古天祥电子测量原理古天祥版各章习题附详细答案(共16页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上第一章 测量的基本原理一、填空题1 某测试人员在一项对航空发动机页片稳态转速试验中，测得其平均值为 20000 转 / 分钟（假定测试次数足够多）。其中某次测量结果为 20002 转 / 分钟，则此次测量的绝对误差x _ ，实际相对误差 _ 。 2 转 / 分钟， 0.01 。2 在测量中进行量值比较采用的两种基本方法是 _ 和 _ 。 间接比较法，直接比较法。3 计量的三个主要特征是 _ 、 _ 和 _ 。 统一性，准确性，法律性。4 _ 是比较同一级别、同一类型测量标准的一致性而进行的量值传递活动。 比对。5 计算分贝误差的表达式为 ，其中 称为 _ 。 相对误差6 指针偏转式电压表和数码显示式电压表测量电压的方法分别属于 _ 测量和_ 测量。 模拟，数字7 为了提高测量准确度，在比较中常采用减小测量误差的方法，如 _法、_法、 _法。 微差、替代、交换二、判断题：1 狭义的测量是指为了确定被测对象的个数而进行的实验过程 （错）2 基准用来复现某一基本测量单位的量值，只用于鉴定各种量具的精度，不直接参加测量。 （对）3 绝对误差就是误差的绝对值 （错）4 通常使用的频率变换方式中，检波是把直流电压变成交流电压 （错）5 某待测电流约为 100mA 。现有两个电流表，分别是甲表： 0.5 级、量程为 0400mA ；乙表 1.5 级，量程为 0100mA 。则用甲表测量误差较小。 （错）6 在电子测量中，变频是对两个信号的频率进行乘或除的运算。 （错）三、选择题：1 下列各项中不属于测量基本要素的是 _ C _ 。 A 、被测对象 B 、测量仪器系统 C 、测量误差D 、测量人员2 下列各项中不属于国际单位制基本单位的是_ D _。 A 坎德拉（ cd）B开尔文（K）C摩尔（mol） D 千米（km）3 下列不属于测量误差来源的是 _ B _ 。 A 仪器误差和（环境）影响误差 B 满度误差和分贝误差C 人身误差和测量对象变化误差 D 理论误差和方法误差4 _ B _ 是 同时考虑了事物运动状态及其变化方式的外在形式、内在含义和效用价值的主体认识论层次信息。A 语法信息 B 全信息 C 实在信息 D 先验信息5 主体认识论层次的信息比客体认识论层次信息具有丰富得多的内涵。并不是因为：_A_A 认识的主体具有想象力 B 认识的主体具有感觉能力C 认识的主体具有理解能力 D 认识的主体具有目的性6 分频是对信号频率进行 _ D _ 运算。 A 、加法 B 、减法 C 、乘法 D 、除法四、简答题1 试述测量的定义。答：关于测量的科学定义，有狭义和广义狭义测量是指为了确定被测对象的量值而进行的实验过程广义测量是指为了获取被测对象的信息而进行的实验过程。 2 测量两个电压得到它的测量值，它们的实际值分别为，求测量的绝对误差和相对误差。4 什么是计量？它有何特点？计量与测量的关系如何？计量是为了保证量值的统一和准确一致的一种测量，它是利用技术和法制手段实施的一种特殊形式的测量，即把被测量与国家计量部门作为基准或标准的同类单位量进行比较，以确定合格与否，并给出具有法律效力的检定证书。计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性。由于测量发展的客观需要出现了计量，测量数据的准确可靠，需要计量予以保证，计量是测量的基础和依据，没有计量，也谈不上测量。测量又是计量联系实际应用的重要途径，可以说没有测量，计量也将失去价值。计量和测量相互配合，相辅相成。5 比较有哪些类型？它们各自的特点是什么？测量中使用比较器可进行五种不同层次的比较： 6 电子测量中典型的比较方法有哪些？7.电子测量中常用了哪些参量的比较技术？ 电压比较、阻抗比较、频率（时间）比较、相位比较、数字比较等。8 试举例说明运算与处理功能在电压测量中的应用。第二章 测量方法与测量系统一、填空题1 电子测量的特点有：测量频率范围宽、_、_、_、_、易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化。量程范围宽；测量准确度高、测量速度快、易于实现遥测。2从基本的测量对象来看，电子测量是对_和_ 的测量。 电信号；电系统3有源量测量系统与无源量测量系统在功能结构上最显著的区别是有无_ 。 测试激励信号源。4测量系统的理想静态特性为_ 。 y=kx 5常用的可靠性指标有_ 、_ 、_ 、_ 。 平均无故障时间；可信任概率；故障率或失效率；有效度或可用度。6描述系统动态特性的数学模型有：时域中的_ 和_ ，复频域中的 _ ，频域中的_ 。微分方程；脉冲响应函数；传递函数；频率响应函数。7一阶系统的频率特性中，当时， 0.707； ；8. 二阶系统的频率特性中，当阻尼比_，在信号频率等于谐振频率时，系统会发生共振；当阻尼比_时，系统无谐振。 <0.707；>0.707二、判断题：1 从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术为手段而进行的测量，即以电子科学技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和非电量进行的测量。（对）2. 信号是用变化着的物理量来表示信息的一种函数，信号是信息的载体，具有能量。所以信号就是信息。 （错）3. 周期性信号是确定性信号，非周期信号（如瞬变冲激信号）是随机信号。 （错）4. 给线性系统输入一个正弦信号，系统的输出是一个与输入同频率的正弦信号 （对）5. 频域测量中最典型的测试信号是脉冲信号。 （错）6. 测试装置的灵敏度越高，其测量范围越大。 （错）7. 从系统的阶跃响应有无振荡，一定可以区分出一阶系统和二阶系统。 （错）三、选择题：1. 电子信息技术应用在电子测量中的优点有（A、B、C、D、E ）。 A.速度极快 B. 分辨力高 C.范围宽 D.利于信息传递 E. 变换技术灵活 2. 采样信号是指（A）。 A.幅值连续、时间离散 B.幅值离散、时间连续 C.幅值连续、时间连续 D.幅值离散、时间离散3. 下列参量中有源量有（B D）。 A.反射系数 B.功率 C.导磁率 D.信号频率4.仪器通常工作在（C ），可满足规定的性能。 A.基准条件 B.极限工作条件 C.额定工作条件 D.储存与运输条件5.已知系统输入量的拉氏变换为X(S)，输出量的拉氏变换为Y(S)，则测量系统的传递函数为（D ）。四、简答题1 某压力传感器具有线性静态特性，其压力测量范围为100600kPa，对应输出直流电压0.050.0mV，求该传感器的量程和灵敏度。量程测量范围上限测量范围下限600100500 (kPa)2. 如何获得一个实际测量系统的静态特性？测试系统的静态特性是通过静态标定或静态校准的过程获得的。静态标定就是在一定的标准条件下，利用一定等级的标定设备对测试系统进行多次往复测试的过程， 3. 简述线性系统的频率特性的测量方法。4. 某一阶测量系统，在 时，输出为10mV；在 时，输出为100mV；在 时，输出为50mV，试求该测量系统的时间常数。初始值不为零的一阶测量系统，其阶跃响应的微分方程的解为：由已知条件得：化解得： 故：该测量系统的时间常数为8.506秒。 第四章 时间与频率的测量一、填空题1: 电子计数器的测频误差包括_误差和_误差。 ±1量化、标准频率2: 频率计除测频、测周外，扩展功能有_ 、 _ 、_ 、 _ _ 。 测频率比、测时间间隔、测相位差、自检3: 在测量周期时的主要误差有：_ 和_ 。 通用计数器采用较小的_可以减小±1误差的影响。 量化误差、标准频率误差、频标4: 在测量周期时，为减少被测信号受到干扰造成的转换误差，电子计数器应采用_测量法。 多周期5: 采用电子计数器测频时，当被计数频率一定时，_可以减小±1误差对测频误差的影响；当闸门时间一定时，_，则由±1误差产生的测频误差越大。 增大闸门时间、被计数频率越低6: 在进行频率比测量时,应将_的信号加在B通道，取出_(周期倍乘为1)作为计数的闸门信号，将_ 的信号加在A通道，作为被计数的脉冲。 频率较低、一个周期、频率较高；7: 一个信号源频率实际值和其标准值的相对偏差定义为_ , 而把信号源频率变化的不确定性定义为_。 频率准确度、频率稳定度8: 在测量阿仑方差时，其采样方法与标准的偏差不同，它的两次相邻测量之间是_。 连续的二、判断题：1: 一个频率源的频率稳定度愈高，则频率准确度也愈高。 （错）2: 当被测频率大于中界频率时，宜选用测周的方法；当被测频率小于中界频率时，宜选用测频的方法。 （错）3: 当计数器进行自校时，从理论上来说不存在±1个字的量化误差。 （对）4: 在测量低信噪比信号的周期时,计数器通常采用周期倍乘,这主要是为了克服±1误差的影响。 (错)5: 用计数器直接测周的误差主要有三项：即量化误差、触发误差以及标准频率误差。 （对）6: 使用模拟内插法和游标法不能从根本上来消除±1个字的量化误差。 （对）7: 标准频率的相对不确定度应该比±1误差引起的测频误差小一个量级。 （对）8: 在进行阿伦方差的测量时，组与组之间以及组内两次测量之间必须都是连续的。 （错）三、选择题：1、在通用计数器测量低频信号的频率时，采用倒数计数器是为了（D ） A.测量低频周期 B.克服转换误差 C.测量低频失真 D.减小测频时的量化误差影响2、用于电子计数器中的高精度晶体振荡器，通常采取了_措施。（C） A.精密稳压 B.选择电路元件C.恒温或温补 D.消除寄生振荡3、测频量化误差曲线和测周量化误差曲线交点处的频率，称为（D ）。 A交点频率 B临界频率C中心频率 D中界频率4、欲测量一个标称频率 的石英振荡器，要求测量准确度优于 ，选用的计数器标准频率准确度和闸门时间应为（C）。A. ， ；B. ， ；C. ， ； D. ， 。5、设计数器直接测周的分辨力为1ms，若采用多周期测量法，将测周分辨力提高到1,应选择的“周期倍乘”为（D ）。 A.10； B.102； C.103； D.104。6、用计数器测频的误差主要包括：（B） A. 量化误差、触发误差 B. 量化误差、标准频率误差C. 触发误差、标准频率误差 D. 量化误差、转换误差7、下列哪种方法不能减小量化误差：（A ） A. 测频时使用较高的时基频率；B. 测周时使用较高的时基频率C. 采用多周期测量的方法 ；D. 采用平均法8、用电子计数器测量某一频率为10KHz的信号，其信噪比为 ，利用下列哪种测量方案测量误差最小（已知计数器标准频率误差 ）。（C ） A. 测频，闸门时间1S； B. 测周，时标 1nsC. 周期倍乘 N=1000，时标1s ；D. 周期倍乘N=10，时标0.1s9、若fx表示频率实际值，f0表示频率标称值，则频率准确度定义为 （ A）。 （A） (B) (C) (D)10、调制域描述的是（B）之间的关系。 A时间幅度；B 时间频率C频率幅度；D 时间相位四、简答题1、用一台5位十进电子计数器测量频率，选用0.1s的闸门时间。若被测频率为10KHz，则测频分辨力为多少？量化误差（相对误差值）为多少？如果该计数器的最大闸门时间为10s，则在显示不溢出的情况下，测量频率的上限为何值？解： （1）测量分辨率（1/0.1s） 10Hz （2）在0.1s的闸门时间内的计数值为：10KHz×0.1s1000， 则量化误差的相对值为：1/10000.1（3）为了显示不溢出，则在10s的最大闸门时间内计得的值不能超过105，由此可得测量频率的上限值为：105/10s10KHz 2、欲用电子计数器测量一个fx=200Hz的信号频率，采用测频（选闸门时间为1s）和测周（选时标为0.1s）两种方法。（1）试比较这两种方法由±1误差所引起的测量误差； （2）从减少±1误差的影响来看，试问fx在什么频率范围内宜采用测频方法，什么范围宜采用测周方法？解：（1）测频时，在1s的闸门时间内对被测信号的计数值为：200Hz×1s200 则量化误差为：1/2000.5测周时，因为被测信号的频率为200Hz，则一个周期时间为1/2000.0005秒。由于时标为0.1s，所以被计数频率为1/0.1s10MHz107Hz。在0.0005秒内计得的数为：107×0.00055000，所以量化误差为：1/50000.02（2）为了确定是采用测频还是测周的方法，必须先得到采用这两种方法的量化误差相等的点，即中界频率 ：式中：fst为测频是选用的闸门时间的倒数；fct为测周时选用的频标信号的频率。代入数值可得： ，因此当fx小于3162.3Hz时，选用测周的方法；当fx大于3162.3Hz时，选用测频的方法。 3、用游标法测量一个时间间隔，假设f1领先f2且f110MHz，f210.001MHz。经过100个周期的追赶，两时标重合，求被测时间间隔以及这种方法所能达到的最大分辨率。解：（1）由于f110MHz，则T11/10MHz100ns；同理T21/10.001MHz99.99ns则被测时间间隔100×（10099.99）ns1ns。（2）最大分辨率为：100ns99.99ns0.01ns100ps。第五章 电压测量一、填空题1、 用一只0.5 级50V的电压表测量直流电压，产生的绝对误差_伏。 0.252、 用峰值电压表测量某一电压，若读数为1V，则该电压的峰值为_伏。 1.413、采用某电压表（正弦有效值刻度）测量峰值相等（Vp=5V）的正弦波、方波、三角波，发现读数相同，则该表为_检波方式，读数_。峰值 3.53V4、.峰值电压表的基本组成形式为_式。 检波放大5、均值电压表的工作频率范围主要受_的限制，而灵敏度受放大器_ 的限制。 宽带放大器带宽、内部噪声6、在150的电阻上，测得其电压电平为+20dBv，其对应的功率电平应为_。 +26dBm7、某数字电压表的最大计数容量为19999，通常称该表为_位数字电压表；若其最小量程为0.2V，则其分辨力为_。 (或四位半) , 10V8、DVM测量系统输入端采取 的措施，是提高CMR的行之有效的方法。 浮置二、判断题：1、 对双积分式DVM来说，串模干扰的最大危险在低频。 （对）2、 数字电压表的固有误差由两项组成，其中仅与被测电压大小有关的误差叫读数误差，与选用量程有关的误差叫满度误差。 （对）3、 峰值电压表按有效值刻度，它能测量任意波形电压的有效值。 （对）4、 积分式DVM对一定的积分时间T，干扰频率越高，SMR越大。 （错）5、 有效值电压表适应于非正弦波的电压测量，其电压刻度与被测电压波形无关。 （错）6、双斜式DVM中，其平均特性可以抑制共模干扰影响。 （对）7、双积分式DVM中变换结果与积分器积分元件RC有关，但其积分器线性不好也不会引起测量误差。 （错）8、对于双积分式DVM，对输入信号积分的时间只有等于工频（50Hz）的周期时，才能抑制工频干扰。 （错）三、选择题：1、交流电压的波峰因素Kp定义为_ C _。 A:峰值/平均值B:有效值/平均值C:峰值/有效值D:平均值/峰值2、波形因素为_ B _。 A:平均值与有效值之比B:有效值与平均值之比C:峰值与平均值之比D:峰值与有效值之比3、设测量电压时的相对误差的 ，则其分贝误差 dB= _ B _。 A:B:C:D:4、DVM的固有误差表示为 ，其中第一项 称为_ B _。A:满度误差B:读数误差C:量化误差D:零漂误差5、交流电压V(t)的有效值的表达式为_ D _。 A:B:C:D:6、一台5位DVM，其基本量程为10V，则其刻度系数（即每个字代表的电压值）为_ B _mv/字。 A:0.01B:0.1C:1D:107、一台5位半DVM，其基本量程为2V，则其刻度系数（即每个字代表的电压值）为_ A _mV/字。 A:0.01B:0.1C:1D:108、DMM的串模抑制比定义为 ，其中 和 分别表示（A）。A:干扰电压峰值和由干扰电压引起的最大测量误差 B:干扰电压峰值和干扰电压平均值C:干扰电压有效值和干扰电压最大值 D:由干扰电压引起的平均测量误差和最大测量误差9、根据dB及dBm的定义，当负载阻抗为_ D _时，dB=dBm。 A:75B:150C:300D:60010、在双斜式积分DVM中，积分过程可简述为_ B _。A: 对被测信号定斜率正向积分，对基准电压 定时反向积分B: 对被测信号定时正向积分，对基准电压 定斜率反向积分C: 对被测信号定时正向积分，对基准电压 定时反向积分D: 对被测信号定斜率正向积分，对基准电压 定斜率反向积分11、一台 位DVM，因有误差为，则在2V量程上的满度误差为（C）。 A:±1mV B:±2mVC:±0.1mVD:±0.2mV四、简答题1、双斜积分式DVM基准电压Vr=10V，第一次积分时间T1=100ms，时钟频率f0=100kHz，问：（1）该DVM为多少位的电压表？（2）该DVM的分辨力为多少？（3）DVM显示出T2时间内的计数值N2=5600，问被测电压Vx=?（1） ，故DVM为四位 （2）分辨力（3） ，2、一台DVM，准确度为 ，温度系数为，在室温为28时用2V量程档分别测量2V和0.4V两个电压，试求此时的示值相对误差。3、基本量程为10.000V的四位斜坡电压式DVM中，若斜坡电压的斜率为10V/40ms，问时钟频率应为多少？当被测直流电压 时，门控时间及累计脉冲数各为多少？第六章 阻抗测量一、填空题1: 实际的元件存在_,_和_。 寄生电容，寄生电感，损耗2: 阻抗元件的一般影响因素主要有_,_,_和_。 频率，测试信号电平，直流偏置，温度3: 阻抗测量一般是指对_,_,_和与它们相关的_,_等参数的测量。 电阻，电容，电感，Q值，电导4: 交流电桥平衡必须同时满足两个条件:_平衡条件和_平衡条件。 模，相位5: 选择阻抗测量的方法时,需要考虑很多的因素,一般来讲,有_ ,_ , _ , _。 频率覆盖范围，测量量程，测量精度，操作的方便性6: 引起电桥法测量集总参数元件的误差的因素主要有3个:_ , _和_。 标准元件值的误差，电桥指示器的误差，屏蔽不良引起误差7: 替代法中的_替代法用于测量较大的电感;_替代法用于测量较小的电感。 并联，串联8: 在自动平衡电桥中采用一个或多个_来控制内部功能模块并将测试数据转化为所需的最终输出结果。 微处理器二、判断题：1: 寄生参数的存在使频率对所有实际元件都有影响。当主要元件的阻抗值不同时，主要的寄生参数也会有所不同。 （对）2: 在实用电桥中，为了调节方便，常有两个桥臂采用纯电阻。若相邻两臂为纯电阻，则另外两臂的阻抗性质必须相同（即同为容性或感性），若相对两臂采用纯电阻，则另外两臂必须一个是电感性阻抗，另一个是电容性阻抗。（对）3: 当高电平的测试信号加到电感器时，由于磁芯材料的非线性造成测试信号电流的谐波失真, 有可能在特定的频率范围内不能进行测量。为减小磁芯材料非线性的影响，应降低测试信号电平。 （对）4: 自动平衡电桥法，从低频至高频的宽频率范围，但在宽的阻抗测量范围内高精度不高。 （错）5: 四端对连接头适用于宽量程范围的阻抗测量，实际的阻抗测量范围不仅取决于测量仪器，而且也取决于四端对连接头与DUT的正确连接。 （对）6: 对于标准电感器，要求作为单位量的电感值不随电压和频率的大小而改变。 （错）7: 当测量电阻时，桥路接成万用电桥。当测量电容时，桥路接成惠斯登电桥。当测量电感时，桥路接成麦克斯韦-韦恩电桥或者海氏电桥。 （错）8: 谐振法是利用调谐回路的谐振特性而建立的阻抗测量方法。测量精度虽然不如交流电桥法高，但是由于测量线路简单方便，在技术上的困难要比高频电桥小。 （对）三、选择题：1: _ B _是考虑了元件寄生参数影响的实验者需要知道的量值。 A: 真值 B: 有效值 C: 指示值2: 阻抗测量频率范围达到DC至300MHz的阻抗测量法是_ A _ A:电桥法 B:电压电流法 C 谐振法 D:自动平衡电桥法3:可得到很高的 值测量方法是_ A _ A: 电桥法 B: 电压电流法 C: 谐振法 D: 网络分析法4: 下列属于阻抗的数字测量法是_ D _ A: 电桥法 B:谐振法 C: 电压电流法 D:自动平衡电桥法5: 五端连接头是_ C _ 连接头的组合。 A: 二端和三端 B:二端和四端 C: 三端和四端 D: 二端和五端四、简答题1: 测量电阻、电容、电感的主要方法有哪些？它们各有什么特点？ 电桥法 优点：精度高（0.1%典型值），使用不同电桥可得到宽频率范围，价格低。 缺点：需要手动平衡，单台仪器的频率覆盖范围较窄。谐振法 优点：可测很高的Q值。 缺点：需要调谐到谐振，阻抗测量精度低。电压电流法 优点：可测量接地器件，适合于探头类测试需要。 缺点：工作频率范围受使用探头的变压器的限制。RF电压电流法 优点：高频范围内具有高的精度（0.1%典型值）和宽阻抗范围。 缺点：工作频率范围受限于探头使用的变压器。自动平衡电桥法 优点：从低频至高频的宽频率范围，且宽的阻抗测量范围内具有高精度。 缺点：不能适应更高的频率范围。网络分析法 优点：高频率范围，当被测阻抗接近特征阻抗时得到高精度。 缺点：改变测量频率需要重新校准，阻抗测量范围窄。 2: 某直流电桥测量电阻Rx ，当电桥平衡时，三个桥臂电阻分别为R3=100，R2=50， R4=25。求电阻Rx等于多少？3: 某交流电桥平衡时有下列参数： Z1为R1=1000与C1=1F相串联，Z4为R4=2000与C4=0.5F相并联，Z3为电容C3=0.5F，信号源角频率=102 rad/s，求阻抗Z2的元件值。第七章 信号波形测量一、填空题1: 示波管由_、偏转系统和荧光荧三部分组成。 电子枪2: 示波器荧光屏上，光点在锯齿波电压作用下扫动的过程称为_。 扫描3: 调节示波器“水平位移”旋钮，是调节_的直流电位。 X偏转板4: 欲在x=10cm长度对 的信号显示两个完整周期的波形，示波器应具有扫描速度为_。 20ms/cm5: 取样示波器采用_取样技术扩展带宽，但它只能观测_信号。 非实时， 重复6: 当示波器两个偏转板上都加_时，显示的图形叫李沙育图形，这种图形在_和频率测量中常会用到。 正弦信号 相位7、示波器为保证输入信号波形不失真，在Y轴输入衰减器中采用_ 电路。 RC分压 (或阻容分压)8