《电子测量仪器及应用》练习题与答案

内容发布更新时间 : 2024/11/6 11:25:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

2.简述模拟式交流电压表表头的刻度特性。模拟式交流电压表根据不同的检波特性,将获得的交流电压的均值、峰值或有效值,均按照正弦电压的有效值刻度(4分),因此只在测试正弦电压时可从表头直接读取有效值,而其它交流波形的有效值应经过换算取得(2分)

3.双积分型A/D转换器有何优缺点?优点是抗干扰能力强、转换准确度高以及对元件参数稳定性要求不高,缺点是测量速率太低。

4.误差的来源分哪几个方面?主要是哪个?来源于①仪器误差、②人差、③环境影响误差、④测量方法误差(各1分);主要来源是仪器误差(2分)。

5.列举3种常见的引起电子仪器发生故障的原因。A.电子元器件失效;B.电路连接故障;C.电路失调故障;D.漏电;E.屏蔽不良。

6.选择低频信号发生器时,应注意哪些方面?(6分)首先应注意它的频率范围是否满足测试需要,其次应注意输出阻抗和输出功率与被测电路是否匹配,最后应注意它的非线性失真是否在允许的范围。(6分)

7.灰尘和潮湿会导致仪器出现什么故障现象?(4分)可能导致绝缘体表面导电,引起漏电、高压放电或经空气电晕放电,使整机噪声增大或工作不稳定,以至不能正常工作。(4分) 8. 叙述测量的定义。测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程,广义地讲,测量不仅对被测的物理量进行定量的测量,而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的测量。 9.用示波器观测正弦波时,荧光屏上得到如图所示波形,试分析

示波器哪个部分工作不正常?

答案:(1)为扫描锯齿波线性度不好;(2)Y放大器引入失真,出现削顶,产生截止失真;(3)有扫描回线,增辉电路工作不正常。

10.简述通用示波器Y通道的主要组成部分及作用。示波器的垂直通道主要由探极、衰减器、前置放大器、延迟级、输出放大器等组成。垂直通道的主要作用是:对被测量信号进行适当的放大后,加于示波管的垂直偏转板上以控制电子束的垂直偏转。垂直通道的性能的好坏将直接影响到测量信号的观测结果

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的精确度,这些性能主要有:足够宽的频带宽度、较高灵敏度、小的上升时间、很小的非线性失真等。

11.晶体管特性图示仪主要由哪几个部分组成?各部分作用如何?(2分)

答:晶体管特性图示仪主要组成部及各部分作用: (1)基极阶梯波信号发生器:提供必要的基极注入电流。 (2)集电极扫描电压发生器:提供从零开始可变的集电极电源电压。(3)同步脉冲发生器:用来使基极阶梯信号和集电极扫描电压保持同步,使其正确稳定地显示图形 (4)测试转换开关:当测试不同接法和不同类型的晶体管特性曲线和参数时,用此开关进行转换。(5)放大器和显示电路:用以显示被测晶体管的特性曲线,其作用原理和电路形式与普通示波器基本相同,所以也可用普通示波器代替。(6)电源:为各部分电路提供电源电压。

12.频率特性的测量有哪些方法?各有何特点?答:(1)点频法。点频法的优点是测量时不需要特殊仪器,测量准确度比较高,能反映出被测网络的静态特性,这种方法的缺点是操作繁琐、工作量大、容易漏测某些细节,不能反映出被测网络的动态特性。(2)扫频法。扫频测量法的测量过程简单,速度快,也不会产生测漏现象,还能边测量边调试,大大提高了调试工作效率。扫频法反映的是被测网络的动态特性,测量结果与被测网络实际工作情况基本吻合,这一点对于某些网络的测量尤为重要,如滤波器的动态滤波特性的测量等。扫频法的不足之外是测量的准确度比点频法低。

13对电压测量有哪些基本要求?答:对电压测量的基本要求:(1)频率范围宽;(2)测量电压范围广;(3)输入阻抗高; (4)测量精度高度;(5)抗干扰能力強。 五、计算题

1.被测电压为8V,现有两只电压表,一只量程为10V,准确度为1.5级,另一只量程为50V,准确度为1.0级。试问选用哪只电压表测量较准确?为什么?

表一:△x=1.5%×10=0.15V表二:△x=1.0%×50=0.5V 选用表一测量较准确。

2.DT-830型数字式万用表的量程有:200mV、2V、20V、200V、1000V,当用200V量程挡测量3.6V的手机电池是否合适?应采用什么量程挡来测量较合适?

不合适,应采用20V量程挡来测量较合适。

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3.已知示波器的偏转因数为0.5V/div,时基因数为0.1ms/div;被测信号为正弦波,经探极“×10”挡接入示波器。测得屏幕上该信号的波形总高度为8div,一个周期为5div,试求被测信号的频率f、振幅Up、有效值U。

8div?0.5V/div?10?20V2

UU?P?102V2有效值 Up?f?1?2kHZ5div?0.1ms/div振幅

4.运算:2.365+15.78+4.51+7.3 2.365+15.78+4.51+

7.3 ≈2.36+15.78+4.51+7.3≈29.95≈30.0

5.要在屏幕上显示出频率为2000HZ的正弦电压的4个周期波形,试求连续扫描的频率为多少?根据TX?nTY 所以

6.测量两个电压,分别得到它的测量值9V,101V,它们的实际值分别为10V、100V,求测量的绝对误差和相对误差。解:绝

?U1?U1x?U1A?(9?10)??1V)?1V相对误差:对误差:?U2?U2x?U2A?(101?100?U1?1?100%??100%??10%U1A10?U21?100%??100%?1%U2A100 fy1fx???500HZnTyn?A1??A2?7. 用双踪示波器观测两个同频率正弦波a,b,若扫描速度为20μs/cm,而荧光屏显示两个周期的水平距离是8cm,问:(1)两个正弦波的频率是多少?

(2)若正弦波a比b相位超前1.5cm,那么两个正弦波相差为多少?用弧度表示。答案:频率:

相差:

8.已知示波器的灵敏度微调处于“校正”位置,灵敏度开关置于5V/cm,倍率开关为“×5”。信号峰峰值5V,试求屏幕上峰与峰之间的距离。如果再加上一个10:1的示波器探头,结果又是多少?答案:不考虑倍率开关时, cm,由于倍率开关为“×5”,屏幕上波形偏转增大5倍,所以屏幕上峰与峰之间的距离为 cm。如果采用探头,对输

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入有10倍衰减,输入示波器的电压减小10倍,相应屏幕上峰与峰之间的距离减小10倍,即 cm

11.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=?答案: (1) ,故DVM为四位(2)分辨力 (3) 12.一台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。答案:

13.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9.256v 时,门控时间及累计脉冲数各为多少?答案:

14.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

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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×0.1s=1000, 则量化误差的相对值为:1/1000=0.1%(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:105/10s=10KHz

15.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0.1μs)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:N=fx×T=200Hz×1s=200 则量化误差为:1/200=0.5%测周时,N=1/ fx·T=5×104,所以量化误差为:1/5×104=0.002%

(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,宜选用测周的方法;当fx大于3162.3Hz时,宜选用测频的方法。

16.用游标法测量一个时间间隔τ,假设f1领先f2且f1=10MHz,f2=10.001MHz。经过100个周期的追赶,两时标重合,求被测时间间隔τ以及这种方法所能达到的最大分辨率。解:(1)由于f1=10MHz,则T1=1/10MHz=100ns;同理T2=1/10.001MHz=99.99ns则被测时间间隔τ=100×(100-99.99)ns=1ns。(2)最大分辨率为:100ns-99.99ns=0.01ns=100ps。

17.用量程是10mA的电流表测量实际值为8mA的电流,若读数是8.15mA。试求测量的绝对误差ΔI、实际相对误差γA、示值相对误差γy和引用相对误差γm分别为多少?若已知该表准确度等级S为1.5级,则该表是否合格?(10分)解:ΔI=8.15mA-8mA=0.15mA γA=(ΔI/A)×100%=(0.15mA/8mA) ×100%=1.875%

γy=(ΔI/X)×100%=(0.15mA/8.15mA) ×100%=1.841% γm=(ΔI/Xm)×100%=(0.15mA/10mA) ×100%=1.5%因为γm=S%=1.5%,所以该表合格。

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