电子技术基础实验课后思考题答案doc.docx
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电子技术基础实验课后思考题答案doc
习题一
习题二习题三
习题
24
习题五
习题六35
习题七37
46
习题八
习题一
1」解释名词：
①测量；②电子测量。
答：
测量是为确定被测对象的最值而进行的实验过程。
在这个过程中,人们借助专门的设备，把被测最与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系,最后用数值和单位共同表示测量结果。
从广义上说，凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测昴；从狭义上说，电子测量是指在电子学中测量有关电的量值的测量。
1.2叙述直接测量、间接测量、纽合测量的特点，并齐举一两个测量实例.
答：
直接测昴它是指直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法。
in：
用电压表测量电阻两端的电斥，用电流表测量电阻中的电流。
间接测量：
利用直接测最的量与被测鼠之间的函数关系，间接得到被测量量值的测量方法。
如：
用伏安法测量电阻消耗的直流功率p,可以通过直接测量电压仏电流/,而后根据函数关系P=Uh经过计算，间接获得电阻消耗的功耗p；用伏安法测量电阻。
组合测量：
当某项测量结果需用多个参数表达时，可通过改变测试条件进行多次测最,
根据测晟杲与参数间的函数关系列出方程组并求解，进而得到未知量，这种测杲方法称为组合测量。
例如，电阻器电阻温度系数的测量。
1.3解释偏差式、零位式和微差式测杲法的含义，并列举测量实例。
答：
偏差式测量法：
在测量过程中，用仪器仪表指针的位移（偏差）表示被测量大小的测量方法，称为偏差式测昴法。
例如使用万用表测量电压、电流等。
零位式测杲法：
测量时•用被测量与标准昴相比较，用冬示器指示被测杲与标准量相等（平衡），从而获得被测量从而获得被测量。
如利用惠斯登电桥测量电阻。
微差式测量法：
通过测量待测量与基准量之差来得到待测量量值。
如用微差法测量直流稳丿*源的稳沱度。
1.4徴述电子测量的主耍内容。
答：
电子测量内容包括：
（1）电能量的测量如：
电压，电流电功率筹；
（2）电信号的特性的测昴如：
信号的波形和失真度，频率，柑位，调制度等；（3）元件和电路参数的测量如：
电阻，电容，电感，阻抗，品质因数，电子器件的参数等：
（4）电子电路性能的测量如：
放大倍数，衰减量，灵敏度，噪声指数，幅频特性，相频特性曲线等。
1.5列举电子测量的主耍特点，
答：
（1）测量频率范围宽;
（2）测试动态范围广;（3）测量的准确度高;（4）测量速度快（5）易于实现遥测和长期不间断的测最；（6）易于实现测嵐过程的自动化和测量仪器的智能化;（7）影响因素众多,误差处理复杂。
1.6选择测量方法时主要考虑的因素有哪些？
答:
在选择测杲方法时，要综合考虑下列主要因素：
①被测量本身的特性；②所要求的测量准确度；③测量环境；④现有测量设备等。
1.7设某待测量的真值为土0.00,用不同的方法和仪器得到下列三纽测量数据。
试用精密度、止确度和准确度说明三纽•测量结果的特点：
%110.10,10.07,10.12,10.06,10.07,10.12,10.11,10.08,10.09,10.11；
%19.59,9.71,10.68,10.42,10.33,9.60,9.80,10.21.,9.98,10.38：
%110.05,10.04,9.98,9.99,10.00,10.02,10.01,999,9.97,9.99。
答：
①精密欠止确；②准确度低；③准确度高。
1.8SX1842数字电压表数码显示瑕大数为19999,最小一档量程为20mV,问该电压表的最髙分辨率是多少？
解：
20mV/19999=0.001mV=1uV
1.9SR46示波器垂有•系统最高灵敏度为50uV/div,若输入电圧为!
20uV,则示波器
荧光屏•I••光点偏移原位多少格?
解：
120/50=2.4格
1.10某待测电路如题1.10图所示。
（I）计算负载&上电压U。
的值（理论值）。
（2）如分别用输入电阻Rv为120kO・和10MQ的晶体管万用表和数字电压表测量端电
压U-忽略其他误差，示值U。
各为多少?
（2）R^1=307/120=24KQ
R外2=30〃10000=29.91KQ
=2991x52.496V
30+29.91
1.11已知某热敏电阻随温度变化的规律为Rt=R『严丁皿,具中心、尺分别为热力学温度为To=3OOK和T时的阻值,B为材料系数。
已测得①T1=290K,/?
i=14.12kQ,②72=320K,7?
2=5.35kgo求心和氏
8（丄一丄）
解：
14.12=7?
涉290300（!
）
B（——一——）
5・35=他0320300
（2）
联立
（1）、
（2）解得：
B=3003R（）=10.05KQ
1.12试设计一个测量方案，测最某放大器的直流输出电阻（阻值估计在30kQ左右）。
解：
设计如右图所示，为减少测量误差采用
数字电压表测量，且R】、R?
都在30KQ左右，
1.13选择测量仪器时，通殆要根据被测最的大致大小选择合适的测量量程。
例如仍采用题1.K）所示的测量电路，现分别用MF-20品体管电压表的6V档和30V档测量负载上电阻U°,己知电压表的电床灵敏度为20kQ/V（山此司算出齐档杲程电压表输入电阻Rv=电床灵敏度x杲程），准确度等级为2.5级（准确度等级s表示仪表的满度相对误差不超过s%,即最大绝对误差为Axw=±s%.xw0试分别计算两个量程下的绝对误差和相对误差。
解：
6V档时：
Rvi=120KQR外］=30//120=24KQ
U==24x52.222V
A,30+24
Ax〃=&i—A=2.222—2.5=—0.278VAX/2=±2.5%X6=±0.15V
3=血制|Ax12|0.482V
必=伽%:
=100%^Ox
A2.5
30V档吋：
Rv2=30X20=600KQR外2=30//600=28.57KQ
28.57AA\T
U==X52.244V
a230+28.57
Ax2/==2.244-2.5=-0.06VAx22=±2.5%X30=±0.75V
5=0.8IV
y=S®^32.4%
22.5
1.14比较测量和Tt量的类同和区别。
答:
测杲是把被测量与标准的同类单位杲进行比较,从而确定被测杲与单位量之间的数值关系，最后用数值和单-位共同表示测量结果。
计量是利用技术•阳法制于段实现单位统一和量值准确可靠的测量。
计量可看作测量的特殊形式，在计昴过程中，认为所使用的量具和仪器是标准的，用它们來校准、检定受检最具和仪器设备，以衡竄和保证使用受检杲具仪器进行测量吋所获得测量结果的可靠性。
因此，计量乂是测量的基础和依据。
1.15解释名词：
①计量基准；②主基准；③副基准；④工作基准。
答：
①用当代最先进的科学技术和工艺水平，以最高的准确度和稳定性建立起來的专门用以规定、保持和复现物理量计量单位的特殊量具或仪器装置等。
%1主基准也称作原始基准，是用来复现和保存计量单位，具有现代科学技术所能达到的最高准确度的计量器具，经国家鉴定批准，作为统…全国计量单位量值的瑕高依据。
因此,
主基准也叫国家基准。
%1副基准:
通过ft接或间接与国家基准比对，确定其量值并经国家鉴定批准的计最器具。
英地位仅次于国家基准，平时用來代替国家基准使用或验证国家基准的变化。
%1工作基准：
经与主基准或副基准校准或比对，并经国家鉴定批准，实际用以检定下属计量标准的计量器具°
1.16说明检定、比対、校准的含义。
各类测量仪器为什么要定期进行检定和比对。
答：
检定：
是用高一等级准确度的计杲器具对低一等级的计量器具进行比较，以达到全而评定被检计量器具的计量性能是否合格的目的=
比对■:
在规定条件下，对相同准确度等级的同类基准、标准或工作计量器具之间的量值进行比较，英目的是考核量值的一致性。
校准：
校准是指被校的计景器具与高一等级的计量标准相比较，以确疋被校计量器具的示值误差的全部工作。
--般而言，检定要比校准包括更广泛的内容。
通过对各级基准、标准及计量器检定、比对和校准以保证日帘工作中所使用的测量仪器、量具的量值统一。
习题二
2」解释下列名词术语的含义：
真值、实际值、标称值、示值、测量误差、修正值。
答：
真值：
一•个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。
指定值：
山国家设立尽可能维持不变的实物标准（或基准），以法令的形式指定其所休现的量值作为计量单位的指定值。
实际值：
实际测最时，在每…级的比较中，都以上•级标准所体现的值当作准确无谋的值，通常称为实际值，也叫作相对真值。
标称值：
测量器具上标定的数值。
示值：
测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值。
测最误差：
测量仪器仪表的测得值与被测量真值Z间的差异。
修止值：
与绝对误差绝对值相等但符号相反的值。
2.2什么是等精度测量？
什么是不等精度测量？
答：
在保持测量条件不变的情况下対同一被测昴进行的多次测杲过程称作等精度测量。
如果在同一被测量的多次重复测彊中，不是所有测最条件都维持不变，这样的测最称为非等精度测量或不等精度测量°
2.3按照衣示方法的不同，测量误差分成哪几类？
答：
1、绝对误差：
定义为：
Ax=x-A0
2、相对误差
Ar
（1）实际相对误差：
r4=—xlOO%
A
Ar
（2）示值相对误差：
r=—xlOO%
x
Ar
（3）满度相对误差：
7；”=—LxlOO%
（4）分贝误差：
G.v=20lgAw（dB）
2.4说明系统误差、随机误差和粗差的主要特点。
答：
系统误差的主要特点是:
只要测量条件不变，误差即为确切的数值,用多次测杲取平均值的办法不能改变或消除系差，而当条件改变时，误差也随之遵循臬种确定的规律血变化，具有可重复性。
随机误差的特点是：
①有界性；②对称性；③抵偿性。
粗差的主要特点是：
测得值明显地偏离实际。
2.5有两个电容器，其中C|=2000±40pF,C2=470pF±5%,问哪个电容器的误差大些？
为什么？
40解：
X100%±2%因为rj1200
2.6某电阻衰减器，衰减量为20+0.WB,若输入端电压为1OOOmV,输出端电压等于
多少？
解：
山：
Gv=2@lg—20得：
u°=Ui/10=100mVA如
rx—rDb/^-69=±0.1/8.69=±1.2%Au（）=i\xu（）=±1.2%xlOO=±1.2mV
输出端电压为：
100mV±1.2mV
2.7用电压表测量电压，测得值为5.42V,改用标准电压表测量示值为5.60V,求前一
只电压测量的绝对误差示值相对误差心和实际相对误差心。
解：
AU=5.42-5.60=-0.18V
2.8标称值为1.2kQ,容许误差±5%的电阻，英实际值范围是多少?
2.9现检定一只2.5级量程100V电圧表，在50V刻度上标准电压表读数为48V,问在
这一点上电压表是否合格？
解：
Axin=±2.5%xlOO=±2.5VAx=50-48=2V<2.5V电压表合格。
2.10现校准一个量程为100mV,表盘为100筹分刻度的毫伏表，测得数据如下:
仪表刻度值（mV）
0
1（）
20
30
40
50
60
70
80
90
100
标准仪表示值（mV）
0.0
9.9
20.2
30.4
39.8
50.2
60.4
70.3
80.0
89.7
100.0
绝对误羞（mV）
0.0
0.1
-0.2
-0.4
0.2
-0.2
-0.4
-0.3
0.0
0.3
0.0
修正值c（mV）
0.0
-0.1
0.2
0.4
-0.2
0.2
0.4
0.3
0.0
-0.3
（）.0
求：
①将各校准点的绝对误差和修止值c填在表格中；
%110mV刻度点上的示值相对误差心和实际相对误差心；
%1确定仪衣的准确度等级：
%1确定仪农的灵敏度。
解：
®rx=0.1/l0xl00%=1%心=0.1/9.9x100%=1.01%
%1因为：
Axw=-0.4mVrm=-0.4/100=-0.4%
所以：
s—0.5
%1100/100=1mV
2.11WQ—1型电桥在戶1kHz时测O.lpF〜llOpF电容时，允许误差为±1.0%x（读数值）±0.01%x（满量程值），求该电桥测得值分别为lpF、10pF、lOOpF吋的绝对误差、相对误差。
!
0X，00%±U，%
匚=』；21x）00%±2.1%rx2=』I11
2.12如题2.12图所示，用内阻为Rv的电压表测B两点间电压，忽略电源E、
电阻R2的误差，求:
%1不接电床表时，4、B间实际电压Ua；
%1若Rv=20KQ,山它引入的示值相对•误差和实际相对误差各为多少?
%1若Rv=1MQ,山它引入的示值相对•误差和实你相对误差乂各为多少?
_20
解：
①匕=一“5+20
②t/==!
£-x12Vv25+10
^&<100%
8
9.6
③R外=20//1000=19・6心题2..12图
2.13用准确度s=1.0级,满度值IOO^lA的电流农测电流,求示值分别为80|iA和40yA
时的绝对误差和相对误差。
解：
Axi=Ax2=Axni=±1%x100=±IgA
2J4某专位做大显示数字为19999）数字电压表测电压，该“档的工作误差为土
0.025%（示值）±1个字，现测得值分别为0.0012V和1.9888V,问两种情况下的绝对误差和
示值相对误弟各为多少?
解：
叶驟xO.OOI2±lx盒±0•戚
+0（）252
心。
=—x1.9888±1x±（）.6加V
10019999
2.15伏一安法测电阻的两种电路示于题2.15图（a）、（b）,图中©为电流表，内阻RA,
⑨为电斥表，内阻Rv,求：
①两种测量电路中，山于RA、Rv的影响，只。
的绝对•误差和相対误差各为多少？
S）
②比较两种测量结果，指出两种电路各自适用的范围。
题2.15图
叙（Q心二
-RjR\AD—*_R—R：
一1
1丄D/D山<°测得值偏小，Rv>>R.v时，「a很小。
1十傀/匕
（b）R.rb=Rx+RaARrb=RaH）=Ra/Rx
民>0测得值偏大,RaVVR,时，舟很小。
2.16被测电压8V左右，现有两只电压表，一只量程0〜10V,准确度51=1.5,另一种
量程0〜50V,准确度$2=1.0级，问选用哪一只电Hv农测量结果较为准确?
解：
Axi=Axml=rmixxml=±1.5%x10=±0.15V
ri=Axi/xi=土0.15/8=±1.88%
Ax2=Axm2=rm2xxm2=土1.0%x50=±0.5V
r2=Ax2/x2=±0.5/8=±6.25%
r,2.17利用微差法测量一个10V电源，使用9V标称相对误差±0」％的稳圧源和一•只准
确度为$的电斥表，如题2.17图所示。
要求测量误差/U/比±0.5%,问尸？
即指针在中央位置时，测量电阻的误差瑕小n
法时的总电阻和相对误差。
解：
串联时：
相对误差:
之总-池曙士
AR沖=120x0.66%=0.8Q总电阻：
120±0.8Q
符号有止有负时:
R]R2
人2L.
I尺广］
g+/屮
1&心K2）
=±1-77%
R并=20//100=16・7Q八1＜并=±16・7xl・77%=±0・3Q
并联时的总电阻为：
16.7Q±0.3Q
2.20用一只量程为5V,准确度$=1.5级电压衣测量题2.20图中a、b点电位分别为和l/“=4.26V,S=4.19V,忽略电压表的负载效应，求：
%1U,5绝对误差、和对误差各为多少？
%1利用Uab=Ua-Ub公式计算，则电压Dab的绝对•误差和相对误差各为多少？
解：
AUa=AUb=AUm=±s%-Um
=±1.5%x5=0.075V1
Uab=4.26-4.19=0.07V|b
ai1
rab=£^^~空1.79%）[|
"0.070.07工
=±214.26%
AUab=rabxUab=±214.26%x0.07=±0.15V题2.20图
2.21用电桥法测电阻时，利用公式R严R1&/R2，已知R】=100Q,△R]=±0.1Q,R3=1000,AR3=±0.IQ,R2=1000Q,AR2=±0.10。
求:
测得值Rx的相对误差。
解：
5|=±0.1/100=±0.1%rR3=±0.1%rR2=±l/1000=±0.1%
rR=dHfeiI血||制）=±（0.1%+0.l%+0.l%）=±0.3%
2.22电阻上消耗的电能W=U2/Rt,己知r0=±l%,rR=±0.5%,rt=±1.5%,求g。
解：
心=±（世別）|对（覘|4%1・9%+如5%）=±4%
2.23金属导体的电导率可用G=4L/jcd2R公式计算,式中L（cm）>d（cm）、R（Q）分别为导线的长度、直径和电阻值，试分析在什么条件下c的误差最小，对哪个参数的测量准确度耍求瑕高。
当「l=2“+「r时，△cb=0最小。
导体的Tl径参数d的测吊;准确度要求最咼。
2.24电桥测一•个50mH左右的电感，山于随机误差的影响，使电感的测量值在Lo±0.8mH的范围内变化。
若希望测量值的不确定度范围减小到0.3mH以内，仍使用该电桥，问可采用什么办法。
解：
采用对照法进行测量，第一次测量电桥平衡时有：
jcoL^R^=jcoLsiR4则：
厶°=厶］只/!
^入加1=班出J&iYr3）
若陰|=|总击|“3〔I厶I则：
仏=±3|厶
第二次测昴时，交换弘与厶的位置，电桥平衡时有：
JcoL{VR4=JcoLs2R3则：
L.=LMR4比较两个5的表达式有：
&厶2则：
\”2=坦£|厶1|扣$2〔）
若|&1|=憾2||山则:
%2=±|&|
所以：
厂旳2=岂m1±°・27
2.25题2.25图中，用50V量程交流电压表通过测量口、/获得U值，现U}=U2=
40V,若允许U的误差±2%,问电压农的准确度应为几级?
解：
△U|=4U2=±s%xUm=±s%x50=0.5s
rU|—ru2=±0.5s/40=±1.25s%
亠4040|、
尸气耐刈40^阮I）"®%
依题意得:
±1.25s%=±2%
解得：
s=l・6所以，选用1.5级的电压表。
题2.25图
4—R
2.26用示波器测量题2.26图所示调幅波的调幅系数“市xl。
。
％,"A、B
2.27用数字电压表测得-组电圧值如下农:
n
Xi
n
Xi
n
Xi
1
20.42
6
20.43
11
20.42
2
20.43
7
20.39
12
20.41
3
20.40
8
20.30
13
20.39
4
20.43
9
20.40
14
20.39
5
20.42
10
20.43
15
20.40
判断有尢坏值，写出测量报告值°
解
（1）用公式壬=丄£兀求算术平均值。
n；
（2）列岀Vi和Vj2如表2.27-1
表2.27-1
n
Vi
Vi2
n
Vi
Vi2
n
Vi
Vi2
1
0.016
0.000256
6
0.026
0.000676
11
0.016
0.000256
2
0.026
0.000676
7
-0.014
0.000196
12
0.006
0.000036
3
-0.004
0.000016
8
-0.104
0.010816
13
-0.014
0.000196
4
0.026
0.000676
9
-0.004
0.000016
14
-0.014
0.000196
5
0.016
0.000256
10
0.026
0.000676
15
-0.014
0.000016
3o=0.098
从表2.27中可以看出，剩余残差最大的第8个测量数据，其值为:
叽|=|-的列30.10cr,血为坏值应剔除。
（4）剔除电后的算术平均值
xz=20.414
（5）重新列出可和Vi?
如表2.27-2
^2.27-2
n
Vi
Vi2
n
Vj
vr
n
Vj
vj2
1
0.006
0.000036
6
0.016
0.000256
10
0.006
0.000036
2
0.016
0.000256
7
-0.024
0.000576
11
-0.004
0.000016
3
-0.014
0.000196
12
-0.024
0.000576
4
0.016
0.000256
8
-0.014
0.000196
13
-0.024
0.000576
5
0.006
0.000036
9
0.016
0.000256
14
-0.014
0.000196
（6）剔除％后的标准差的估计值
b~0・01633b壬0.0489
（7）剔除吨后无坏值
cr；=crA^0163=0.ZX&63无0.01308
因此用数字电压表测得结果为：
20.414±0.013
2.28按照舍入法则，对下列数据处理，使其各保留三位有效数字：
86.3724,8.9145,3.1750,0.003125,59450
解：
86.3724=86.48.9145=8.913.1750=3
0.003125=0.0031259450=594xl02
2.29按照有效数字的运算法则，计算下列各结果：
%11.0713x3.2=3.42②1.0713x3.20=3.43
⑧40.313x4.52=182.2④51.4x3.7=190
⑤56.09+4.6532=60.74⑥70.4-0.453=70.0
2.30某电压放大器，测得输入端电压Ui=1.0mV，输出端电压/=1200mV,两者相对
误差均为±2%,求放大器增益的分贝误差。
解：
r=±（|^）|^（|2%+2%）=4%±
rd
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