电子测量

第一章：1.1 解释名词：① 测量；② 电子测量。

答：测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。

在这个过程中，人们借助专门的设备，把被测量与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系，最后用数值和单位共同表示测量结果。

从广义上说，凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上说，电子测量是指在电子学中测量有关电的量值的测量。

1.3 解释偏差式、零位式和微差式测量法的含义，并列举测量实例。

答：偏差式测量法：在测量过程中，用仪器仪表指针的位移(偏差)表示被测量大小的测量方法，称为偏差式测量法。

例如使用万用表测量电压、电流等。

零位式测量法：测量时用被测量与标准量相比较，用零示器指示被测量与标准量相等(平衡)， 从而获得被测量从而获得被测量。

如利用惠斯登电桥测量电阻。

微差式测量法：通过测量待测量与基准量之差来得到待测量量值。

如用微差法测量直流稳压源的稳定度。

1.4 叙述电子测量的主要内容。

答：电子测量内容包括：（1）电能量的测量如：电压，电流电功率等；（2）电信号的特性的测量如：信号的波形和失真度，频率，相位，调制度等；（3）元件和电路参数的测量如：电阻，电容，电感，阻抗，品质因数，电子器件的参数等：（4）电子电路性能的测量如：放大倍数，衰减量，灵敏度，噪声指数，幅频特性，相频特性曲线等。

1.5 列举电子测量的主要特点.。

答：（1）测量频率范围宽；（2）测试动态范围广；（3）测量的准确度高；（4）测量速度快；（5）易于实现遥测和长期不间断的测量；（6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器的智能化；（7）影响因素众多，误差处理复杂。

1.8 SXl842数字电压表数码显示最大数为19 999，最小一档量程为20mV ，问该电压表的最高分辨率是多少？解：20mV/19999＝0.001 mV ＝1μVl.9 SR46示波器垂直系统最高灵敏度为50uV ／div ，若输入电压为120uV ，则示波器荧光屏上光点偏移原位多少格？ 解：120/50＝2.4格第二章：2.1 解释下列名词术语的含义：真值、实际值、标称值、示值、测量误差、修正值。

答：真值：一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。

指定值：由国家设立尽可能维持不变的实物标准(或基准)，以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的指定值。

实际值：实际测量时，在每一级的比较中，都以上一级标准所体现的值当作准确无误的值，通常称为实际值，也叫作相对真值。

标称值：测量器具上标定的数值。

示值：测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值。

测量误差：测量仪器仪表的测得值与被测量真值之间的差异。

修正值：与绝对误差绝对值相等但符号相反的值。

2.3 按照表示方法的不同，测量误差分成哪几类？ 答：1、绝对误差： 定义为：Δx ＝x －A 0 2、相对误差（1）实际相对误差：100%A xr A ∆⨯＝（2）示值相对误差：100%x xr x ∆⨯＝（3）满度相对误差：100%mm mx r x ∆⨯＝（4）分贝误差： G x ＝20 lg A u （d B ）2.19 两只电阻分别为R 1＝20Ω±2%，R 2＝(100±0.4) Ω，求：两电阻串联及并联两种接法时的总电阻和相对误差。

解：串联时：相对误差：12121212R R R R r r r R R R R ±串＝（＋）＋＋201000.4%%2010020100100±⨯⨯±＝（2＋0.66＋＋ΛR 串＝120³0.66%＝0.8Ω 总电阻：120±0.8Ω并联时：212121121212221212()()··()()R R R R R R R R R R R R R R R R R ∆∆∆并＋－＋－＝＋＋＋22122112221212··()()R R R R R R r r R R R R ＝＋＋＋21121212··R R R R R R r r r R R R R R ∆并并并＝＝＋＋＋符号有正有负时：21121212R R R R R r r r R R R R ⎛⎫± ⎪⎝⎭并＝＋＋＋100200.4%100⎛⎫±⨯⨯ ⎪⎝⎭＝2＋20＋10020＋100 1.77%±＝R 并＝20//100＝16.7Ω ΛR 并＝±16.7³1.77%＝±0.3Ω并联时的总电阻为：16.7Ω±0.3Ω2.13 用准确度s ＝1．0级，满度值100μA 的电流表测电流，求示值分别为80μA 和40μA 时的绝对误差和相对误差。

解：Δx 1＝Δx 2＝Δx m ＝±1%³100＝±1μAr x 1＝Δx 1/ x 1＝±1/80＝±1.25% r x 2＝Δx 2 / x 2＝±1/40＝±2 .5%2.28 按照舍入法则，对下列数据处理，使其各保留三位有效数字： 86.372 4， 8.914 5，3.175 0， 0.003 125， 59 450解：86.372 4＝86.4 8.914 5＝8.91 3.175 0＝3.180.003 125＝0.00312 59 450＝594³102第三章：3.2 正弦信号发生器的主要性能指标有哪些？各自具有什么含义？ 答：正弦信号发生器的主要性能指标及各自具有的含义如下： （1）频率范围指信号发生器所产生的信号频率范围。

（2）频率准确度频率准确度是指信号发生器度盘(或数字显示)数值与实际输出信号频率间的偏差，通常用相对误差表示：011100%f f f ∆⨯－＝式中f 0为度盘或数字显示数值，也称预调值，f 1是输出正弦信号频率的实际值。

（3）频率稳定度其他外界条件恒定不变的情况下，在规定时间内，信号发生器输出频率相对于预调值变化的大小。

按照国家标准，频率稳定度又分为频率短期稳定度和频率长期稳定度。

频率短期稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率在任意15min 内所发生的最大变化，表示为：max min100%f f f δ⨯－＝频率长期稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率在任意3h 内所发生的最大变化，表示为：预调频率的 x ³10-6＋yHz式中x 、y 是由厂家确定的性能指标值。

（4）由温度、电源、负载变化而引起的频率变动量由温度、电源、负载变化等外界因素造成的频率漂移(或变动)即为影响量。

① 温度引起的变动量环境温度每变化1℃所产生的相对频率变化，表示为：预调频率的x ²10-6/℃，即66100()1010/f f f t -⨯∆⨯∆ －＝℃式中△t 为温度变化值，f 0为预调值， f 1为温度改变后的频率值。

② 电源引起的频率变动量供电电源变化±10％所产生的相对频率变化，表示为：x ²10-6，即66100()1010f f f -⨯∆⨯－＝③ 负载变化引起的频率变动量负载电阻从开路变化到额定值时所引起的相对频率变化，表示为： x ²10-6，即66211()1010f f f -⨯∆⨯－＝式中f 1为空载时的输出频率，f 2为额定负载时的输出频率。

（5）非线性失真系数(失真度)用信号频谱纯度来说明输出信号波形接近正弦波的程度，并用非线性失真系数 r 表示： 式中U 1为输出信号基波有效值，U 2、U 3 …… U n 为各次谐波有效值。

1100%r由于U 2、U 3 …… U n 等较U 1小得多，为了测量上的方便，也用下面公式定义r ：100%r（6）输出阻抗信号发生器的输出阻抗视其类型不同而异。

低频信号发生器电压输出端的输出阻抗一般600Ω (或1k Ω)，功率输出端依输出匹配变压器的设计而定，通常50Ω、75Ω、150Ω、600Ω和5k Ω等档。

高频信号发生器一般仅有50Ω或75Ω档。

（7）输出电平输出电平指的是输出信号幅度的有效范围。

（8）调制特性当调制信号由信号发生器内部产生时，称为内调制，当调制信号由外部加到信号发生器进行调制时，称为外调制。

3.11 题3.11图是简化了的频率合成器框图，f 1为基准频率， f 2为输出频率，试确定两者之间的关系。

若f 1 ＝1MHz ，分频器÷n 和÷m 中n 、m 可以从1变到10，步长为1，试确定f 2的频率范围。

题3.11图解：相位锁定时： f 1/n ＝f 2/m∴ f 2＝f 1²m/n当 m ＝1 n ＝10时 f 2min ＝f 1/10＝0.1MHz 当 m ＝10 n ＝1时 f 2max ＝10f 1＝10MHz3.12 解释下列术语：频率合成，相干式频率合成，非相干式频率合成。

答：频率合成是把一个(或少数几个)高稳定度频率源fs 经过加、减、乘、除及其组合运算，以产生在一定频率范围内，按一定的频率间隔(或称频率跳步)的一系列离散频率的信号。

相干式频率合成器：只用一个石英晶体产生基准频率，然后通过分频、倍频等，加入混频器的频率之间是相关的。

非相干式直接合成器：用多个石英晶体产生基准频率，产生混频的两个基准频率之间相互独立。

第四章：4.2 说明电子枪的结构由几部分组成，各部分的主要用途是什么？答：电子枪由灯丝(h )、阴极(K ) 、栅极(G 1)、前加速极(G 2)、第一阳极(A 1)和第二阳极(A 2)组成。

灯丝h 用于对阴极K 加热，加热后的阴极发射电子。

栅极G 1电位比阴极K 低，对电子形成排斥力，使电子朝轴向运动，形成交叉点F 1，调节栅极G 1的电位可控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变荧光屏亮点的辉度。

G 2、A 1、A 2构成一个对电子束的控制系统。

这三个极板上都加有较高的正电位，并且G 2与A 2相连。

穿过栅极交叉点F 1的电子束，由于电子间的相互排斥作用又散开。

进入G 2、A 1、A 2构成的静电场后，一方面受到阳极正电压的作用加速向荧光屏运动，另一方面由于A 1与G 2、A 1与A 2形成的电子透镜的作用向轴线聚拢，形成很细的电子束。

4.6 电子示波器由哪几个部分组成？各部分的作用是什么？答：电子示波器由Y 通道、X 通道、Z 通道、示波管、幅度校正器、扫描时间校正器、电源几部分组成。

Y 通道的作用是：检测被观察的信号，并将它无失真或失真很小地传输到示波管的垂直偏转极板上。

X 通道的作用是：产生一个与时间呈线性关系的电压，并加到示波管的x 偏转板上去，使电子射线沿水平方向线性地偏移，形成时间基线。