《感测技术基础》第四版习题Word文档下载推荐.docx

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微机化三种基本类型。

其原理框图分别如图0-3-1、图0-3-2、图0-3-3所示。

（略见教材）

第1章

1、、在图1-1-3（b）中，表头的满偏电流为0.1mA，内阻等于4900，为构成5mA、

50mA、500mA三挡量程的直流电流表，所需量程扩展电阻R1、R2、R3分别为多少？

解：

据公式（1-1-8）计算得R1

R2

Rg

4900

100

R3

5mA

，

n1

1

0.1mA

据公式（1-1-10），图1-1-3（b）有：

R1

Ig

（Rg

（4900

）10，

I2

R3）

50mA

（Rg

）

I1

（4900100

500mA

故R29,R390

2、、在图1-2-2

中电压表V的“Ω/V”数为

20kΩ/V,分别用5V量程和25量程测量端

电压U0的读数值分别为多少

?

怎样从两次测量读数计算求出

E0的精确值?

5V档量程内阻

RV1

20k

V

5

100k

25V档量程内阻

RV2

25

500k。

图1-2-2中E0

5伏，R0

RV1

E0

2.5V，

5V档读数V01

R0

25V档读数V02

E0

500

4.17V。

RV2R0

V2

1-2-8）式得：

K

5，代入公式（

V1

E0'

1U02

51

4.17

5.006V。

U02

U01

2.5

3、证明近似计算公式（1-2-8）式。

证明：

量程U档的内阻为

R，U1

ImRU1，

U1

量程U2档的内阻为

U2，

U2

Im

RU2

K。

∴

R

RU1

U1

RU1E0

E0RU1

，∴R0

RU1。

E0RU2

∴R0

RU2，

∴RU1E0

RU2E0

解得：

RU2

RU1

∴E0

RU1U02

K1RU1U02

K1U02

RU1K

4、模拟直流电流表与模拟直流电压表有何异同？

为什么电流表的内阻很小，而电压表

的内阻却很大？

模拟直流电流表与模拟直流电压表的表头都是动圈式磁电系测量机构。

模拟直流电

流表是由“表头”并联很小的分流电阻构成，

指针的偏转角与被测直流电流成正比；

模拟直

流电压表是由“表头”串联很大的分压电阻构成，指针的偏转角与被测直流电压成正比。

由公式（1-1-9）和图

1-1-2可见，电流表的内阻为

RsRg

Im,因IM

Im，故r

Rg。

即电流表的内阻很小。

r

n

Rs

IM

由公式（1-2-3）和图

1-2-1可见，电压表的内阻为

RvRe

Rn

UM

Um

Re因UM

Um，故Rv

Re即电压表的内阻很大。

5、用全波整流均值电压表分别测量正弦波、三角波和方波，若电压表示值均为

10V，

问三种波形被测电压的有效值各为多少

均值电压表的读数是按正弦波的有效值定度的，

因此对正弦波来说，其有效值就是

均值电压表的读数值，即UUa10V

，其平均值为

U

U/KF

Ua/KF

10/1.11

9V

。

均值电压表测量三种波的读数相同，表明三者的平均值相同即均为

9V。

因此三角波的

有效值为U

KF9

1.15

10.36V，方波的有效值为U

UKF9

19V。

6、用峰值电压表分别测量正弦波、三角波和方波，电压表均指在10V位置，问三种波

形被测信号的峰值和有效值各为多少?

峰值电压表的读数是按正弦波的有效值定度的，因此对正弦波来说，其有效值就是

峰值电压表的读数值，即UUa10V，其峰值为UPKPU21014.1V。

峰值电压表测量三种波的读数相同，表明三者的峰值相同即均为14.1V。

因此，

三角波的有效值为

V，

P/

P

14.1

1.738.16

方波的有效值为U

/

14.1/1

14.1。

7、验证表1-2-1中全波整流、锯齿波、脉冲波、三角波的KF、Kp、U和U值。

1）全波整流：

ut

Asin

t，

T

tdt

2

d

A

A42A

Asind

Asin

cos

1T

sin

1A2

cos2d

u

A2

sin2

4

A/

1.11

UP

KF

2A/

22

，KP

A/

2）锯齿波：

3T

AT

t

，U

T3

30

T0

21.414

A。

3

31.73

A/2

3）脉冲波：

A2dtAtK。

AtK

tK

A，U

TtKA

tK

AtK

4）三角波：

1AT

8、使用电流互感器要注意些什么?

由于电流互感器付边匝数远大于原边，在使用时付边绝对不允许开路。

否则会使原边电流完全变成激磁电流，铁心达到高度饱和状态，使铁心严重发热并在付边产生很高的电压，引起互感器的热破坏和电击穿，对人身及设备造成伤害。

此外，为了人身安全，互感器

付边一端必须可靠地接地（安全接地）。

9、用电动系功率表测量功率应怎样接线?

怎样读数?

第一，电流支路与负载串联，电压支路与负载并联。

第二，电流线圈的“*”端和电压线圈的“*”端应同是接高电位端或同是接低电位端。

否则，电压线圈与电流线圈之间会有较大的电位差，这样不仅会由于电场力的影响带来测量误差，而且会使两组线圈之间的绝缘受到破坏。

第三，电流线圈和电压线圈的“*”端应同为电流的引入端或引出端，否则，功率表指

针将反向偏转。

如果负载是吸收有功功率（即负载中电压与电流相位差φ<

90°

），则按图1-3-2（a）、（b）接线，功率表指针都是正向偏转。

如果按此接线时发现功率表指针反向偏转，

那就表明被测负载实际上是发出有功功率的等效电源。

这时，须改变电流支路的两个端钮的

接线，变为图1-3-2中（c）和（d）的接线方式。

为了减小测量误差，应根据负载阻抗大小和功率表的参数来选择正确的功率表接线方式，

图1-3-2中（a）和（c）为“电压支路前接”方式，适合于负载阻抗Z远大于功率表电流线圈阻

抗ZA的情况，例如在变压器和电动机空载试验时，应采用这种接法。

图1-3-2中（b）和（d）

为“电压支路后接”方式。

适合于负载阻抗Z远小于功率表电压支路阻抗ZV的情况。

例如

在变压器和电动机短路实验时，应采用这种接法。

只要读得功率表的偏转格数Nx，乘上功率表分格常数C，就可求得被测功率的数值Px：

PxCNx

10、为什么万用表能测量多种物理量？

万用表由“表头”、测量电路及切换开关组成。

模拟式万用表是基于直流电压模拟测

量的检测仪表，它的表头是动圈式磁电系测量机构，表头指针偏角与线圈的直流电压成线性

正比关系，故通常称为“模拟表头”。

模拟式万用表中与表头配接的测量电路有多个，能分

别将电流、电压、电阻等多种电量转换成加到“模拟表头”的直流电压。

通过切换开关，更

换不同的测量电路便可测量电流、电压、电阻等多种电量。

数字式万用表是基于直流电压数字测量的检测仪表，其核心部件就是A/D转换器及与之

相连的数字显示器，能将直流电压转换成数字显示，故通常称为“数字表头”。

数字式万用

表中与表头配接的测量电路有多个，能分别将电流、电压、电阻等多种电量转换成加到“数

字表头”的直流电压。

通过切换开关，更换不同的测量电路便可测量电流、电压、电阻等多种电量。

第2章

1、采用图2-1-6

测量被测信号频率

fx，已知标准频率fc=1MHz，准确度为2

107，采

用m=1000分频，若f

=10KHz,试分别计算测频与测周时的最大相对误差

f/f

x

由题意可知：

fc

10

7

，f

c

MHz

，m

，fx

10kHz。

测频时，根据（

2-1-13）式：

fx

fc

1106

2107

0.12107

0.1。

mfx

103

测周时，根据（

2-1-22）式：

Tx

10103

mfc

103

106

2、已知图

2-1-6中计数器为四位十进制计数器，采用

m=100分频，计数器计数脉冲频

率最大允许值为

50MHz，标准频率

fc=5MHz，

fc/f

c=1

107，要求最大相对误差fx/fx=

±

1%，求该频率计的测频范围，若已知计数结果

N=500,求被测信号频率和相对测量误差。

m

102，fmax

50MHz，fc

5MHz，fc

fc1

107，

1%，N

500，Nmax

104

104。

因N

m，故采用测频方式，根据（

2-1-18）式可得：

6

fxmin

102

510

Hz。

m

0.01

Nmax

500MHz。

据（2-1-15）式，fxmax

据（2-1-16）式，fmax

50MHz

500MHz，故取fxmax

50MHz。

测频范围：

5MHz～50MHz。

若N

，则fx

Nfc

106

25MHz。

102

将N

1107代入（2-1-13）式，

110

0.2%。

N

3、以图2-2-2为例说明怎样用图2-2-1（a）电路测量时间间隔?

如果需要测量如图2-2-2（a）所示两个输入信号u1和u2的时间间隔tg。

可将u1和u2两

个信号分别加到图

2-2-1的A、B通道，把图中开关

S断开，触发器A触发电平置于U1，触

发沿选“+”，触发器B触发电平置于U2，触发沿也选“+”。

这样得到的计数结果

N=tg/Tc，

即代表时间间隔

tg=NTc。

4、采用图2-3-2测量两个频率为1KHz相位差72°

的正弦信号，若时标脉冲频率为

500KHz，试计算相位量化误差和计数器计数结果。

相位量化误差：

3600Tc

3600

f

36001103

0.72

500103

计数结果：

72

0.720

5、为什么图

2-3-1

测量相位差无须先测量信号周期

而图2-3-2

测量相位差须先测量信

号周期?

由公式（2-3-3）可得，图2-3-1测量相位差的输出数字为

U0

Ug

（式中q为A/D的量化单位，即N

1所对应的模拟输入电压）

q

360

与信号周期T无关。

因此无须先测量信号周期T。

由公式（2-3-4）可知，图2-3-