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电子测量原理复习资料
电子测量复习
第一章测量的基本原理
一、填空题
1.某测试人员在一项对航空发动机页片稳态转速试验中,测得其平均值为20000转/分钟(假定测试次数足够多)。
其中某次测量结果为20002转/分钟,则此次测量的绝对误差△x=______,实际相对误差
=______。
★答案:
2转/分钟,0.01%。
2.在测量中进行量值比较采用的两种基本方法是________和________。
★答案:
间接比较法,直接比较法。
3.计量的三个主要特征是________、________和________。
★答案:
统一性,准确性,法律性。
4.________是比较同一级别、同一类型测量标准的一致性而进行的量值传递活动。
★答案:
比对。
5.计算分贝误差的表达式为
,其中
称为______。
★答案:
相对误差
6.指针偏转式电压表和数码显示式电压表测量电压的方法分别属于______测量和______测量。
★答案:
模拟,数字
7.为了提高测量准确度,在比较中常采用减小测量误差的方法,如______法、______法、______法。
★答案:
微差、替代、交换
二、判断题:
1.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()
★答案:
错
2.基准用来复现某一基本测量单位的量值,只用于鉴定各种量具的精度,不直接参加测量。
★答案:
对
3.绝对误差就是误差的绝对值()
★答案:
错
4.通常使用的频率变换方式中,检波是把直流电压变成交流电压()
★答案:
错
5.某待测电流约为100mA。
现有两个电流表,分别是甲表:
0.5级、量程为0~400mA;乙表1.5级,量程为0~100mA。
则用甲表测量误差较小。
★答案:
错
6.在电子测量中,变频是对两个信号的频率进行乘或除的运算。
★答案:
错
三、选择题:
1.下列各项中不属于测量基本要素的是____。
A、被测对象B、测量仪器系统C、测量误差 D、测量人员
★答案:
C
2.下列各项中不属于国际单位制基本单位的是______。
A、坎德拉(cd)B、开尔文(K)C、摩尔(mol)D、千米(km)
★答案:
D
3.下列不属于测量误差来源的是______。
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
★答案:
B
4.______是同时考虑了事物运动状态及其变化方式的外在形式、内在含义和效用价值的主体认识论层次信息。
A、语法信息B、全信息C、实在信息D、先验信息
★答案:
B
5.主体认识论层次的信息比客体认识论层次信息具有丰富得多的内涵。
并不是因为:
A、认识的主体具有想象力B、认识的主体具有感觉能力
C、认识的主体具有理解能力D、认识的主体具有目的性
★答案:
A
6.分频是对信号频率进行_______运算。
A、加法B、减法C、乘法D、除法
★答案:
D
四、简答题
1.试述测量的定义。
★答案:
答:
关于测量的科学定义,有狭义和广义之分。
狭义测量是指为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。
广义测量是指为了获取被测对象的信息而进行的实验过程。
2.测量两个电压,分别得到它的测量值
,它们的实际值分别为
,求测量的绝对误差和相对误差。
★答案:
★答案:
★答案:
4.什么是计量?
它有何特点?
计量与测量的关系如何?
★答案:
计量是为了保证量值的统一和准确一致的一种测量,它是利用技术和法制手段实施的一种特殊形式的测量,即把被测量与国家计量部门作为基准或标准的同类单位量进行比较,以确定合格与否,并给出具有法律效力的《检定证书》。
计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性。
由于测量发展的客观需要出现了计量,测量数据的准确可靠,需要计量予以保证,计量是测量的基础和依据,没有计量,也谈不上测量。
测量又是计量联系实际应用的重要途径,可以说没有测量,计量也将失去价值。
计量和测量相互配合,相辅相成。
5.比较有哪些类型?
它们各自的特点是什么?
★答案:
测量中使用比较器可进行五种不同层次的比较:
6.电子测量中典型的比较方法有哪些?
★答案:
7.电子测量中常用了哪些参量的比较技术?
★答案:
电压比较、阻抗比较、频率(时间)比较、相位比较、数字比较等。
8.试举例说明运算与处理功能在电压测量中的应用。
★答案:
第三章测量误差及数据处理
一、填空题
1.在测量数据为正态分布时,如果测量次数足够多,习惯上取作为判别异常数据的界限,这称为莱特准则。
★答案:
3σ
2.相对误差定义为________与________的比值,通常用百分数表示。
★答案:
误差;真值
3.随机误差的大小,可以用测量值的________来衡量,其值越小,测量值越集中,测量的________越高。
★答案:
标准偏差;精密度
4.测量值的数学期望M(Ⅹ),就是当测量次数n趋近无穷大时,它的各次测量值的_______。
★答案:
算术平均值
5.随机误差的特点有
___________,____________,___________,_________。
★答案:
对称性;单峰性;有界性;抵偿性
6.分贝误差是用形式表示的误差。
★答案:
对数;相对
7.将15.36和362.51保留3位有效数字后为__________,___________.
★答案:
15.4;363;
8.用一只0.5级50V的电压表测量直流电压,产生的绝对误差≤__伏。
★答案:
0.25
9.设
,且各分项的相对误差分别为
,则y的相对误差
=____。
★答案:
10.下列几种误差中,属于系统误差的有_____、_____,属于随机误差的有_____,属于粗大误差的有_____。
(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。
★答案:
系统误差
(1);(3);随机误差
(2);粗大误差(4)
★答案:
12.根据测量误差的性质和特点,可将它们分为________、________、________。
★答案:
随机误差;系统误差;粗大误差
13.在变值系差的判别中,马利科夫判别常用于判定____性系差,阿卑一赫梅特判别常用于判定____性系差。
★答案:
累进性;周期性
14.对于大量独立的无系统误差的等精度测量,测量数据服从正态分布,其测量随机误差也服从正态分布,它们有____(不同、相同)的标准偏差。
★答案:
相同
15.不确定度是说明测量结果可能的______程度的参数。
这个参数用_________表示,也可以用_________的倍数或置信区间的半宽度表示。
★答案:
分散;标准偏差;标准偏差
二、判断题:
1.为了减少测量误差,应使被测量的数值尽可能地在仪表满量程的2/3以上。
()
★答案:
对
2.非等精度测量时,σ大,对应的权值就大。
()
★答案:
错
3.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。
()
★答案:
错
4.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。
()
★答案:
对
5.被测量的真值是客观存在的,然而却是无法获得的。
()
★答案:
对
6.系统误差的绝对值和符号在任何测量条件下都保持恒定,即不随测量条件的改变而改变。
()
★答案:
错
7.不论随机误差服从何种分布规律,均可用莱特准则判定粗大误差。
()
★答案:
错
8.A类标准不确定度对应随机误差,B类标准不确定度对应系统误差。
★答案:
错
9.在测量不确定度的评定前,要对测量数据进行异常数据判别,一旦发现有异常数据应先剔除之。
★答案:
对
10.B类不确定度的评定不是利用直接测量来获得数据,因此B类不确定度不如A类不确定度准确。
★答案:
错
三、选择题:
1.若马利科夫判据成立,则说明测量结构中含有____。
(a)随机误差(b)粗大误差(c)恒值系差(d)累进性变值系差
★答案:
b
2.在使用连续刻度的仪表进行测量时,一般应使被测量的数值尽可能在仪表满刻度值的____以上。
★答案:
d
3.贝塞尔公式利用有限次测量数据对测量值的总体方差进行估计,试指出下面各式哪个是贝塞尔公式的正确表示____。
★答案:
b
4.被测量真值是____。
(a)都是可以准确测定的;(b)在某一时空条件下是客观存在的,但很多情况下不能准确确定;
(c)全部不能准确测定;(d)客观上均不存在,因而无法测量。
★答案:
b
★答案:
d
★答案:
b
7.在相同条件下多次测量同一量时,随机误差的____。
(a)绝对值和符号均发生变化(b)绝对值发生变化,符号保持恒定
(c)符号发生变化,绝对值保持恒定(d)绝对值和符号均保持恒定
★答案:
a
8.被测电压真值为100v,用电压表测试时,指示值为80v,则示值相对误差为()。
(a)+25%(b)-25%(c)+20%(d)-20%
★答案:
d
9.修正值是与绝对误差的绝对值_______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。
★答案:
a
10.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________。
(a)随机误差;(b)系统误差;(c)影响误差;(d)固有误差。
★答案:
b
11.下述方法中,能减小系统误差的有____。
(a)统计平均;(b).交换法;(c)加权平均;
(d)经高一级计量标准检定后以表格等方式加以修正。
★答案:
b和d
12.四位有效数字的数有。
(a)0417;(b)4270.0;(c)042.00;(d)27.00×104;(e)2.378
★答案:
c和d和e
13.下列为相对误差的有。
(a)相对真误差;(b)读数误差;(c)分贝误差;(d)引用误差;(e)固有误差。
★答案:
a、c和d
四、简答题
1.检定量程为100μA的2级电流表,在50μA刻度上标准表读数为49μA,问此电流表是否合格?
★答案:
解:
x0=49μAx=50μAxm=100μA
则此表在50μA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。
2.对某电感进行了12次精度测量,测得的数值(mH)为20.46,20.52,20.50,20.52,20.48,20.47,20.50,20.49,20.47,20.49,20.51,20.51,若要求在P=95%的置信概率下,该电感真值应在什么置信区间内?
★答案:
3.设电压V的三个非等精度测量值分别为:
它们的权分别为6,7,5,求V的最佳估值。
★答案:
★答案:
5.将下列数字保留3位有效数字:
45.7736.25143.1493805047.153.995
★答案:
解:
现将保留的有效数字列于下面:
45.836.243.13.80
47.24.00
舍如规则:
小于5舍,大于5入,等于5时取偶数。
第四章时间与频率的测量
一、填空题
1:
电子计数器的测频误差包括____误差和____误差。
★答案:
±1量化、标准频率
2:
频率计除测频、测周外,扩展功能有____、_____、_____、____。
★答案:
测频率比、测时间间隔、测相位差、自检
3:
在测量周期时的主要误差有:
____和____。
通用计数器采用较小的____可以减小±1误差的影响。
★答案:
量化误差、标准频率误差、频标
4:
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____测量法。
★答案:
多周期
5:
采用电子计数器测频时,当被计数频率一定时,____可以减小±1误差对测频误差的影响;当闸门时间一定时,____,则由±1误差产生的测频误差越大。
★答案:
增大闸门时间、被计数频率越低
6:
在进行频率比测量时,应将____的信号加在B通道,取出____(周期倍乘为
1)作为计数的闸门信号,将____的信号加在A通道,作为被计数的脉冲。
★答案:
频率较低、一个周期、频率较高;
7:
一个信号源频率实际值和其标准值的相对偏差定义为____,而把信号源频率变化的不确定性定义为____。
★答案:
频率准确度、频率稳定度
8:
在测量阿仑方差时,其采样方法与标准的偏差不同,它的两次相邻测量之间是____。
★答案:
连续的
二、判断题:
1:
一个频率源的频率稳定度愈高,则频率准确度也愈高。
()
★答案:
错
2:
当被测频率大于中界频率时,宜选用测周的方法;当被测频率小于中界频率时,宜选用测频的方法。
()
★答案:
错
3:
当计数器进行自校时,从理论上来说不存在±1个字的量化误差。
()
★答案:
对
4:
在测量低信噪比信号的周期时,计数器通常采用周期倍乘,这主要是为了克服±1误差的影响。
()
★答案:
错
5:
用计数器直接测周的误差主要有三项:
即量化误差、触发误差以及标准频率误差。
()
★答案:
对
6:
使用模拟内插法和游标法不能从根本上来消除±1个字的量化误差。
()
★答案:
对
7:
标准频率的相对不确定度应该比±1误差引起的测频误差小一个量级。
()
★答案:
对
8:
在进行阿伦方差的测量时,组与组之间以及组内两次测量之间必须都是连续的。
()
★答案:
错
三、选择题:
1、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()
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
★答案:
D
2、用于电子计数器中的高精度晶体振荡器,通常采取了____措施。
()
A.精密稳压B.选择电路元件
C.恒温或温补D.消除寄生振荡
★答案:
C
3、测频量化误差曲线和测周量化误差曲线交点处的频率,称为()。
A.交点频率B.临界频率
C.中心频率D.中界频率
★答案:
D
4、欲测量一个标称频率
的石英振荡器,要求测量准确度优于
,选用的计数器标准频率准确度和闸门时间应为()。
A.
,
;B.
,
;
C.
,
;D.
,
。
★答案:
C
5、设计数器直接测周的分辨力为1ms,若采用多周期测量法,欲将测周分辨力提高到1,应选择的“周期倍乘”为()。
A.10;B.102;C.103;D.104。
★答案:
d
6、用计数器测频的误差主要包括:
()
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
★答案:
B
7、下列哪种方法不能减小量化误差:
()
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
★答案:
A
8、用电子计数器测量某一频率为10KHz的信号,其信噪比为
,利用下列哪种测量方案测量误差最小(已知计数器标准频率误差
)。
()
A.测频,闸门时间1S;B.测周,时标1ns
C.周期倍乘N=1000,时标1μs;D.周期倍乘N=10,时标0.1μs
★答案:
C
9、若fx表示频率实际值,f0表示频率标称值,则频率准确度定义为()。
(A)
(B)
(C)
(D)
★答案:
a
10、调制域描述的是()之间的关系。
A.时间-幅度;B时间-频率
C.频率-幅度;D.时间-相位
★答案:
B
四、简答题
1、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?
★答案:
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
2、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?
★答案:
解:
(1)测频时,在1s的闸门时间内对被测信号的计数值为:
200Hz×1s=200则量化误差为:
1/200=0.5%
测周时,因为被测信号的频率为200Hz,则一个周期时间为1/200=0.0005秒。
由于时标为0.1μs,所以被计数频率为1/0.1μs=10MHz=107Hz。
在0.0005秒内计得的数为:
107×0.0005=5000,所以量化误差为:
1/5000=0.02%
(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。
3、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。
★答案:
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。
第五章电压测量
一、填空题
1、用一只0.5级50V的电压表测量直流电压,产生的绝对误差≤__伏。
★答案:
0.25
2、用峰值电压表测量某一电压,若读数为1V,则该电压的峰值为____伏。
★答案:
1.41
3、采用某电压表(正弦有效值刻度)测量峰值相等(Vp=5V)的正弦波、方波、三角波,发现读数相同,则该表为____检波方式,读数____。
★答案:
峰值3.53V
4、.峰值电压表的基本组成形式为________式。
★答案:
检波—放大
5、均值电压表的工作频率范围主要受_______的限制,而灵敏度受放大器_______的限制。
★答案:
宽带放大器带宽 内部噪声
6、在150Ω的电阻上,测得其电压电平为+20dBv,其对应的功率电平应为________。
★答案:
+26dBm
7、某数字电压表的最大计数容量为19999,通常称该表为________位数字电压表;若其最小量程为0.2V,则其分辨力为________。
★答案:
(或四位半),10μV
8、DVM测量系统输入端采取的措施,是提高CMR的行之有效的方法。
★答案:
浮置
二、判断题:
1、对双积分式DVM来说,串模干扰的最大危险在低频。
()
★答案:
对
2、数字电压表的固有误差由两项组成,其中仅与被测电压大小有关的误差叫读数误差,与选用量程有关的误差叫满度误差。
()
★答案:
对
3、峰值电压表按有效值刻度,它能测量任意波形电压的有效值。
()
★答案:
对
4、积分式DVM对一定的积分时间T,干扰频率越高,SMR越大。
()
★答案:
错
5、有效值电压表适应于非正弦波的电压测量,其电压刻度与被测电压波形无关。
()
★答案:
错
6、双斜式DVM中,其平均特性可以抑制共模干扰影响。
()
★答案:
对
7、双积分式DVM中变换结果与积分器积分元件RC有关,但其积分器线性不好也不会引起测量误差。
()
★答案:
错
8、对于双积分式DVM,对输入信号积分的时间只有等于工频(50Hz)的周期时,才能抑制工频干扰。
()
★答案:
错
三、选择题:
1、交流电压的波峰因素Kp定义为____。
A:
峰值/平均值 B:
有效值/平均值 C:
峰值/有效值 D:
平均值/峰值
★答案:
C
2、波形因素为______。
A:
平均值与有效值之比 B:
有效值与平均值之比 C:
峰值与平均值之比 D:
峰值与有效值之比
★答案:
B
3、设测量电压时的相对误差的
,则其分贝误差
[dB]=____。
A:
B:
C:
D:
★答案:
B
4、DVM的固有误差表示为
,其中第一项
称为____。
A:
满度误差 B:
读数误差 C:
量化误差 D:
零漂误差
★答案:
B
5、交流电压V(t)的有效值的表达式为_____。
A:
B:
C:
D:
★答案:
D
6、一台5位DVM,其基本量程为10V,则其刻度系数(即每个字代表的电压值)为_____mv/字。
A:
0.01 B:
0.1 C:
1 D:
10
★答案:
B
7、一台5位半DVM,其基本量程为2V,则其刻度系数(即每个字代表的电压值)为_____mV/字。
A:
0.01 B:
0.1 C:
1 D:
10
★答案:
A
8、DMM的串模抑制比定义为
,其中
和
分别表示()。
A:
干扰电压峰值和由干扰电压引起的最大测量误差
B:
干扰电压峰值和干扰电压平均值
C:
干扰电压有效值和干扰电压最大值
D:
由干扰电压引起的平均测量误差和最大测量误差
★答案:
A
9、根据dB及dBm的定义,当负载阻抗为____时,dB=dBm。
A:
75Ω B:
150Ω C:
300Ω D:
600Ω
★答案:
D
10、在双斜式积分DVM中,积分过程可简述为____
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