电子测量与仪器重点与例题

电子测量与仪器第一章绪论一、本章考点1、电子测量的定义、特点、性质电子测量泛指以电子技术为基本手段的一种测量技术电子测量的内容包括：电能量测量、电信号测量、电路元器件参数测量、电子设备性能测量、非电量测量电子测量的特点：测量频率范围宽、测量量程宽、测量方便灵活、测量速度快、可实现遥测、易于实现测量智能化和自动化2、计量的基本概念和特点计量是利用技术和法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量计量有三个主要特性：统一性、准确性和法制性二、相关习题1、计量是利用技术和法制手段实现统一和准确的测量。

2.电子测量的内容包括电能量测量、电信号测量、电子元件参数测量、电子电路性能测量和特性曲线测量五个方面。

电能量的测量、电子元器件参数的测量、电信号的特性和质量的测量、电路性能的测量、特性曲线的测量3.电子测量按测量的方法分类为直接测量、间接测量和___组合测量_三种。

直接测量、间接测量、组合测量；4.计量基准一般分为___国家_____基准、副基准和___工作____基准。

国家工作5 ．下列各项中不属于测量基本要素的是 __测量误差__ 。

A 、被测对象B 、测量仪器系统C 、测量误差D 、测量人员6、下列测量中属于电子测量的是（用数字温度计测量温度）A、用天平测量物体的质量B、用水银温度计测量温度C、用数字温度计测量温度D、用游标卡尺测量圆柱体的直径7、下列测量中属于间接测量的是（用电压表测量已知电阻上消耗的功率）A、用万用欧姆挡测量电阻B、用电压表测量已知电阻上消耗的功率C、用逻辑笔测量信号的逻辑状态D、用电子计数器测量信号周期8．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9．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。

（）对第二章误差与不确定度（重点）第三章1.误差①相对误差定义、计算等。

②满度相对误差，使用场合与等级的关系及应用。

2、随机误差定义，来源，特点，解决措施和数学模型。

①系统误差：在相同条件下，多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持恒定或遵循一定规律变化的误差。

产生系统误差的主要原因有仪器误差、使用误差、影响误差、方法和理论误差，消除系统误差主要应从消除产生误差的来源着手，多用零示法、替代法等，用修正值是减小系统误差的一种好方法。

（重点）②随机误差：在相同条件下进行多次测量，每次测量结果出现无规则的随机性变化的误差。

随机误差主要由外界干扰等原因引起，可以采用多次测量取算术平均值的方法来消除随机误差。

（重点）③粗大误差：在一定条件下，测量结果明显偏离真值时所对应的误差，称为粗大误差。

产生粗大误差的原因有读错数、测量方法错误、测量仪器有缺陷等等，其中人身误差是主要的，这可通过提高测量者的责任心和加强测量者的培训等方法来解决。

（重点）3、粗大误差和系统误差4、误差的合成与分配：合成公式怎么合成以及满足什么方案。

5、测量数据处理如：如何判断最后一位，有效位数的处理等。

课外试卷相关习题（一）填空题1、满度（引用）误差表示为绝对误差与满量程之比，是用量程满度值代替测量真值的相对误差。

2、精密度用以表示方差或随机误差的大小，准确度用以表示平均值或系统误差的大小，精确度用以表示系统误差与随机误差综合影响的大小。

3、测量仪器准确度等级一般分为7级，其中准确度最高的为0.1级，准确度最低的为5.0级。

4.根据测量误差的性质和特点，可将它们分为随机误差、系统误差、粗大误差。

5.相对误差定义为绝对误差与真值的比值，通常用百分数表示。

6.多次测量中随机误差具有有界、对称性和抵偿性。

7.随机误差的大小，可以用测量值的平均值之差来衡量，其值越小，测量值越集中，测量的精密度越高。

（二）选择题1、修正值是与绝对误差的绝对值 A 的值。

A、相等但符号相反；B、不相等且符号相反；C、相等且符号相同；D、不相等但符号相同。

2、下述方法中，能减小系统误差的有 B 。

A、统计平均；B、交换法；C、加权平均；D、格拉布斯准则加以修正。

3.根据测量误差的性质和特点，可以将其分为( C )三大类。

（重点题）A.绝对误差、相对误差、引用误差B.固有误差、工作误差、影响误差C.系统误差、随机误差、粗大误差D.稳定误差、基本误差、附加误差4 ．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5．下列几种误差中，属于系统误差的有1、 3，属于随机误差的有2 ，属于粗大误差的有 4 。

（ 1 ）仪表未校零所引起的误差；（ 2 ）测频时的量化误差；（ 3 ）测频时的标准频率误差；（ 4 ）读数错误。

6. 通常在相同的条件下，多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持恒定或在条件改变时，按某种规律而变化的误差称为 B 。

（重点题）(a)随机误差；(b)系统误差；(c)影响误差；(d)固有误差。

7．四位有效数字的数有（d）(a)4270.0; (b)042.00; (c)27.00×10 4 ；(d) 2.378（三）判断题1.粗大误差具有随机性，可采用多次测量，求平均的方法来消除或减少。

（）错2.通过多次测量取平均值的方法可减弱随机误差对测量结果的影响。

（）对3.被测量的真值是客观存在的，然而却是无法获得的。

（）对（重点题）4.系统误差的大小可用测量值的标准偏差σ(x)来衡量。

（）错5.绝对值合成法通常用于估计分项数目较多的总合不确定度。

（）错（四）计算题1、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？（重点题）解：ΔI=8.15mA-8mA=0.15mAγA=(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.2、有一个10V标准电压，用100V档、0.5级和15V档、2.5级的两块万用表测量，问哪块表测量误差小？（重点题）解：第一块表测量：最大绝对允许误差△X1=±0.5﹪×100V=±0.50V 第二块表测量：最大绝对允许误差△X2=±2.5﹪×15V=±0.375V比较两块表的绝对误差可以看出：第一块表准确度比第二块高，但是用第一块表测量所产生的误差却比第二块表测量所产生的误差大。

3.用电桥测一批100mH 左右的电感，由于随机误差的影响，对每个电感的测量值均在L 0±1.2mH 的范围内变化。

若希望测量值的不确定范围减小到0.4mH 以内，又没有更精确的仪器，问可采用什么办法？解：每个元件测量n 次，n 次测量值平均值的标准差n l l )(ˆ)(ˆσσ=， 94.02.1)(ˆ)(ˆ22=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎦⎤⎢⎣⎡≥l l n σσ，取n=9，所以每个元件测量9次可使测量值的不确定范围减小到0.4mH 以内。

4．检定量程为 100 μ A 的 2 级电流表，在 50 μ A 刻度上标准表读数为 49 μ A ，问此电流表是否合格？解： x0=49μA x=50μA xm =100μA则此表在 50 μ A 点是合格的。

要判断该电流表是否合格，应该在整个量程内取足够多的点进行检定。

第三章（信号发生器）本章考点：1.设计信号发生器参数选择频段的划分2.DDS 原理及主要参数的计算3.合成信号发生器（重点PLL 频率合成，判断灵敏度）一、填空1、基本锁相环包括三个组成部分，它们是 鉴相器_ 、_环路低通滤波器_____ 与_电压控制振荡器_。

答：鉴相器，环路低通滤波器，电压控制振荡器2、低频信号发生器主振级常采用_差频式振荡器__ 和 _ RC 振荡器。

答：差频式振荡器，RC 振荡器3、高频信号发生器是提供__等幅正弦波____和 __调制波_的高频信号源。

答：等幅正弦波，调制波4、函数信号发生器一般能产生__正弦波_、_方波_和_三角波_信号。

答：正弦波，三角波，方波5、合成信号发生器的优点是频率稳定度高，分辨力高。

答：频率稳定度高，分辨力高6、高频信号发生器的主振级常采用LC振荡器答、LC振荡器。

7、有一频率合成器如图3.37所示，求：（1）f0的表达式；（2）f0的范围；（3）最小步进频率。

图3.37 题3.12图解：由图可知：（1）3011f f f N -= 232100N f f = 所以10022110f N f N f += （2）1000~5601=N6000~50002=N MHz KHz KHz KHz f f f 650.556501001500010560100500056021min 0==⨯+⨯=+= MHz KHz KHz KHz f f f 060.1010060100160001010001006000100021max 0==⨯+⨯=+= （3）因为N1和N2均可改变，但f0表达式中，N2的系数小，所以N2变化1得到的f0的变化最小，即f0的最小步进频率为Hz KHz f f 10100110020===∆第四章时频测量本章考点：1.电子计数法测量频率，测频法和测周法，误差计算公式，触发转换误差2.电子计数法测量时间1.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2.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3.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4.在测量周期时的主要误差有：__量化误差__ 和_触发转换误差___、标准频率误差通用计数器采用较小的_频标___可以减小±1误差的影响（量化误差、标准频率误差、触发转换误差、频标）5.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__多周期__测量法。

（多周期）6.采用电子计数器测频时，当被计数频率一定时，_增大闸门时间___可以减小±1误差对测频误差的影响；当闸门时间一定时，_被计数频率越低___，则由±1误差产生的测频误差越大。