电子测量原理古天祥版各章习题附详细答案

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。

，其中

称为 ______ 。

5 ．计算分贝误差的表达式为 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。

，它们的实际值分别为

2 ．测量两个电压，分别得到它的测量值

，求测量的绝对误差和相对误差。

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：

第二章 测量方法与测量系统

一、填空题

1． 电子测量的特点有：测量频率范围宽、_____________、______________、___________、____________、易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化。 答案：

量程范围宽；测量准确度高、测量速度快、易于实现遥测。

2．从基本的测量对象来看，电子测量是对______和______ 的测量。 答案：

电信号；电系统

3．有源量测量系统与无源量测量系统在功能结构上最显著的区别是有无______ 。 答案：

测试激励信号源。

4．测量系统的理想静态特性为______ 。 答案：

5．常用的可靠性指标有______ 、______ 、______ 、______ 。 答案：

平均无故障时间；可信任概率；故障率或失效率；有效度或可用度。

6．描述系统动态特性的数学模型有：时域中的______ 和______ ，复频域中的 ______ ，频域中的______ 。 答案：

微分方程；脉冲响应函数；传递函数；频率响应函数。

时，

7．一阶系统的频率特性中，当 答案：

0.707； ； 8. 二阶系统的频率特性中，当阻尼比______ ，在信号频率等于谐振频率时，系统会发生共振；当阻尼比______ 时，系统无谐振。 答案：

<0.707；>0.707

二、判断题：

1． 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。（ ）

错

8 ． 逻辑分析仪一般采用先采集存储数据再显示分析的方式，因此不是实时显示。（ ） 答案：

对

9 ．波形显示窗口中显示的是信号的实际波形。（ ） 答案：

错

10 ．反汇编分析一般是在定时分析下进行。 答案：

错

三、选择题：

1 ．IEEE1149.1边界扫描测试系统的测试存取端口的信号线中，经TAP控制器译码后用

来控制测试操作的信号是________。

A:TMS B:TCK C:TDO D:TDI 答案：

Ａ

2 ．指令寄存器的两个最低位单元（即离TDO最近的两个单元）中必须在捕获指令寄存

控制器状态装载固定的样式“_________”。 A:11 B:10 C:00 D:01 答案：

D

3 ．旁路指令的二进制代码必须是 ____________。

A:全0 B:全1 C:视具体设计任意确定 D:最高位为1，其余为0 答案：

B

4 ．下列有关边界扫描测试正确的是__________。 A 、 外测试指令的二进制代码必须是{111…1} B 、 RUNBIST指令实现的自测试操作模式可在运行测试/空闲控制器状态进行，也可在其它状态进行。 C 、SAMPLE/PRELOAD指令用于在不致对片上系统逻辑的正常操作产生干扰的情况下，对边界扫描寄存器进行扫描。 D 、指令寄存器必须至少包括三个能够保持指令数据的移位寄存器的单元 答案：

C

5 ．脉冲宽度为30ns时，逻辑分析仪定时分析速率选择为（ ）时，该脉冲被看作毛刺 （A）100MHz （B）10MHz （C）50MHz （D）200MHz 答案：

Ｂ

6. 探头输入中心电平为零的正弦波，探头门限设置为0V时，定时分析波形显示窗口中显 示的数据波形为站空比为50%的方波，探头改变为（ ）时，显示的数据波形高电平宽度变窄。

（A）0.5V （B）-0.5V （C）-1V （D） -2V 答案：

A

7. 触发跟踪方式为（ ）时，触发字位于数据观察窗口之外。

（A）触发开始跟踪 （B）触发终止跟踪 （C）触发开始跟踪加延迟 （D）触发终止跟

踪加延迟 答案：

C

8. 脉冲宽度为30ns时，逻辑分析仪定时分析速率选择为（ ）时，该脉冲被看作毛刺 （A）100MHz （B）10MHz （C）50MHz （D）200MHz 答案：

B

9. 探头输入中心电平为零的正弦波，探头门限设置为0V时，定时分析波形显示窗口中显 示的数据波形为站空比为50%的方波，探头改变为（ ）时，显示的数据波形高电平宽度变窄。

（A）0.5V （B）-0.5V （C）-1V （D） -2V 答案：

A

10. 触发跟踪方式为（ ）时，触发字位于数据观察窗口之外。

（A）触发开始跟踪 （B）触发终止跟踪 （C）触发开始跟踪加延迟 （D）触发终止跟

踪加延迟 答案：

Ｃ 四、简答题

1 .一个逻辑子系统在什么情况下才是电平灵敏的，实现电平灵敏的关键问题是什么？ 答案：

一个逻辑子系统，如果稳定状态对任何输入状态改变的响应与子系统中电路的延迟无关，并且，如果有两个以上输入改变，输出响应与输入改变的先后顺序也无关，子系统的稳定状态只取决于各输入变化的最终稳定电平，则称这样的逻辑子系统为电平灵敏的。

电平灵敏设计可保证电路中器件的延迟、上升和下降时间等参量对电路工作无影响，关键是时序逻辑中的基本存贮元件必须是电平灵敏的。

2 ．简要回答逻辑分析仪的主要技术指标及含义？ 答案：

①定时分析最大速率。逻辑分析仪工作在定时分析方式时的最大数据采集速

率，可以是实际的采样时钟最高频率，也可以是等效采样速率。 ② 状态分析最大速率。工作在状态分析方式时，外部时钟可以输入的最大频率。③通道数。逻辑分析仪信号输入通道数量，它包括数据通道和时钟通道。通道越多，我们可以同时观测的信号就越多。 ④存储深度。每个通道可以存储的数据位数，单位为比特（B）/通道，一般为几KB致几十KB。 ⑤触发方式。逻辑分析仪的触发方式越多，其数据窗口定位就越灵活。一般有：随机触发、通道触发、毛刺触发、字触发等基本方式，有的还有一些触发附加功能，如：延迟触发、限定触发、组合触发、序列触发等。

⑥输入信号最小幅度。逻辑分析仪探头能检测到的输入信号最小幅度。 ⑦输入门限变化范围。探头门限的可变范围，一般为-2V～+5V，其可变范围越大，则可测试的数字系统逻辑电平种类越多。 ⑧毛刺捕捉能力。逻辑分析仪所能检测到的最小毛刺脉冲的宽度。

3.产生伪随机序列的两种电路：细胞自动机和线性反馈移位寄存器，前者比后者有什么优点？

答案：

细胞自动机（CA）和线性反馈移位寄存器（LFSR）相比的优点在于：

第一，细胞的次态为邻细胞状态的组合函数，不象LFSR中通过相邻单元的简单左移或右移获得次态值，故CA产生的序列较LFSR的互相关性更小，这对VLSI的伪随机测试有益。 第二，CA具有模块化、局部互联的反馈通路的规则结构，易于映射入VLSI中。

第三，CA局部互联，使通道占用硅片面积小，且通道延迟小，易于高速运行，有利于VLSI的延迟测试。

4 ．如下图所示，问

（1）下列测试矢量中哪些可侦查图11-72中的单故障x1:s-a-0 ①(x1x2x3x4)=(0111) ②(x1x2x3x4)=(1111) ③(x1x2x3x4)=(1101) ④(x1x2x3x4)=(1011)

(2)求侦查图11-72中下列故障的所有测试 ①x3:s-a-0 ②x2:s-a-0 ③x2:s-a-1

答案：

（1） （x1x2x3x4）=(1011)

(2) ①（x1x2x3x4）=(0011) ②（x1x2x3x4）=(0111)

③（x1x2x3x4）=(0011)

5 ．用布尔差分法求出侦查图电路中故障b:s-a-1和a:s-a-1的完备测试集。 答案：

故障b:s-a-1的测试为（0000，0001，0010） 故障a:s-a-1的测试为（x1x2x3x4）= (0101)

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