习题册参考答案《电子测量与仪器第五版习题册》A053308docx.docx
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模块一电子测量基础
§1-1电子测量概述
一、填空
1.真实值
2.同类标准量
3.测量数值测量单位
4.电能量的测量电子元件参数的测量
电信号的波形及特性的测量
电子设
备性能的测量特性曲线的测量
5.检测测量器具
6.模拟式数字式
7.直接测量法间接测量法比较测量法
8.零值法差值法代替法
二、判断
1.×2.√3.√4.×5.×6.√7.√
三、选择
1.A2.D3.D4.A5.B
四、问答
1.直接、间接、比较测量法
与其他测量相比，电子测量具有以下几个明显特点：
1）测量频率范围极宽
2）电子测量仪器的量程很广
3）电子测量准确度高
4）测量速度快
5）易于实现遥测和长期不间断的测量
6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器的微机化
2.
（1）测量数据不准确，误差大。
（2）损坏测量仪器。
（3）损坏被测对象。
§1-2测量误差及表示方法
一、填空
1.测量误差
2.系统误差偶然误差疏失误差
3.附加误差
4.偶然误差
5.疏失误差
6.两次测量平均值系统误差
二、判断
1.√2.×3.√4.√5.×6.√7.√8.√9.√10.×
三、选择
1.D2.D3.D4.A5.B6.D7.B8.B
四、问答
1.偶然误差主要由外界环境的偶发性变化引起。
例如外电场、磁场的突变，温度、湿度的突变，电源电压、频率的突变等，使得在重复测量同一量时，其结果不完全相同，从而产生偶然误差。
实际中，一次测量结果的偶然误差没有规律，但多次测量中的偶然误差是服从统计学规律的。
这种规律之一是：
随着测量次数的增多，绝对值相等、符号相
反的偶然误差出现的次数基本相等。
因此，我们通常采用增加重复测量次数，再取算术平均值的方法来消除偶然误差对测量结果的影响。
2.为消除外磁场对电流表读数的影响，可将电流表放置的位置调换1800后再测量一次，则在两种位置下测得结果的误差符号必然是一正一负，取其平均值后，就能消除这种由外磁场影响而引起的系统误差。
3.产生系统误差的原因很多，需要根据不同的原因采用不同的消除方法。
1）．测量仪表的误差
包括测量仪表本身不完善而造成的基本误差，以及由于仪表工作条件改变而造成的附加误差。
要消除这类误差，可以重新配置合适的仪表或对测量仪表进行校正，同时要尽量满足仪表要求的工作条件。
2）．测量方法的误差
即由于测量方法不完善而引起的误差。
例如，利用间接测量法时采用了近似公式，以及未考虑仪表内阻对测量结果的影响等。
消除方法是重新选用合适的测量方法。
3）．仪表受外磁场的影响而产生的误差
由于外磁场而影响仪表内部的工作磁场，从而造成的系统误差，消除此类误差可采用正负误差补偿法。
§1-3测量结果的处理
一、填空
1.表格法图示法经验公式法
2.表格法
3.光滑匀整比例尺
4.系统偶然疏失
5.平均值
二、判断
1.×2.√3.√4.√5.√6.×7.×8.×9.×10.×
三、选择
1.B2.A3.A4.A5.D6.D7.D8.A9.D10.A
四、问答
1.
按照实际情况需要，将测量的数据正确地表示出来
（1）求出算术平均值
（2）计算每次测量的绝对误差
（3）计算均方根误差
（4）判断是否存在疏失误差
（5）给出测量结果的报告值
2.即测量的真实值，理论上是不可获得的，有时存在于物理或数学原理中，在实
际测量中常用实际值代替，可以是上级计量部门给的标准数据，或多次测量的最佳估计值，或根据理论得出的参考值。
计算
1.
0.720
3.1615
6.02
10
23
0.001314
0.72
3.2
6.0
1023
0.0013
2.312.541m
3.【解】绝对误差＝测得值－真值，即：
?
L＝L－L0
已知：
L＝50，?
L＝1μm＝0.001mm，测件的真实长度Ｌ0＝L－?
L＝50－0.001＝
49.999（mm）
4.【解】因?
L＝L－L0求得真值：
L0＝L－?
L＝2310－0.020＝2309.98（mm）。
故：
最大相对误差＝0.020／2309.98＝8.66×10-4%＝0.000866%
模块二电流与电压的测量
§2-1直流电流表与电压表
一、填空
1.磁电系测量机构磁电系表头
2.磁路系统通电线圈
3.永久磁铁固定在磁铁两极的极掌两极掌之间的圆柱形铁芯
4.均匀
5.电磁力矩
6.正比
7.并联
8.满刻度电流Ic内阻RC
1
9.n1
10.很小
11.开路式闭路式
12.临时测量长期测量
13.电路短路
14.（m1）
15.串联
二、判断
1.√
2.×
3.×4.×5.×
6.√
7.√8.×9.×10.√11.√12.×
13.√
14.×
15.×16.√
17.√
18.√
三、选择
1.A2.C3.A4.C5.A6.D7.B8.A9.A10.A11.A12.A13.D
四、计算
1.R1=199500Ω、R2=100000Ω、R3=200000Ω
2.R1=0.02Ω
§2-2交流电流表与电压表
一、填空
1.电磁系整流系
2.固定线圈软磁铁片吸引排斥
3.整流器整流系测量机构
4.平方
5.外磁场
6.小多
7.电阻分流式互感器式
8.半波整流全波整流
9.并联电压互感器
10.越大少
二、判断
1.√2.×3.√4.×5.√6.√7.√8.√
三、选择
1.B2.D3.A4.C5.B6.A7.C
四、问答题
1.
优点
（1）既可测交流，又可测直流。
（2）可直接测量较大电流，过载能力强，结构简单，价格便宜。
缺点
（1）标注尺刻度不均匀。
（2）易受外磁场影响。
2.标度尺刻度不均匀。
因为电磁系仪表指针的偏转角与被测电流的平方成
正
比，故标度尺的刻度具有平方律的特性，即起始段分布较密，而末段
分布稀
疏。
磁电系仪表灵敏度高、功率消耗小、标尺均匀等优点。
五、作图题
1.电流大于5A时，一般要配合电流互感器使用。
2.
-+
-+
V2
V1
V1
V3
V4V2
RfL
TA
§2-3钳形电流表
一、填空
1.正在运行不断电的
2.磁电式指针式数字式
3.电流互感器磁电系电流表测量电路
4.闭合中央
5.满刻度数
二、判断
1.√2.√3.√4.X5.√6.√7.×8.×9.×
三、选择
1.A2.D3.AB4.B5.A6.A
四、问答
1.磁电式钳形电流被测电流的导线相当于电流互感器的一次侧，于是在二次侧就会产生感应电流，并送入整流系电流表进行测量。
电磁式钳形电流当被测电流通过导线时，在铁心中产生磁场，使可动铁片磁化，产生电磁推力，带动指针偏转，指示出被测电流的大小。
（1）测量前要进行机械调零。
（2）选择合适的量程。
（3）将被测载流导线置于钳口中央。
（4）钳口要结合紧密。
（5）测量完毕，程开关置于最大量程位置上。
2.0.8A
§2-4晶体管毫伏表
一、填空
1.直接检波式检波放大式放大检波式
2.检波器检波
3.检波器直流放大器指示器
4.放大非线性失真mV
5.射极跟随器放大电路检波电路
6.表头指示分贝数代数和
二、判断
1.√2.×3.×4.×5.√6.√7.√8.√9.×
三、选择
1.C2.A3.C4.C5.A6.D7.B8.D9.C
四、问答
1.
（1）输入阻抗高。
（2）频率范围宽。
（3）测量范围广
（4）具有不同类型的波形响应，可以测量电压的峰值、有效值或平均值。
2.
高
阻
低
放
检
指
阻
抗
阻
分
变
分
大
波
示
压
换
压
器
器
器
器
器
器
稳压电源
3.可检查被测电压与仪表挡级是否相符，输入线接触是否良好。
毫伏表内部电源
部分的+12V直流电压是否正常，还应查看放大电路是否正常。
4.将指针调整在零位。
应根据被测信号的大约数值，选择适当的量程。
测试时联线应尽可能短，最好使用屏蔽线。
使用时必须正确选择良好的地点。
接
模块三万用表
§3-1模拟式万用表
一、填空
1.模拟式数字式指针式
2.电流电压电阻
3.测量机构测量线路转换开关
4.电压灵敏度Ω/V
5.刀
6.多量程的直流电流表
7.多量程直流电压表共用式
8.磁电系测量机构整流装置
9.半波整流二极管
将输入的交流电整流后变成直流电流后再送到测量机构
进行测量
保护二极管
当交流电负半周到来时，保护整流二极管不被反向击穿
10.0.1～10倍欧姆中心值
很大的误差
11.改变分流电阻值
R×1～R×1k
提高电池电压
R×10k
12.机械调零
欧姆调零
13.三分之二以上
中间
尽量减少误差
14.对应的最大量程
指针的偏转程度
15.人身仪表带电转换量程开关
损坏转换开关
16.表头机械故障
电路故障
17.直流电流
直流电压
交流电压
电阻
18.正表笔
测量电路
负表笔表内电池的正极
测量电路被测电阻RX
电
池负极
19.万用表受潮小
烘干万用表
二、判断
1.×
2.√
3.×4.×5.√6.×
7.×
8.√
9.√10.×11.×12.√
13.×
14.√
15.×16.×17.×
18.×
19.√
20.×
三、选择
1.C2.D3.C4.A5.B6.A7.D8.A9.B10.D11.B12.D13.B14.A
15.A16.C17.B
四、问答
1.万用表一般都由测量机构、测量线路和转换开关三部分组成。
其中，测量机构的作用是把过渡电量转换为仪表指针的机械偏转角；测量线路的作用是把各种不同的被测电量（如电流、电压、电阻等）转换为磁电系测量机构所能测量的微小直流电流（即过渡电量）；转换开关的作用是把测量线路转换为所需要的测量种类和量程。
2.由于设计万用表电路时，所有的测量电路通常都是以直流电流测量电路为基础进行扩展的，直流电流档的好坏直接影响到其他各量程的好坏，所以，直流电流测量电路的最低直流电流挡又称为万用表的基础挡。
3.选择合适量程的原则是：
测量时，当不能确定被测电流、电压的数值范围时，应先将转换开关转至对应的最大量程，然后根据指针的偏转程度逐步减小至合适量程。
所谓“合适量程”是指选择电流或电压量程时，最好使指针处在标度尺三
分之二以上的位置；选择电阻量程时，最好使指针处在标度尺的中间位置。
这样做的目的同样是为了尽量减小测量误差。
4.找一只准确度较高的毫安表或无故障的万用表作标准表,与故障表串联后去测量一直流电流。
若故障表读数比标准表大得多,则多为分流电阻开路所致。
若无
读数,可将故障表转换开关置于直流电压最低挡（如2.5V挡）,直接去测量一节新干电池的电压,若仍无读数,则为表头线路开路;若有读数且指示值大于1.6V,则为分流电阻开路。
§3-2数字式万用表
一、填空
1.数字式电压基本表测量线路转换开关
2.分流电阻输入电压数字式电压基本表
3.灵敏度准确度降压AC（交流）／DC（直流）转换器微小直流电压
二、判断
1.√2.×3.√4.√5.√6.X7.√8.X
三、选择
1.A2.D3.C4.C5.A
四、问答
1.数字式电压基本表的组成及各部分的作用
组成
名称
作用
包括衰减器、前置放大器、量程转换开关等。
作用是把各种不
同的被测量转换成数字电压基本表的基本量程，以满足各种测
输入电路
量的需要。
如输入电压高于仪表基本量程，须经衰减器对输入
电压进行衰减后，再送入模一数转换器；若输入电压低于基本
模拟部分
量程，可通过前置放大器对输入电压进行放大
模—数转换器
它是数字式电压基本表的核心部分，利用它可以将电压模拟量
转换成数字量
基准电压源
向模一数转换器提供一个稳定的直流基准电压，其准确度和稳
定度都将直接影响到转换器的转换质量
数字部分
逻辑控制器
它是仪表的中枢，用以控制模一数转换的顺序，保证测量的正
常进行
计数器将由模—数转换器转换来的数字量以二进制的形式进行计数
译码驱动器将二进制数变换成笔段码，送入数字显示器
数字显示器显示测量结果
它产生的信号可作为计数器的填充脉冲，同时作为时间基准送
时钟脉冲发生往逻辑控制器，控制模一数转换过程的时间分配标准（即“定
器时”）。
脉冲发生器产生的时钟脉冲频率决定了数字式电压基本表的测量速率
电源为数字式电压基本表的各部分提供所需的能源
2.若将数字式万用表的电源开关拨到“ON”位置，液晶显示器无显示,应检查电
池是否失效，或熔丝管是否烧断。
若液晶显示器显示“”符号时，应及时更换电池。
模块四电阻的测量
§4-1电阻的测量方案和方法
一、填空
1.小、中、大
2.直接法比较法间接法
3.工作非线性元件（如二极管）误差
4.前接电路后接电路
5.需要计算测量误差较大能在通电的工作状态下测量电阻
6.大前
二、判断
1、×2、×3、×4、√5、×
三、选择
1、B2、A3、B4.D
四、问答
1.电压表前接电路适用于被测电阻很大（远大于电流表内阻）的情况。
2.电压表后接电路适用于被测电阻很小（远小于电压表内阻）的情况。
五、计算
72Ω,电流3.4A大于2A
§4-2直流电桥
一、填空
1、直流电桥交流电桥直流电桥交流电桥
2、１Ω～100kΩ
3、零比例臂倍率比较臂读数
4、4.5V40～9999Ω1Ω。
5、凯文电桥1Ω以下电阻
6、较粗、较短
7、最低平衡
8、接触接线
二、判断
1．×2.、√3、√4、×5、√6、√7、√8、√
三、选择
D2、B3、A4、D5、C6、A
四、问答
1．由于电桥平衡时，桥上电流为零，故有I1＝I2，I3＝I4，
RX
R4
RX
R2
R4
代入上式，并将两式相除，可得
R2
R3
即
R3
上式说明，电桥平衡时，被测电阻RX等于比较臂电阻R4和
R2
比例臂电阻R3的乘积。
2．答：
（1）使用前先将检流计的锁扣打开，调节调零器使指针指在零位。
（2）接入被测电阻时，应采用较粗较短的导线，并将接头拧紧。
（3）因为被测电阻估算值为95Ω，比例臂应选×0.01挡。
（4）当测量电感线圈的直流电阻时，应先按下电源按钮，再按下检流计按钮；测量完毕，先松开检流计按钮，再松开电源按钮。
（5）电桥电路接通后，若检流计指针向“+”方向偏转，应增大比较臂电阻，反之应减小比较臂电阻。
如此反复调节比较臂电阻，直至检流计指针指零，电桥处于平衡状态为止。
此时，被测电阻值=比例臂读数×比较臂读数。
（6）电桥使用完毕，应先切断电源，再拆除被测电阻，最后将检流计锁扣锁上。
§4-3兆欧表
一、填空
1、、受热降低短路
2、导体之间温度、湿度、
3、摇表手摇直流发电机测量线路
4、交流磁电
5、大电流外磁场带电
6、断电放电
二、判断
1、×2、×3、√4、√5、×6、√7、×8、√9、√10、
×11、×
三、选择
1、A2、B3、D4、C5、A6、D
四、问答
1、
（1）了解电气设备绝缘结构的绝缘性能
（2）了解绝缘体有无受潮及受污染情况
（3）检验绝缘是否能承受耐压试验。
2、在兆欧表未接通被测电阻之前，即将端钮E和L分开，摇动手柄使发电机达
到120r/min的额定转速,若指针指在标度尺“∞”的位置，则认为开路试验合格；再将端钮L和E短接后进行短路试验，注意此时要缓慢摇动手柄，若指针指在标度尺的“0”位置。
3、仪表气隙内的磁场专门设计成不均匀分布，这样的结构可以使仪表可动部分的偏转角与两个线圈中电流的比率有关，故称“磁电系比率表”。
模块五时间与频率的测量
§5-1数字式频率计
一、填空
1.一定时间间隔内输入的脉冲数目数字形式
2、电子计数器频率／电压（f／U）转换器数字式电压基本表
3、直流电压
4、分频器分频1s
5、8220V
6、复位
7、“×20”
8、20晶体振荡的频率
二、判断
1、×2、×3、×4、×5、√6、√7、√8、√9、√
三、选择
1、A2、A3、A4、B5、A6、C7、C8、C9、A10、B
四、问答
1、
组成部分功能
能把各种不同波形和幅值的被测信号转换成幅值相等、频率与被测
放大整形电路
信号频率相同的计数脉冲
可输出标准频率的振荡信号。
如产生非常稳定的32768Hz的振荡信
石英晶体振荡器
号
将石英晶体振荡器产生的高频信号经分频器分频后，获得周期为1s
分频器
的时间基准信号，送入控制门电路
受分频器送来的时间基准信号的控制打开或关闭。
控制门打开时，
控制门被测计数脉冲经控制门送入分压滤波电路；控制门关闭，被测计数脉冲无法通过控制门
将由控制门电路送来的被测脉冲经分压、滤波后，获得平均值电压。
由于控制门电路打开时间是固定的（1s），所以，被测频率越高，单
分压滤波电路
位时间内通过控制门的脉冲数越多，获得的平均值电压越高。
显然，在f／U转换器中，平均值电压U与f成正比关系
2、
（1）测试前的准备
（2）打开电源开关
（3）至输入A通道
（4）估计被测信号的幅度
（5）选择合适的闸门时间
（6）显示示频率值
3、
4、被测信号fx经放大整形后的计数脉冲CP，送到控制门。
由石英晶体振荡器产
生的振荡信号经分频器分频后输出时间基准信号Ta，并打开控制门，如果控制门打开的时间正好是1s，则通过控制门送入计数器的CP脉冲个数，就是被测信号的频率。
§5-2扫频仪
一、填空
1、频率
2、扫频信号发生器频标信号发生器显示部分
3、、被测网络输出100mW
4、220扫描调制
5、0~75MHz75~150MHz150~300MHz
6、扫频仪
7、外接频标
8、辉度聚焦
9、高阻失谐
10、点频测量法扫频测量法
二、判断
1、×2、×3、√4、×5、√6、×7、√8、×9、√10、√
三、选择
1、D2、C3、B4、B5、A6、B7、D8、B
四、问答
1、
2、输出信号频率为（fmin~fmax）-NfL的。
如一个35MHz（即NfL=35×1MHz）的
频标信号与fmin~fmax=34.8~35.2MHz的扫频信号混频，通过带通滤波器和垂直放大器加到示波管的垂直偏转板上，如果在垂直偏转板上同时作用着反映被测电
路幅频特性的检波电压，那么菱形的频标波形就显示在幅频特性曲线的35MHz那一点上。
（1）显示系统的检查
（2）将50Ω连接电缆插入Y输入口，将75RF宽带检波器接RF输出
（3）检查仪器内部标记
（4）调节频标幅度旋钮
（5）频率范围的检查
（6）扫频方式选用“全扫”，频标方式按键选用50MHz，极性选择开关放在“+”位置，调节Y位移和Y增益，倍率开关选用×10挡
（7）曲线上从零频数的标记数应大于6个
（8）扫频方式选用“窄扫”时，频标方式按键选用50MHz
（9）旋转中心频率旋钮，同时在曲线上从零频数得6个，扫频宽度电位器调至
最大。
3、
（1）扫频仪与被测电路相连时，必须考虑阻抗匹配问题。
（2）若被测电路内部带有，而直接用开路电缆与仪器相连。
（3）在显示幅频特性时，如有发现图形异常曲折，则表示被测电路中有寄生振荡，在测试前予以排除
（4）测试时，输出电缆和检波探头的接地线应尽量短些，切忌在检波头上加接导线。
模块六测量用信号发生器
§6-1低频信号发生器
一、填空
1、标准低频正弦信号正弦波音频电压功率
2、振荡器射极输出器衰减器电压表直流稳压电源
3、亮
4、衰减倍数细调旋钮
5、输出端接地端
6、振幅相位
7、换能器
8、频率稳定度
二、判断
1、√2、×3、×4、√5、√6、√7、√8、×
三、选择
1、A2、D3、A4、B5、A6、A7、B
四、问答
1、
（1）开机前将输出细调旋钮置于最小值处，防止开机时输出信号幅度过大而打弯表针。
（2）接通电源。
将电源开关拨向“ON”位，接通仪器内部电路电源，同时电源指示灯亮。
（3）调节输出信号的频率。
先通过频率范围选择开关选择输出信号的频率范围，再调节面板上三个频率调节旋钮，将输出信号频率调整到所需频率。
（4）调解输出信号的幅度。
先通过输出衰减开关选择适当的衰减倍数，再调节输出细调旋钮，将输出信号电压调整到所需幅度。
2、射极输出器接在ＲＣ文氏电桥振荡器的输出端?
。
它的作用有两个:
第一?
利用射极输
出器将振荡器与输出部分隔离开?
防止因负载的变动而影响振荡器的稳定?
起到隔离作
用?
第二?
利用射极输出器进行阻抗变换?
以提高其带负载的能力。
§6-2函数信号发生器
一、填空
1、信号源正弦波三角波
2、方波正弦波
3、积分电路电压比较器
4、正弦波振荡器积分电路
5、三角波发生器正弦波形成电路
6、过载或短路
7、频段选择
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