(jié)果越準(zhǔn)確。由此可見，當(dāng)電壓表內(nèi)阻越大，3、對某電壓進行了 16次等精度測量，測量數(shù)據(jù)中已記入修正值，列于表中。要求給出包括誤差在內(nèi)的測量結(jié)果表達式。解：求出算術(shù)平均值 無=3七志=205.30計算片=0白并蝠寸2=1計算標(biāo)準(zhǔn)偏差二7土孕 =0.4434按蒙技準(zhǔn)則判斷有無士=1330；查表中第5個數(shù)據(jù)玲=1.35劃應(yīng) 聽=20665 祝為粗大誤差，加以制隱 現(xiàn)剩下15個致?lián)?。重新計算剩?5個數(shù)據(jù)的平均值：亍=205

17、.21及重新計算=哥頃敦槌也 并驗ig = 03=1II . 一 q tr _ ra i-j_rv 對v/作圖，判斷有無變值系統(tǒng)誤差，見圖3人 從圖中可JL無明顯累進VvX-X-X-X-X-X-X-X-X-V-柱或周期性系統(tǒng)誤差。計算算術(shù)平地t的榆蹣差：號715=0.27/7150.07寫出測量結(jié)杲表達式：=xr3 =205.2+0.2(y)甲【例35】，用兩種方法測量某電壓，第一種方法測量6次，其算術(shù)平均值* =103磯標(biāo)準(zhǔn)偏差貝吟）=0.2 V；第二種方法測量S次，其算術(shù)平均值改=10.1磯 標(biāo)準(zhǔn)偏差E吟）=0.1磯 求電壓的估計值和赫偏差。*解：取4 = 1,則兩種測量值的權(quán)如，階扁=客

18、=嘉211，階扁=客=嘉211吧=?（）一 云一 oHU7J7 , ttztz X 10.3 + xio.01則電壓的估計值為：17 =絲廿#沮=-01= 10.14 (V)p炎+炎1 I 11 1 = 70.008 = 0.089 (V) J 004+om電壓估計值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為：寸）=4、檢定一只2.5級電流表3mA量程的滿度相對誤差?，F(xiàn)有下列幾只標(biāo)準(zhǔn)電流表，問選用哪只最適合，為什么？（1）0.5故MmA；量程;12D.L4級30mA量程;=10.14027（V）(3(3) 0.2 級 15mA 量程;(4) 0.1 級 100mA 量程。解：2.5級電流表3mA量程的絕對誤差為2.5%X3

19、mA=0.075mA（1）0.5級10mA量程的絕對誤差為0.5%X10mA=0.05mA（2）0.2級10mA量程的絕對誤差為0.2%X10mA=0.02mA（3）0.2級15mA量程的絕對誤差為0.2%X 15mA=0.03mA（4）0.1級100mA量程的絕對誤差為0.1%X100mA=0.1mA由以上結(jié)果可知（1）, （2）, （3）都可以用來作為標(biāo)準(zhǔn)表，而（4）的絕對誤差太大，其中（1）, （2）量程相同，而（3）的量程比（1）, （2）大，在絕對誤差滿足要求的情況下，應(yīng)盡量選擇量程接近被檢定表量程， 但（2），（3）準(zhǔn)確度級別高，較貴，所以最適合用作標(biāo)準(zhǔn)表的是0.2級10mA量程的

20、。5、檢定量程為100微安的二級電流表，在50微安的刻度上，標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)為49微安，問此表是否合格？（自己做）6、對某電感進行了 12 次精度測量，測得的數(shù)值（mH ）為 20.46，20.52，20.50，20.52，20.48，20.47，20.50， 20.49，20.47， 20.49， 20.51， 20.51，若要求在P=95%的置信概率下，該電感真值應(yīng)在什么置信區(qū)間內(nèi)？（重點掌 握 3/2）第一步：求出袤及s(X)P_1 19 = Y L = 20A93mH i2trs(L) = 0.020mHs(Z) =2-l = 0.006-yl2第二步：查 t 分布表,由 U = T - 1 = 11JIP=O.95 查得& = 2.20+J第三步：估計電感L的置信區(qū)間P測量x不，付尹測量x不，付尹X石1 =占：26.00&