邯郸学院电子测量技术及实验卷A带答案

号__________________ 线————————————

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邯郸学院2011-2012学年第一学期

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满分 得分 10 7、1999属于 3 1/2 位数字万用表，在10V量程上的超量程能力为 100% ，在2V量程上的超量程能力为 0 。

8、电流表测量电流是将表串联在电路中的，内阻越 小 对电路的影响越 小 ，因而测量准确越 高 。

学— _—__—__—__—__—__—_名—姓—— — 班—_—__—__封_ __—__—__—_— 业—专—_—__—__—__—__—__— — 系—_密___—__—__—_— 级—_—__—__—__—__—_———— 2008级电子信息工程本科班期末考试试卷（A）

课程名称：电子测量技术及实验任课教师： 考试时间： 120 分钟 考试性质（学生填写“√”）：正常考试（）缓考补考（）重修（）提前修读（）

题 号 一 二 三 四 总分 满 分 20 10 40 30 100 得 分 阅卷人 复核人 满分 20 一、填空题：（每空1分，共20分） 得分

1、计量是利用技术和法制手段实现 统一 和 准确 的测量。 2、.测量误差就是测量结果与被测量__真值___的差别，通常可以分为__绝对误差__和__相对误差__两种。

3、 示波器 是示波器观察电信号波形的关键器件，主要由： 电子枪 、 偏转系统 和 荧光屏 组成。

4、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。

5、用均值电压表、峰值电压表分别测量正弦交流电u1、u2，电压示值均为10V，则被测正弦交流电有效值U1= 10 V，U2= 10 V。 6、33.65保留三位有效数字： 33.6 。

本试卷共8页第1页 二、选择题（每题2分，共10分）

1.根据测量误差的性质和特点，可以将其分为( C )三大类。

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

2、用通用示波器观测正弦波形，已知示波器良好，测试电路正常，但在荧光屏上却出现了如下波形，应调整示波器( A )旋钮或开关才能正常观测。 A.偏转灵敏度粗调 B.Y轴位移 C.X轴位移 D.扫描速度粗调

3、DVM的读数误差通常来源于( B )。

A. 量化 B.刻度系数、非线性等 C.偏移 D.内部噪声

4、( C )DVM具有高的SMR，但测量速率较低。 A.逐次逼近比较式 B.斜坡电压式 C.双斜积分式 D.V-f式

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_____________________ 5、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 满分 得分 40 三、简答题：（每题10分，共40分） k=R1/R2――1分

（3） 再调节Rn，使电桥平衡，即检流计指示为0――1分 （4） 读出k和Rn的值，用公式求得Rx

Rx?R1R2?Rn?kRn――――3分

学— _—__—__—__—__—__—_名—姓—— — 班—_—__—__封_ __—__—__—_— 业—专—_—__—__—__—__—__— — 系—_密___—__—__—_— 级—_—__—__—__—__—_————

1、有一个100V的被测电压，若用0.5级、量程为0-300V和1.0级、量程为0-100V的两只电压表测量，问哪只电压表测得更准些？为什么？（10分）

（1）对量程为0-300V、±0.5级电压表，根据公式有

? x1 ??x x ? 1 0 0% ?xm?s% x ?300?0.5% 1 0 0% ? 100 ? 100 % ? 1 .5 % ——

———4分

（2）对量程为0-100V、±1.0级电压表，同样根据公式有

?xxm?s0? ? x 2 ? x ? 100 % ? x ? 100 % ?1.0 100 ? 100 % ? 1 .0 % ———

——4分

从计算结果可以看出，用量程为0-100V、±1.0级电压表测量所产生的示值相

对误差小，所以选用量程为0-100V、±1.0级电压表测量更准确。 —————2分

2、简述直流电桥测量电阻的基本方法？（10分）

当对电阻值的测量精度要求很高时，可用直流电桥法进行测量。 典型的惠斯登电桥的原理如图所示。其步骤如下：―――――画出图4分

（1） 测量时，接上被测电阻Rx，再接通电源――――

1分

（2） 通过量程开关调节比例系数k，其中

本试卷共8页第3页

3、测频误差主要由哪几部分组成？什么叫量化误差？使用电子计数器时，怎样

减小量化误差（10分）

答：电子计数器测频是采用间接测量方式进行的，即在某个已知的标准时间间

隔内，测出被测信号重复的次数N，然后由公式计算出频率。其误差主要由两

部分组成。一是计数的相对误差，也叫量化误差；二是闸门开启时间的相对误

差。按最坏结果考虑，频率测量的公式误差应是两种误差之和。 （6分）

量化误差是利用电子计数器测量频率，测量实质是已知的时间内累计脉冲

个数，是一个量化过程，这种计数只能对整个脉冲进行计数，它不能测出半个

脉冲，即量化的最小单位是数码的一个字。量化误差的极限范围是±１个字，无论计数值是多少，量化误差的最大值都是?1一个字，也就是说量化误差的绝

对误差?N??1。因此，有时又把这种误差称为“?1个字误差”，简称“?1误

差。”这种测量误差是仪器所固有的，是量化过程带来的。当被测量信号频率一

定时，主门开启的时间越长，量化的相对误差越小，当主门开启时间一定时

,

提高被测量信号的频率，也可减小量化误差的影响。 （4分）

4、绘图说明DVM的电路构成和工作原理？（10分）

数字部分 被测信号 输入电路 A/D转换器 计数器 显示器

逻辑控制 时钟信号 电路 发生电路 模拟部分

数字电压表的组成框图 整个框图包括两大部分，模拟部分包括输入电路（如阻抗变换电路、放

大和扩展量程电路）和A/D转换器。A/D转换器是数字电压表的核心，完成模拟量到数字量的转换。电压表的技术指标如准确度、分辨率等主要取决于这部分的工作性能。数字部分主要完成逻辑控制、译码和显示功

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能。――――――――答出每个小条1分，5条及以上5分

满分 30 四、计算题（每题10分，共30分）

得分

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3、对某电阻进行等精度测量10次，数据如下（单位kΩ）：

0.992、0.993、 0.992、 0.991、 0.993、 0.994、 0.997、 0.994、 0.991 、0.998。试给出包含误差值的测量结果表达式。（10分） 学— _—__—__—__—__—__—_名—姓—— — 班—_—__—__封_ __—__—__—_— 业—专—_—__—__—__—__—__— — 系—_密___—__—__—_— 级—_—__—__—__—__—_————1、试述逐次比较型DVM的工作原理。某数字电压表的固有误差?U??(0.001％读数?0.002％满度)，

求用2V量程测量1.8V和0.18V电压时产生的绝对误差和相对误差。（10分）

原理：逐次比较型DVM的原理与天平很相像。它用各种数值的电压做砝码，将被测电压与可变的标准电压进行比较，直至达到平衡，从而显示出被测电压的值。――2分

逐次比较型A/D转换器由高速电压比较器、D/A转换器、时序脉冲发生器和保持寄存器等组成。――2分

2、甲乙两台DVM，甲的显示器显示的最大值为9999，乙为19999，问：

（1）它们各是几位的DVM？是否有超量程能力？（5分） （2）若乙的最小量程为200mV，其分辨率为多少？（5分）

（1）超量程能力是DVM的一个重要的性能指标。1/2位和基本量程结合起来，

可说明DVM是否具有超量程能力。甲是4位DVM，无超量程能力；乙为4位半

DVM，可能具有超量程能力。 ――――――――――5分

（2）乙的分辨率指其末位跳动±1所需的输入电压，所以其分辨率为0.01mV。 ――――――――――5分 本试卷共8页第5页 1）．将测量数据按先后次序列表。――――――――――5分

n V（2222iV） ?（iV） ?（iV） n V（iV） ?（ i

iV）?（V）1 0.992 -0.0015 0.00000225 6 0.994 0.0005 0.00000025

2 0.993 -0.0005 0.00000025 7 0.997 0.0035 0.00001225

3 0.992 -0.0015 0.00000225 8 0.994 0.0005 0.00000025 4 0.991 -0.0025 0.00000625 9 0.991 -0.0025 0.00000625 5 0.993 -0.0005 0.00000025 10 0.998 0.0045 0.00002025

x?1n2）．用公式

n?xii求算术平均值。

x?110?V0.992?0.993???0.998n?(V1?V2??10)?10?0.99351――――――2

分

3）．用公式?i?xi?x求每一次测量值的剩余误差，并填入上表中。

?1n??2n?1??i4）．用公式i?1计算标准差的估计值??。 ???11010?1?v21i?(0.00000225?0.00000025???0.00002025)19?19?0.0000505?0.00237―――――――2分

5）．按莱特准则判断粗大误差，即根据??x?3??ii?x?x?剔除坏值。 3??(x)?3?0.00237?0.00711

从表中可以看出，剩余残差最大的第10个测量数据，其值为：

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?v10?x10?x?0.998?0.9935?0.0045?3?(x)

所以该组测量数据中无坏值。―――――――――――――――――――――――3分 6）．根据系统误差特点，判断是否有系统误差，并修正。

测量数据分布均匀，无规律分布，无系统误差。―――――――――――――――1分

????_____________________ 学— _—__—__—__—__—__—_名—姓—— — 班—_—__—__封_ __—__—__—_— 业—专—_—__—__—__—__—__— — 系—_密___—__—__—_— 级—_—__—__—__—__—_————x7）．用公式

n求算术平均值的标准差估计值。

??x???0.00237?0.00237

n103.16228?0.00075―――――――――――――2

分

8）．用公式

??x?3?x求算术平均值的不确定度。

?x?3??x?3?0.00075?0.00225――――――――――――――――2

分 9）．写出测量结果的表达式。

A?x??x?0.9935?0.0023―――――――――――――――――――――

3分

本试卷共8页第7页 本试卷共8页第8

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