电子测量Word格式.docx

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2.考试日期：

年月日；

3.本试卷共4大部分，满分100分。

班级学号姓名

注：

三角波：

、

=1.15；

正弦波：

=1.11。

一、填空（每空1分，共20分）

1、电子测量的特点是测量频率范围宽、测量量程宽、__________、测量速度快和可以进行遥测等。

2、电子测量除了具体运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量、电信号和电路元器件的特性参数进行测量外，还可以通过各种敏感器件对___________进行测量。

3、电子测量技术按测量的性质分类，电子测量的技术方法有：

时域测量、__________和数据域测量。

4、电子测量技术所包括的的基本技术有：

变换技术、__________、放大技术、处理技术和显示技术。

5、我国电子仪表的等级是按__________划分的。

6、电子测量的误差的来源主要有仪器误差、使用误差__________和理论误差。

7、有效数字反映了数据本身极限（最大）绝对误差，某有效数字为3.142V，其极限误差为__________。

8、频率测量方法可分为模拟法和__________两大类。

9、用电子计数器测量频率，其误差的主要来源包括计数器计数误差和__________误差两大类。

10、表征交流电压的基本参量有峰值、__________、有效值、波峰因数和波形因数。

11、峰值电压表适合测量__________频率的交流电压信号。

12、某电压值为0.775V，其电压电平为__________dB。

13、某数字电压表最大显示为1999，则该表的显示位数为__________位。

14、测量电流的方法有：

电流表直接测量法、__________、电流/频率转换法等。

15、示波器的结构主要由Y（垂直）通道和__________通道两大部分组成。

16、阴极射线示波管（CRT）主要由电子枪、__________和荧光屏组成。

17、用示波器测量某信号的周期，若扫描速度越高，则屏幕显示的波形周期个数越__________。

18、正弦信号发生器的性能指标主要有频率特性、__________和调制特性。

19、在正弦信号发生器中，不同的频率范围产生采用不同的方法，低频信号发生器的主振级一般采用__________振荡器。

20、锁相环的基本结构主要由相位比较器（PD）、__________和压控振荡器（VCO）三部分组成。

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二、简答题（每题5分，共25分）

1、简述引用相对误差的应用（2-3种），并以一种应用为例，简述应用原理（过程）。

2、简述系统误差的判断方法；

简述在实际测量中应怎样减小系统误差。

3、什么是触发扫描？

什么是连续扫描？

简述触发扫描的特点？

4、用示波器测量某交流电压的峰值，简述测量方法（过程）。

5、画出数字式分频锁相环原理结构原理框图，简述各部分功能。

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三、计算题（每题5分。

共25分）

1、用如图3-1电路测量电阻Rx0，电压表的内阻为RV、电流表的内阻为RI，求测量值Rx=V/R受电表影响所产生的相对误差，并讨论结果。

2、用间接法测量晶体三极管的直流工作点电流ICQ，已知集电极电阻RC=1kΩ±

2%，现用1.5级、量程为10V的电压表测得RC上的电压为5V，求ICQ的相对误差。

3、用一块正弦波有效值刻度的均值电压表测某三角波电压，示值（读数）为6V，该三角波有效值为多少？

4、某双积分式DVM，基准电压Ur=10V，积分时间T1=1ms，时钟频率f0=10MHz，若在T2时间计数器的计数值N=5600，求被测电压值。

5、某四位逐次逼近移位寄存器SAR，若基准电压为5V，被测电压为3V，计算有关结果，画出逐次比较A/D的反馈电压Uri波形图。

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四、综合题（每题10分。

共30分）

1、画出用电子计数器测量周期的原理结构框图及主要点波形，并分析误差来源。

2、画出斜波式DVM原理结构框图及有关波形，简述工作过程。

3、画出模拟示波器Y通道的原理结构框图，简述各部分的功能。

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答案

1、测量准确度高，2、非电量，3、频率测量，4、比较技术，5、引用相对误差，6、影响误差，7、0.0005V，8、计数法，9、时基误差，10、均值，11、高，12、0，13、三位半，14、电流/电压转换法，15、X，16、偏转系统，17、少，18、输出特性，19、RC（文氏桥）20、低通滤波器（LPF）

1、答：

（1）用满度相对误差指导鉴定仪表等级；

用满度相对误差来指导我们在使用多量程仪表时，合理的选择仪表的量程。

——2分

（2）以指导我们在使用多量程仪表时，合理的选择仪表的量程为例

若某仪表的等级是s级，被测量的真值为A

，那么测量的最大绝对误差

△x

≤x

·s%

测量的最大相对误差

≤

s%

即γ

s%

通常取γ

=

由上式可得，当一个仪表的等级s确定后，测量中的最大绝对误差与所选仪表的上限x

成正比，所以，在测量中，所选仪表的满刻度值不应比真实值A

大太多。

——3分

2、答：

（1）判断方法：

①理论分析法；

②残差法；

③马列克夫判据；

④阿比赫梅特判据。

（2）减小方法：

①从减小系统误差的根源上消除，如按测量要求选择合理的测量方案或仪器；

②用修正的方法减小系统误差；

③采用较小系统误差的技术方法。

3、答：

（1）一次扫描过程结束后紧接着进行下一次扫描，扫描过程基本上不受任何情况的控制，这种扫描方式称连续扫描，即扫描回程结束后又立即开始新的正程扫描，扫描是不间断的。

在触发信号的作用下所进行的扫描称触发扫描，即扫描过程受触发信号的控制。

一般通过由被测信号来激发扫描发生器的扫描起点，由于有触发才有扫描，所以扫描信号的工作是间断的。

3分

（2）触发扫描特点：

图2-3

在触发扫描方式下，当被测脉冲到来时扫描发生器才开始扫描一次，在没有被测脉冲时，扫描发生器处于等待工作状态，如观测如图2-3（a）脉冲时，只要选择扫描电压的持续时间等于或稍大于脉冲底宽，则脉冲波形就可展宽得几乎布满横轴。

同时由于在两个脉冲间隔时间内没有扫描，故不会产生很亮的时间基线，如图2-3（d）所示。

4、答：

1）首先应将示波器的垂直偏转灵敏度微调旋钮置于校准位置（CAL）,否则电压读数不准确。

2）将待测信号送至示波器的垂直输入端。

3）将示波器的输入耦合开关置于“AC”位置。

4）调节扫描速度及触发电平，使显示的波形稳定（一般在屏幕上显示2—3个周期的波形）。

5）调节垂直灵敏度开关，使荧光屏上显示的波形高度适当，并记录下Dy值。

6）读出被测交流电压波峰和波谷的高度或任意两点间的高度

。

7）根据式Upp=h×

Dy计算被测交流电压的峰-峰值。

——5分

5、答：

（1）原理框图为

（2）各部分功能：

÷

N：

实现输入输出的分频；

PD：

实现两信号相位比较，输出电压正比于两信号的相位差；

LPF：

低通滤波功能

VCO：

压控振荡器，输出电压信号的频率受输入电压的控制。

1、解：

——1分

——1分

从上式可以看出，

减小，相对误差减小，所以适合测小电阻。

2、解：

因为

，所以

又因为

所以

3、解：

对应正弦波的均值为

，——1分

即三角波的均值

所以三角波的有效值为

4、解：

5、解：

对应的

＜3V

＞3V

＜3V——2分

所以测量结果为2.8125V——1分

Uri波形图为

——2分

1、解答：

原理框图为

——4分

各点波形为

误差主要来源是计数器误差、时基误差和触发误差。

——2分

2、解答：

——4分

工作原理：

斜坡发生器产生的斜坡电压分别与输入为Ux的比较器和接地（0V）比较器比较，两个比较器的输出经处理（整形）后去触发双稳态触发器，得到对应被测电压量大小的时间间隔为T的门控信号，用时间间隔为T的门控信号来控制主门输出（放行）的时钟数，然后由计数器对通过门控时间间隔内的时钟数进行脉冲计数，即可测得时间T，即T＝NT0。

由于被测量Ux正比于时间间隔T，所以也正比于所计的计数值N，即

Ux＝kT＝kT0N=eNe=kT0为刻度系数。

由于Ux∝N，因此，可用计数结果的数字量N表示输入电压Ux。

3、解答：

——5分

Y输入电路：

起衰减作用，提高测量范围的上限；

Y前置放大器：

起放大作用，提高测量范围的下限；

Y延迟线：

起Y信号的延迟作用，有利于被测信号在屏幕上的观测；

Y后置放大：

起功率放大作用。

（注：

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