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电子测量

[填空题]
1什么是电子测量？下列三种情况是否属于电子测量？（1）用红外测温仪测量温度；（2）利用压力传感器将压力转换为电压，再通过电压表测量电压值以实现对压力的测量；（3）通过频谱分析仪测量方波的频谱密度。
参考答案：电子测量是以电子技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为手段，以电量和非电量为测量对象的测量过程。属于电子测量的是（1）、（2）、（3）。

[填空题]
2简述电子测量的内容、特点及电子测量方法的分类。
参考答案：电子测量的内容包括：
（1）电能的测量
（2）电信号特性的测量
（3）电路参数的测量
（4）导出量的测量（增益、失真度、调幅度等）
（5）特性曲线的显示
电子测量的特点：
（1）频率范围宽
（2）量程范围广
（3）测量准确度高
（4）测量速度快
（5）易于实现遥测和测量过程的自动化
（6）易于实现仪器小型化
电子测量方法的分类：
按测量方法分类：
（1）直接测量
（2）间接测量
（3）组合测量
按直读测量法与比较测量法
（1）直读测量法
（2）比较测量法
按测量性质分类
（1）时域测量
（2）频域测量
（3）数据域测量
（4）随机量测量

[填空题]
3计量基准划分为几个等级？
参考答案：计量基准划分为主基准、副基准和工作基准。

[填空题]
4某电压表的刻度为0~10V，在5V处的校准值为4.95V，求其绝对误差、修正值、实际相对误差及示值相对误差。若认为此处的绝对误差最大，问该电压表应定为几级？
参考答案：

[填空题]
5若测量10V左右的电压，手头上有两块电压表，其中一块量程为①150V，0.5级，另一块为②15V，2.5级。选用哪一块测量更准确？
参考答案：用①时，∆Um=±S%*Um=0.75V，示值范围（10±0.75V）
用②时，∆Um=±S%*Um=0.375V，示值范围（10±0.375V）
所以，选择②表的测量误差要小。

[填空题]
6下图中电流表A1指示值I1=20mA，相对误差γ1=±2%；电流表A指示值I=30mA，γ=±2%；用I2=I-I1的方法求I2，问最大可能的相对误差γ2m是多少？
参考答案：

[填空题]
7用2.0级100mA的电流表与2.5级100mA的电流表串联起来测量电流。前者示值为80mA，后者示值为77.8mA。（1）如果把前者作为标准表校验后者，问被校验表的绝对误差是多少？应当引入的修正值是多少？测得值的实际相对误差为多少？（2）如果认为上述结果是最大误差，则被校表的准确度等级应定为几级？
参考答案：

[填空题]
幸福是什么教学设计8下图是一电阻分压电路，UAB理应等于（1/2）E（即25V），但用一内阻RV=25Ω的直流电压表测量时，结果并非如此。问这时电压表的示值Ux是多少伏？实际相对误差γA是多少？
参考答案：

[填空题]
9用MF-20型晶体管万用表的直流6V及3V档分别测量图中电路的开路电压U（电压灵敏度及准确度等级分别为20kΩ及2.5级）（1）接入仪表后，考虑仪表本身准确度及仪表内阻对测电路的影响，用两个量程测量时的最大绝对误差分别是多少？哪个大？（2）用两个量程进行测量时引起的相对误差分别是多少？哪个大？
参考答案：（1）

（2）

[填空题]
10某单级放大器电压放大倍数的实际值为100，某次测量时测得值为95，求测量值的相对误差和分贝误差？
参考答案：

[填空题]
11用电桥测量一批50mH左右的电感，由于随机误差的影响，每个电感的测量值均在L0±0.8mH的范围内变化，若希望测量值的不确定度范围减小到0.3mH以内，在没有更精密仪器的情况下，可采用什么方法？
参考答案：

[填空题]
12用一台稳定度为0.1%的9V稳压电源做标准，采用微差法测量一个10V普通电源的输出电压Uo，要求测量误差ΔUo/Uo≤±0.5%，欲用1V量程的电压表测量微差电压，应选用几级的电压表？
参考答案：

[填空题]
13对某信号源输出电压的频率f进行8次测量，数据如下（单位：Hz） 1000.82，1000.79，1000.85，1000.84，1000.78，1000.91，1000.76，1000.82 试求其有限次测量的数学期望与标准差的估计值。
参考答案：有限次测量的数学期望就等于算数平均值

[填空题]
14对某电阻进行10次测量，数据如下（单位：kΩ）： 0.992，0.993，0.992，0.993，0.993，0.991，0.993，0.993，0.994，0.992 若测量的随机误差为正态分布，系统误差为±1%（均匀分布），试给出包含误差值的测量结果表达式。[提示：因测量次数较少，用格拉布斯准则检验坏值，置信概率取95%，按绝对值合成]
参考答案：（1）由于该系统暂时未发现有恒值系统误差，所以暂时不需修正

（5）判断疏失误差，剔除坏值。
因测量次数较少，用格拉布斯准则检验坏值，置信概率取95%，测量次数n=10次时，

（6）由于不存在坏值，此步省略。
（7）判断有无变值系统误差
根据马利科夫判据判断有无线性系统误差；根据阿-赫判据判断有无周期性系统误差。
但由于本题已告知"系统误差为±；1%（均匀分布）"，所以认为不存在变值系统误差。
（8）求算术平均值的标准差估计值

（9）求算术平均值的不确定度

（10）给出测试结果的表达式

[填空题]
15推导当测量值X=AmBn时的相对误差的表达式。设=±2.5%，=±1.5%，m=2，n=3，求此时的值。
参考答案：

[填空题]
16求电能W=U2t/R的测量误差。已知，求的值。
参考答案：

[填空题]
17用一批电桥测50mH左右的电感，由于随机误差的影响，每个电感的测量值均在L0加减0.8mH的范围内变化，若希望测量值的不确定度范围减小到0.3mH以内，在不使用更精密仪器的情况下，可采用什么方法？
参考答案：可采用多次测量的方法，设测量次数为n

采用8次测量较为合理。

[填空题]
18已测定两个电阻：R1=（10.0±0.1）Ω，R2=150Ω±0.1%，试求两个电阻串联及并联时的总电阻及其相对误差。
参考答案：

[填空题]
19现有两个1kΩ电阻，误差均为±5%，问：（1）串联后的误差？（2）并联后的误差？
参考答案：

[填空题]
20在下图中，U1=U2=45V，用50V交流电压测量，允许总电压U的最大误差为±2%，请选择电压表的准确度等级。（按系统误差相同原则分配）
参考答案：

[填空题]
21用MF-30型万用表的5V及25V量程分别测量具有高内阻等效电路（下图）的输出电压Ux，计算由测量方法所引起的相对误差。并用经典公式计算Ux的实际值。已知该表直流电压档的电压灵敏度为20KΩ/V。
参考答案：
利用5V量程时引起的相对误差为-20%，利用25V量程时引起的相对误差为-4.8%。
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[填空题]
22设下图中三种波形电压的峰值相同，其数值均为10V，现用全波平均值表、单峰值表及有效值表分别对这三种电压进行测量，求各种情况下电压表的指示值。
参考答案：注意事项1：仪表盘是按正弦波电压有效值刻度的，所以计算时注意定度系数的问题，全波平均值电压表定度系数Ka=1.11；峰值表定度系数
注意事项2：平均值电压表的指针偏转角α与被测电压的平均值成正比；峰值电压表的指针偏转角α与被测电压的峰值Up成正比。
（1）利用单峰值表情况：由题已知三种波形电压的峰值相同，其数值均为10V，则如果用单峰值表测三种波形，根据峰值相等，示值也相等的原则，则其示值为：

（3）利用全平均值表情况

[填空题]
23已知某电压表采用正弦波有效值刻度，如何用实验的方法确定其检波方式？至少理出两种方法，并对其中一种方法进行分析。
参考答案：方法1：当用峰值电压表测量任意波形电压时，若它们的示值相等，则其峰值也相等；当用均值电压表测量任意波形电压时，若它们的示值相等，则其平均值也相等；当用有效值电压表测量任意波形电压时，若它们的示值相等，则其有效值也相等。这是进行“波形换算”的根本，反过来，当用某检波方式的电压表测量不同的波形电压时，若它们的示值相等，当它们的峰值相等时，该电压表的检波方式应为峰值检波；当它们的平均值相等时，该电压表的检波方式应为平均值检波；当它们的有效值相等时，该电压表的检波方式应为有效值检波。
在具体判断交流电压表的检波方式时，可取两种最常见，也较简单的波形信号，即正弦波信号和方波信号，分别接到所用电压表上，分别调节信号幅度，使电压表的示值相等，然后保持这两种信号不变。根据示值可求出正弦信号的有效值、平均值和峰值，而对于方波可通过示波器读出其峰值（正弦信号的峰值也可通过示波器读出），由于方波的波形系数和波峰系数均为1，故该方波的有效值、平均值都等于其峰值。这样，比较这两种信号的峰值、平均值、有效值，看两种信号的哪个表征量最接近（实际测量时误差不可避免），若两者的峰值相等，则可判断所用交流电压表的检波方式为峰值检波；若两者的平均值相等，则可判断所用交流电压表的检波方式为均值检波；若两者的有效值相等，则可判断所用交流电压表的检波方式为有效值检波。
方法2：用一个已知平均值，有效值，峰值的三角波对该表进行测试，在进行计算验证。
如果示值等于有效值则此表为有效值表；否则假设为峰值表，根据Up=√2×Ua算出峰值，根据峰值相等示值也相等的原则，如果计算出的Up等于已知三角波峰值，则此表为峰值检波表；否则假设为平均值表，根据，计算出平均值，根据示值相等，则其平均值也相等的原则，如果计算出的平均值等于已知三角波的平均值，则此表为平均只表。

[填空题]
24实验中，利用同一块峰值电压表测量幅度相同的正弦波、方波及三角波的电压，读数相同吗？为什么？
参考答案：相同。因为三者峰值相同。

[填空题]
25简述用Q表测量Q值的工作原理。
参考答案：Q表是测量品质因数的仪表，其工作原理是先给被测线圈激励振荡，随后计算两个专门规定的振幅电平的衰减振荡次数，其振荡次数就是品质因数Q值。

[填空题]
26用某失真度仪分别在1kHz，50 kHz，100kHz三个频率上测得某放大器输出信号的失真度分别为9.8%，19.8%和29.5%。如果不经换算，直接将测量值作为失真度定义值，试计算由此引起的理论误差。
参考答案：信号失真度定义为：全部谐波信号的有效值与基波电压的有效值之比，用γ表示。

在实际工作中，式（3.5.1）中被测信号的基波分量的有效值难于测量，而测量被测信号总的电压有效值比较容易，所以常用的失真度测量仪给出的失真度为：

[填空题]
27用全波平均值表对所示三种波形交流电压测量，指示值为1V，问峰值，平均值，有效值？
参考答案：
用平均值电压表测量各种波形，根据“示值相等平均值也相等”的原则，方波和三角波的平均值也为0.9V。

[填空题]
28设题图中三种波形电压值的峰值相同，其数值均为10V，求各种情况下电压表指示值。
参考答案：

[填空题]
29用XJ-4360型示波器，这时屏幕上波形高度是（）格。
参考答案：5.6

[填空题]
30下面给出四种数字电压表的最大计数容量：（1）9999 （2）19999 （3）5999 （4）1999 试说明它们是几位的数字电压表？其中第（2）种的最小量程为0.2V，问它的分辨力是多少？
参考答案：（1）4位表；（2）4位半；（3）3位半；（4）3位半。
如果第（2）种的最小量程为0.2V，问它的分辨力是0.00001V。

[填空题]
31已知某电压表采用正弦波有效值刻度，如何采用实验的方法确定检波方式？
参考答案：根据电压表的刻度特性，可以确定其检波方式，举例如下：
（1）用方波作为测试信号，以知方波的用被检电压表测量这个电压。
①若读数，则该表为峰值表。
②若读数，则该表为均值表。
③若读数，则该表为有效值表。
（2）分别取峰值相等的一个正弦电压和一个方波电压，设为UP，用被测电压表分别测量这两个电压，其读数分别为Ua～和U方。可能有下列几种情况：

[填空题]
32用一台位DVM的2V量程测量1.2V电压。已知该仪器的固有误差ΔU=±（0.05%满度+0.01%读数），求由于固有误差产生的测量误差。它的满度误差相当于几个字？
参考答案：

[填空题]
33用电子计数器测量fx=2000Hz的频率，采用测频（闸门时间1s）和测周（100μs时标）两种方法，计算由±1误差引起的测频误差。
参考答案：

[填空题]
34用多周期法测量周期，已知被测信号的重复周期为50us时，计数值为10000，内部时标信号频率为1MHz。若采用同一周期被乘和同一时标信号去测量另一未知信号，已知计数值为15000，求未知信号周期。
参考答案：已知T1=50us，N1=10000，N2=15000，求T2，由于T1，T2采用同一周期被乘和同一时标信号，因此，

[填空题]
35实验中，利用、峰值电压表测量幅值相同的正弦波，方波及三角波电压，读数相同吗？
参考答案：相同。因为峰值电压表的读数UP/KP~。

[填空题]
36欲测量失真的正弦波，若实验室无有效电压表，选用峰值表还是平均值表更适当些，为什么？
参考答案：应选用均值表。
因为峰值电压表对被测信号波形的谐波失真所引起的波形误差非常敏感，而均值表的波形误差与峰值表相比要小得多。

[填空题]
37模拟示波器包括哪些单元电路，它们的作用如何？
参考答案：模拟示波器主要由三部分组成：垂直系统（主要是垂直放大）、水平系统（主要是扫描和水平放大）和主机（主要是高、低压电源和显示电路）。

[填空题]
38设两对偏转板的灵敏度相同，如果在y1，y2两板间加正弦波电压，在x1，x2两板间加同频率、同幅度的余弦波电压，试画出荧光屏上显示的图形。
参考答案：

[填空题]
39给示波管y轴及x轴偏转板分别加下列电压，试画出荧光屏上显示的图形。
参考答案：

[填空题]
40示波管偏转灵敏度Sy=2V/cm，Sx编者的话作文=10V/cm，设加在偏转板上的电压：uy=2sinπfyt（V）；ux为锯齿波，峰值20V。若回扫时间不计，画出情况下荧光屏上的图形。
参考答案：

[填空题]
41某示波器x通道的扫描速度范围为0.2μs/div～1s/div，扫描扩展为“×10”，荧光屏x方向可用长度为10div。试估算该示波器能观察正弦波的上限频率（以观察到一个完整周期波形计算）
参考答案：

[填空题]
42欲在x=10cm长度上对f=10MHz的信号显示两个完整周期的波形。求示波器应具有的扫描速度。
参考答案：

拟步甲科[填空题]
43某型示波器x通道的工作特性如下：扫描速度范围为0.2μs/div～1s/div，扫描扩展为“10”，荧光屏x方向可用长度为10div。试估算该示波器能观察正弦波的上限频率的值（以观察到一个完整周期波形计算）。
参考答案：最小周期T=0.2μs×10×10=20μs，频率50k

[填空题]
44下面给出四种数字电压表的最大计数容量：（1）9999（2）19999（3）5999（4）1999 它们是几位？分辨率是多少？
参考答案：，其中第二种的最小量程为0.2V，它的分辨率是10μV。

[填空题]
45某型示波器最低扫描速度为0.5s/m，其屏幕x方向可用宽度为10cm，如果要求观察两个完整周期的波形，问示波器最低工作频率是多少？
参考答案：

[填空题]
46用7位电子计数器测量FX=5MHz的信号频率，试计算由N=1误差引起的测评误差。
参考答案：

[填空题]
47某电子计数器晶振频率误差为1×10-9，需利用该计数器将10MHZ校准到10-7，闸门时间多少满足？
参考答案：由于计数器内部频标正确度（1×10-9）优于被测晶振二个数量级，不需要考虑内部频标误差，可认为主要取决于±1误差，则要求

可得T=1S，即闸门时间应≥1S秒。
由于计数器的误差中总包含标准频率误差这一误差项，其总误差不可能低于其标准频率误差。故该计数器不能将晶体校准到10-9。

[填空题]三维数字化建模
48欲用电子计数器测量FX=2000HZ的频率，试计算有N=±1误差引起的测频误差。价值观念
参考答案：（1）测频时的±1误差

（2）测周时的±1误差

[填空题]
49扫描仪常用术语有哪些？其定义是什么？
参考答案：扫频信号发生器：一种具有款待频率调制特性的信号发生器。
扫频仪：一种具有显示装置的频率信号发生器。
有效频率范围
扫频时间：频率从一个规定值变化到另一个规定值得时间间隔。

[填空题]
50扫频仪的x轴和示波器的x轴在功能上有什么不同？
参考答案：扫频仪的x轴为频率轴，示波器的x轴为时间轴。

[填空题]
51扫描仪使用的关键器件是变容二极管，它在电路中起什么作用？解释PN结电容的公式。
参考答案：变容二极管是指它的结电容随外加偏压而改变，并呈现明显的非线性特性。
变容二极管在VHF、UHF和微波领域都得到了广泛的应用，可以用做参量放大、变频和倍频、电调谐、调制限幅和开关等。
反偏的PN结随反向电压德变化，势垒区中的电荷量也要相应地变化，这个效应可用势垒电容Cj来等效，其大小为：

式中，K为常数，它与杂质浓度、PN结面积等因素有关。调整这些因素可以控制势垒电容Cj的大小。n也是常数，它决定于PN结的工艺结构，n在1/3~3范围内变化。UT为内建电压，U为外加电压，反向偏置时是负值，正向偏置时是正值。

[填空题]
52电调谐变容二极管在电路中有几种接法？画出变容二极管在电路中的几种接入方法。
参考答案：有三种接法，并联接法，串联接法，双管连接法。

[填空题]
53调频信号分析有哪几种方法？
参考答案：（1）扫频频域法；
（2）贝塞尔（Bessel）零点法；
（3）哈伯雷（Haberly）法；
（4）斜率检波/解调法。

人体之最[单项选择题]
54、某台测量仪器说明书中列出一项性能指标为±0.1μV，该性能指标是指仪器的（）。
A.示值误差
B.引用误差
C.随机误差
D.最大允许误差
参考答案：D

[单项选择题]
55、极差法确定测量值的实验标准差的公式为s（xk）=R/C ，其中C表示（）
A.自由度
B.极差
C.极差系数
D.相关系数
参考答案：C

[单项选择题]
56、若B类标准不确定度的评定是已知扩展不确定度情况下的评定且没有特别说明，则包含因子按（）确定。
A.正态分布
B.均匀分布
C.三角分布
D.梯形分布
参考答案：A

[单项选择题]
57、当 y=x1+2x2，且x1与x2完全正相关，u（x1）=17mm，u（x2）=3mm ，则uc（y）为（）
A.20mm
B.18mm
C.17mm
D.23mm
参考答案：D

[单项选择题]
58、某功率的测量结果为5.778W，其扩展不确定度为0.24W（置信概率为95%），有效自由度为10，则该功率的完整测量结果为（）
A.P=5.778W，U95=0.24W，νeff=10
B.P=5.778W，U95=0.3W，νeff=10
C.P=5.78W，U95=0.24W，νeff=10
D.P=5.8W，U95=0.2W，νeff=10
参考答案：C

[多项选择题]
59、下面哪些情况会产生系统误差？（）
A.测量设备有缺陷。
B.测量环境条件不合要求。
C.测量方法不完善。
D.测量人员的不良习惯及生理条件限制。
参考答案：A,B,C,D

[多项选择题]
60、在实际测量中，下列哪些因素会引入粗大误差？（）
A.测量操作失误。
B.测量方法错误。
C.测量仪器缺陷。
D.测量条件突然变化。
参考答案：A,B,C,D

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