【正文】 目 錄 習 題 一 ………………………………………1 習 題 二 ……………………………………… 6 習 題 三 ………………………………………1 6 習 題 四 ……………………………………… 24 習 題 五 ……………………………………… 30 習 題 六 ……………………………………… 35 習 題 七 ……………………………………… 37 習 題 八 ……………………………………… 46 1 習 題 一 解釋名詞： ① 測量； ② 電子測量。 答： 測量是為確定被測對象的量值而進行的實 驗過程。在這個過程中，人們借助專門的設備，把被測量與標準的同類單位量進行比較，從而確定被測量與單位量之間的數(shù)值關系，最后用數(shù)值和單位共同表示測量結果。從廣義上說，凡是利用電子技術進行的測量都可以說是電子測量；從狹義上說，電子測量是指在電子學中測量有關電的量值的測量。 敘述直接測量、間接測量、組合測量的特點，并各舉一兩個測量實例。 答： 直接測量 ： 它是指直接 從測量儀表的讀數(shù) 獲取被測量量值的方法。 如 ： 用電壓表測量 電阻兩端 的電壓， 用電流 表測量 電阻中的 電 流。 間接測量 ： 利用直接測量的量與被測量之間的 函數(shù)關系 ， 間接得到被測量量值 的測量方法。 如 ：用伏安法測量 電阻消耗的直流功率 P，可以通過直接測量電壓 U，電流 I，而后根據函數(shù)關系 P＝ UI，經過計算，間接獲得電阻消耗的功耗 P；用伏安法測量 電阻 。 組合測量 ： 當某項測量結果需用多個參數(shù)表達時，可通過改變測 試 條件進行 多次測量 ，根據測量量與參數(shù)間的函數(shù)關系 列出方程組并求解，進而得到未知量 ，這種測量方法稱為組合測量。例如，電阻器 電阻溫度系數(shù)的測量 。 解釋偏差式、零位式和微差式測量法的含義，并列舉測量實例。 答： 偏差式測量法 ： 在測量過程中，用儀器儀表 指針的位移 (偏差 )表示被 測量大小的測量方法，稱為偏差式測量法。例如使用萬用表測量電壓、電流等。 零位式測量法 ： 測量時用被測量與標準量相比 較， 用零示器指示被測量與標準量相等 (平衡 )， 從而獲得被測量 從而獲得被測量。 如 利用惠斯登電橋測量電 阻 。 微差式測量法 ： 通過測量待測量與 基 準量之差來得到待測量量值 。如 用微差法測量直流穩(wěn)壓源的穩(wěn)定度 。 敘述電子測量的主要內容。 答： 電子測量內容包括：（ 1）電能量的測量如：電壓，電流電功率等；（ 2）電信號的特性的測量如：信號的波形和失真度，頻率，相位，調制度等；（ 3）元件和電路參數(shù)的測量如：電阻 ，電容，電感，阻抗，品質因數(shù)，電子器件的參數(shù)等：（ 4）電子電路性能的測量如：放大倍數(shù)，衰減量，靈敏度，噪聲指數(shù)，幅頻特性，相頻特性曲線等。 列舉電子測量的主要特點 .。 答： （ 1）測量頻率范圍寬；（ 2）測試動態(tài)范圍廣；（ 3）測量的準確度高；（ 4）測量速度 2 快；（ 5）易于實現(xiàn)遙測和長期不間斷的測量；（ 6）易于實現(xiàn)測量過程的自動化和測量儀器的智能化；（ 7） 影響因素眾多，誤差處理復雜。 選擇測量方法時主要考慮的因素有哪些 ？ 答： 在選擇測量方法時，要綜合考慮下列主要因素：① 被測量本身的特性；② 所要求的測量準確度；③ 測量環(huán)境；④ 現(xiàn)有測量設備等。 設某待測量的真值為土 0． 00，用不同的方法和儀器得到下列三組測量數(shù)據。試用精密度、正確度和準確度說明三組測量結果的特點： ① ， ， ， ， ， ， ， ， ， ； ② ， ， 1 ， ， ， ， ， ．， ， ； ③ ， ， ， ， ， ， ， 999， ， 。 答： ① 精密欠正確； ② 準確度低； ③ 準確度高。 SXl842 數(shù)字電壓表數(shù)碼顯示最大數(shù)為 19 999，最小一檔量程為 20mV，問該電壓表的最高分辨率是多少 ？ 解： 20mV/19999＝ mV＝ 1μ V SR46 示波器垂直系統(tǒng)最高靈敏度為 50uV／ div，若輸入電壓為 120uV，則示波器熒光屏上光點偏移原位多少格 ？ 解： 120/50＝ 格 某待測電路如題 圖所示。 （ 1） 計算負載 RL 上電壓 U。的值 (理論值 )。 （ 2） 如分別用輸入電阻 Rv 為 120kO．和 10MQ 的晶體管萬用表和數(shù)字電壓表測量端電壓 U。，忽略其他誤差，示值 U。各為多少 ？ （ 3）比較兩個電壓表測量結果的示值相對誤差 rx［ rx＝ (Uo－ Ux)/Ux100%］ 解：（ 1）0 30 5 30UV?＝ ＝＋ （ 2） R 外 1＝ 30//120＝ 24 KΩ 1 24 5 ?＝ ＝＋ 24 題 圖 3 R 外 2＝ 30//10000＝ KΩ 2 2 9 .9 1 5 2 .4 9 630xUV?＝ ＝＋ （ 3） 01 10 0% 10 0% 12 .6 % xUUr U ??－ － ＝ ＝ ＝ － 02 10 0% 10 0% .1 6%xUUr U ??－ － ＝ ＝ ＝ － 0 已知某熱敏電阻隨溫度變化的規(guī)律為 0(1/ 1/ )0 B T TTR R e ??? ，其中 Ro 、 Rt 分別為 熱力學溫度為 T0＝ 300K 和 T 時的阻值， B 為材料系數(shù)。已測得 ① T1＝ 290 K， R1＝ ，② T2＝ 320K， R2＝ 。求 R0 和 B。 解： 11()2 9 0 3 0 001 4 .1 2 BRe －＝ （ 1） 11()3 2 0 3 0 00 BRe － ＝ （ 2） 聯(lián)立（ 1）、（ 2）解得： B＝ 3003 R0＝ 試設計一個測量方案，測量某放大器的直流輸出電阻 (阻值估計在 30kΩ 左右 )。 解： 設計 如右圖所示，為減少測量誤差采用 數(shù)字電壓表測量，且 R R2 都在 30 KΩ左右， 可忽略電壓表接入對輸出電壓的影響，則有： 11 1RUERr＝ ＋ 22 2RUERr＝ ＋ 所以： 1 2 1 21 2 2 1()R R U UR U R U－r＝ － 選擇測量儀器時，通常要根據被測量的大致大小選擇合適的測量量程。例如仍采用題 所示的測量電路，現(xiàn)分別用 MF－ 20 晶體管電壓表的 6 V 檔和 30V 檔測量負載 RL上電阻 Uo，已知電壓表的電壓靈敏度為 20kΩ／ V(由此司算出各檔量程電壓表輸入電阻 Rv＝電壓靈敏度 量程 )，準確度等級為 級 (準確度等級 s 表示儀表的滿度相對誤差不超過rER RVK＋－ 1 2 4 s％，即最大絕對誤差為 Δxm＝ 177。 s%xm。試分別計算兩個量程下的 絕對誤差和相對誤差。 解： 6V 檔時： Rv1＝ 120KΩ R 外 1＝ 30//120＝ 24 KΩ 1 24 5 2. 22 230xUV?＝ ＝＋ 24 Δ x11＝ Ux1－ A＝ － ＝－ Δ x12＝ 177。 %179。 6＝ 177。 1 1 1 1 2 0 .4 8 2x x x V? ? ?＝ ＋ ＝ 11 0 .4 2 82 .5xy A? ??＝ 100% ＝ 100% ＝ 17% 30V 檔時： Rv2＝ 30179。 20＝ 600KΩ R 外 2＝ 30 //600＝ KΩ 2 2 8 .5 7 5 2 .2 4 430xUV?＝ ＝＋ Δ x21＝＝ － ＝－ Δ x22＝ 177。 %179。 30＝ 177。 Δ x2＝ 2 ?＝ 100% ＝ % 比較測量和計量的類同和區(qū)別 。 答： 測量是把被測量與標準的同類單位量進行比較，從而確定被測量與單位量之間的數(shù)值關系，最后用數(shù)值和單位共同表示測量結果。 計量是利用技術 陽法制手段實現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準確可靠的測量。 計量可看作測量的特殊形式，在計量過程中，認為所使用的量具和儀器是標準的，用它們來校準、檢定受檢量具和 儀器設備，以衡量和保證 使用受檢量具儀器進行測量時所獲得測量結果的可靠性。因此，計量又 是測量的基礎和依據。 解釋名詞： ① 計量基準； ② 主基準； ③ 副基準； ④ 工作基準 。 答： ① 用當代最先進的科學技術和工藝水平，以最高的準確度和穩(wěn)定性建立起來的 專門用以規(guī)定、保持和復現(xiàn)物理量計量單位的特殊量具或儀器裝置 等。 ② 主基準 也稱作原始基準，是用來復現(xiàn)和保存計量單位， 具有現(xiàn)代科學技術所能達到的最高準確度的計量器具， 經國家鑒定批準，作為統(tǒng)一全國計量單位量值的最高依據。因此， 5 主基準也叫國家基準。 ③ 副基準 ： 通 過直接或間接與國家基準比對 ， 確定其量值并經國家鑒定批準的計量器具 。其地位僅次于國家基準，平時用來代替國家基準使用或驗證國家基準的變化。 ④ 工作基準 ： 經與主基準或副基準校準或比對，并經國家鑒定批準，實際 用以檢定下屬計量標準的計量器具 。 說明檢定、比對、校準的含義。各類測量儀器為什么要定期進行檢定和比對。 答： 檢定：是用高一等級準確度的計量器具對低一等級的計量器具進行比較， 以達到全面評定被檢計量器具的計量性能是否合格的目的。 比對：在規(guī)定條件下，對相同準確度等級的同類基準、標準或工作計量器具之間的量 值進行比較， 其目的是考核量值的一致性。 校準： 校準是指被校的計量器具與高一等級的計量標準相比較，以確定被校計量器具的示值誤差的全部工作。一般而言，檢定要比校準包括更廣泛的內容。 通過 對 各級基準、標準及計量器檢定 、 比對 和 校準以保證日常工作中所使用的測量儀器、量具 的 量值統(tǒng)一。 6 習 題 二 解釋下列名詞術語的含義：真值、實際值、標稱值、示值、測量誤差、修正值。 答： 真值：一個物理量在一定條件下所呈現(xiàn)的客觀大小或真實數(shù)值。 指定值：由國家設立盡可能維持不變的實物標準 (或基準 )，以法令的形式指定其所體 現(xiàn)的量值作為計量單位的指定值。 實際值： 實際測量時， 在每一級的比較中，都以上一級標準所體現(xiàn)的值當作準確無誤的值，通常稱為實際值，也叫作相對真值 。 標稱值：測量器具上標定的數(shù)值。 示值：測量器具指示的被測量量值稱為測量器具的示值。 測量誤差：測量儀器儀表的測得值與被測量真值之間的差異。 修正值：與絕對誤差絕對值相等但符號相反的值。 什么是等精度測量 ？ 什么是不等精度測量 ？ 答： 在保持測量條件不變的情況下對同一被測量進行的多次測量過程稱作等精度測量。 如果在同一被測量的多次重復測量中，不是所有測量條件 都維持不變 ， 這樣的測量稱為非等精度測量或不等精度測量。 按照表示方法的不同，測量誤差分成哪幾類 ？ 答： 絕對誤差： 定義為： Δx＝ x－ A0 相對誤差 （ 1）實際相對誤差： 100%A xr A? ?＝ （ 2）示值相對誤差： 100%x xr x? ?＝ （ 3） 滿度相對誤差： 100%mm mxr x? ?＝ （ 4） 分貝誤差： Gx＝ 20 lgAu（ d B） 說明系統(tǒng)誤 差、隨機誤差和粗差的主要特點。 答： 系統(tǒng)誤差的主要特點是：只要測量條件不變，誤差即為確切的數(shù)值，用多次測量取平均值的辦法不能改變或消除系差，而當條件改變時，誤差也隨之遵循某種確定的規(guī)律而變化，具有可重復性。 7 隨機誤差的特點是： ① 有界性； ② 對稱性； ③ 抵償性。 粗差的主要特點是： 測得值明顯地偏離實際。 有兩個電容器，其中 C1＝ 2020177。40 pF， C2＝ 470 pF177。5%，問哪個電容器的誤差大些？為什么 ？ 解：1 40 100% 2%200r ? ? ?＝ ＝ 因為 r1＜ r2 ，所 以 C2 的誤差大些。 某電阻衰減器，衰減量為 20177。，若輸入端電壓為 1 000mV，輸出端電壓等于多少 ？ 解：由：020 lg 20ix uG u＝ ＝ 得： u 0＝ ui /10＝ 100 mV rx＝ rDb /＝ 177。 ＝ 177。 % Δu 0＝ rxu 0＝ 177。 %100＝ 177。 mV 輸出端電壓為： 100 mV177。 mV 用電壓表測量電壓，測得值為 ，改用標準電壓表測量示值為 ，求前一只電壓測量的絕對 誤差 ΔU，示值相對誤差 rx 和實際相對誤差 rA 。 解： ΔU＝ － ＝－ rx＝－ ＝－ % rA＝－ ＝－ % 標稱值為 ，容許誤差 177。5％的電阻，其實際值范圍是多少 ？ 解： Δx＝ rxx＝ 177。5%120＝ 177。60Ω 實際值范圍是： 1200177。60Ω 現(xiàn)檢定一只 級量程 100V 電壓表，在 50V 刻度上標準電壓表讀數(shù)為 48V，問在這一點上電壓表是否合格 ？ 解： Δxm＝ 177。%100＝ 177。 Δx＝ 50－ 48＝ 2V＜ 電壓表合格。 現(xiàn)校準一個量程為 100 mV，表盤為 100 等分刻度的毫伏表，測