电子测量技术

《电⼦测量技术》期末复习资料总结

《电⼦测量技术》期末复习资料总结

第⼀部分

1、什么是测量，什么是电⼦测量？

答：测量是通过实验⽅法对客观事物取得定量信息即数量概念的过程。电⼦测量是泛指以电⼦技术为基本⼿段的⼀种测量技术。

2、电⼦测量的分类。

答：（1）按测量过程分类可分为：直接测量；间接测量；组合测量；

（2）按测量⽅式分类可分为：偏差式测量法；零位式测量法；微差式测量法；

（3）按测量性质分类可分为：时域测量；频域测量；数据域测量；随机测量。

3、测量仪器的功能是什么？

答：变换功能；传输功能；显⽰功能。

4、测量仪器的主要性能指标有哪些？

答：精度；稳定性；输⼊阻抗；灵敏度；线性度；动态特性。

5、电⼦测量的灵敏度是如何定义的？

答：灵敏度表⽰测量仪表对被测量变化的敏感程度，⼀般定义为测量仪表指⽰值(指针的偏转⾓度、数码的变化、位移的⼤⼩等)增量?y与被测量?x之⽐。灵敏度的另⼀种表述⽅式

叫作分辨⼒或分辨率，定义为测量仪表所能区分的被测量的最⼩变化量，在数字式仪表中经常使⽤。

6、什么是实际相对误差，⽰值相对误差，满度相对误差？

答：实际相对误差定义为。⽰值相对误差也叫标称相对误差，定义为。

满度相对误差定义为仪器量程内最⼤绝对误差与测量仪器满度值(量程上限值)的百分⽐值。

7、如何减少⽰值相对误差？

答：为了减少测量中的⽰值误差，在进⾏量程选择时应尽可能使⽰值接近满意度值，⼀般以⽰值不⼩于满意度的三分之⼆为宜。

8、仪表的准眼睛的作文 确度与测量结果的准确度的关系。

答：测量中所⽤仪表的准确度并不是测量结果的准确度，只有在⽰值与满度值相同时，⼆者才相等(不考虑其他因素造成的误差，仅考虑仪器误差)，否则测得值的准确度数值：降低

于仪表的准确度等级。

9、测量误差的来源—来源于那些误差？

答：仪器误差；使⽤误差；⼈⾝误差；影响误差；⽅法误差。

10、什么是系统误差？系统误差的主要特点是什么？

%100?=AxA?%100?=xxx?%100?=mmmxx?

答：在多次等精度测量同⼀量值时，误差的绝对值和符号保持不变，或当条件改变时误差按某种规律变化，这种误差称为系统误差，简称系差。

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，⽤多次测量取平均值的⽅法不能改变或消除系差，当条件改变时，误差也随之遵循某种确定的规律⽽变化，具有

可重复性。

11、什么是随机误差？随机误差的主要特点是什么？

答：随机误差⼜称偶然误差，是指对同⼀量值进⾏多次等精度测量时，其绝对值和符号均以不可预测的⽅式⽆规则变化的误差。

随机误差的主要特点是特点：有界性；对称性；抵偿性。

12、利⽤修正值、修正公式可以削弱那种误差？

答：零⽰法、替代法、补偿法、对照法、微差法、交叉读数法、主要⽤来消弱或消除恒定系差。利⽤修正值或修正公式可以削弱系差。

13、什么是信号发⽣器？

答：测试⽤电信号的装置，统称为信号发⽣器，⽤在电⼦测量领域，也称为测试信号发⽣器。

14、信号发⽣器的分类有⼏种？

答：按频率范围分类；按输出波形分类；按信号发⽣器的性能分类。

15、低频信号发⽣器的主振器通常使⽤什么振荡器，应⽤最多的是什么振荡器？答：在通信信号发⽣器中，主振器通常使⽤RC振荡器，⽽其中应⽤最多的当属⽂⽒桥振荡器。

16、函数发⽣器的基本⼯作原理是什么？

答：先由积分电路和触发电路产⽣三⾓波和⽅波，然后通过函苏大分数线 数转换器，将三⾓波整形成正弦波。

17、射频信号发⽣器三分之一的爱情 分为狂三壁纸 哪⼏种类型？

答：调谐信号发⽣器；锁相信号发⽣器；合成信号发⽣器。

18、调谐式信号发⽣器的振荡器分为那三种类型？

答：变压器反馈式振荡器；电感反馈式振荡器；电容反馈式振荡器。

19、什么是电⼦⽰波器？

答：电⼦⽰波器简称⽰波器。它是⼀种⽤荧光屏显⽰电量随时间变化过程的电⼦测量仪器。

20、什么是⽰波器的偏转因数、偏转灵敏度？

答：偏转灵敏度(S)：单位输⼊信号电压引起光点在荧光屏上偏转的距离H称为偏转灵敏度S：

d为灵敏度的倒数，d称为偏转因数。uHSy

=

则

如：d＝2V／cm，荧光屏上uy波形⾼度H＝2．6cm，则所观察波形幅度uy＝2V／cm2.6cm＝5.2V。

21、偏转因数、偏转灵敏度的设定对波形幅度的影响。

答：根据显⽰的波形⾼度H,按上式可求得显⽰波形的电压幅度。

22、什么是扫描频率、扫描速度、时基因数？

答：扫描速度就是光点⽔平移动的速度，其单位是cm/s或div/s。扫描速度的倒数称为时基因数，它表⽰光点⽔平移动单位长度所需的时间。扫描频率表⽰⽔平扫描的锯齿波的频

率。

23、扫描速度、时基因数的设定对展宽波形的影响。

答：扫描速度越⾼，表⽰⽰波器能够展开⾼频信号或窄脉冲信号波形的能⼒越强。为了观察缓慢变化的信号，则要求⽰波器具有较低的扫描速度，因此，⽰波器的扫描频率范围越宽

越好。

24、为什么⽰波器的Y通道要接⼊衰减器，什么时候接⼊衰减器？

答：由于经常需要观察幅度较⼩的电压波形，因此⽰波器的灵敏度设计的较⾼，但当需要观察幅度较⼤的信号时，就必须接⼊衰减器对信号先进⾏衰减。

25、Y通道延迟线的作⽤是什么？

答：利⽤垂直通道输⼊的被测信号去触发⽔平偏转系统产⽣扫描电压波，，从接受触发到开始扫描需要⼀⼩段时间，这样就会出现被测信号到达Y偏转板⽽扫描信号尚未到达X偏转

板的情况，为了正确显⽰波形，必须将接⼊Y通道的被测信号进⾏⼀定的延迟，以便与⽔平系统的扫描电压在时间上相匹配。

26、什么叫同步？

答：为了得到稳定的波形显⽰，必须是扫描锯齿波电压周期T与被测信号周期Ty保持整数倍关系，即T=nTy。由于扫描电压是由⽰波器本⾝的时基电路产⽣，它与被测信号电压是不

相关的，为此⼀般采⽤被测信号(或与被测信号相关的信号)控制与触发时基电路，使T=nTy，这个过程称为同步。

27、时基发⽣器的作⽤是什么？

答：时基发⽣器由闸门电路、扫描发⽣器和释抑电梦见做菜 路组成。

时基闸门电路的作⽤是控制扫描电压发⽣器的⼯作，它是⼀个双稳态触发电路，当触发脉冲到来时，电路翻转，输出⾼电平，使扫描电压发⽣器开始⼯作。

扫描发⽣器扫的作⽤是产⽣⾼线性度的锯齿波电压。

释抑电路的作⽤是⽤来保证每次扫描都开始在同样的起始电平上。在⽔平偏转板上加⼀线性锯齿波扫描电压ux，该扫描电压将Y⽅向所加信号电压uy作⽤的电⼦束在屏幕上按时间沿

⽔平⽅向展开。

28、⽰波器的触发源的触发信号有⼏种？

答：内触发；外触发；电源触发。

29、⽰波器的触发耦合⽅式有⼏种？

答：DC直流耦合；AC交流耦合；AC低频抑制；HF⾼频耦合。

30、⽰波器的触发⽅式有⼏种？

答：常态触发；⾃动触发；⾼频触发。

31、测量频率的⽅法可分为哪两⼤类？

答：模拟法和计数法。

32、采取什么测量⽅法？

答：电⼦计数器测量频率时，其测量的最⾼频率主要取决于计数器的⼯作速率。⽬前计数器测量频率的上限为lGHz左右，为了能测量⾼于1GHz的频率，有许多种扩⼤测量频率范围

的⽅法。

测⾼频信号频率时，⽤计数法直接测出频率；测低频信号频率时，⽤计数法先测其周期，再换算为频率，以期得到⾼精度的测量。

33、如何减⼩测量频率时的相对误差？

答：脉冲计数的相对误差与被测信号的频率成反⽐，与闸门时间成反⽐。也就是说，被测信号频率越⾼，闸门时间越宽，此项相对误差越⼩。

34、电⼦计数法测量周期适留学个人陈述 合测量什么样周期的被测信号？低周期被测信号应采取什么测量⽅法？

答：测⾼频信号频率时，⽤计数法直接测出频率；测低频信号频率时，⽤计数法先测其周期，再换算为频率，以期得到⾼精度的测量。若测信号的周期，可以采取与上相反的过程。

35、如何减⼩测量周期时的相对误差？

答：为了减⼩测量误差，可以减⼩Tc(增⼤fc)，但这受到实际计数器计数速度的限制。在条件许可的情况下，尽量使fc增⼤。另⼀种⽅法是把Tx扩⼤m倍，形成的闸门时间宽度为m

Tx，以它控制主门开启，实施计数。

36、直读法测量频率分为哪⼏种测量⽅法？

答：电桥法测频；谐振法测频；频率-电压转换法测频。

37、⽐较法测量频率分为哪⼏种测量⽅法？

答：拍频法测频；差频法测频；⽤⽰波器测量频率和时间间隔。

38、⽤⽰波器测量相位差分为⼏种测量⽅法？

答：直接⽐较法；椭圆法。

39、相位差的测量可以转换成对哪些参数的测量

答：可转换为时间间隔进⾏测量；电压进⾏测量。

40、测量⾼频信号的相位差应该采取什么⽅法？

答：频率变换法把被测⾼频信号变换为低频或某⼀固定频率的信号进⾏测量。

41、按照显⽰⽅式的不同电⼦电压表可以分为⼏类？

答：模拟式电⼦电压表和数字式电⼦电压表。

42、什么是波形因数、什么是波峰因数P201？

答：波形因数KF，定义为该电压的有效值与平均值之⽐波峰因数KP，定义为该电压的峰值与有效值之⽐

43、测量交流电压的最基本的原理是什么？

答：利⽤交流/直流转换电路将交流电压转换成直流电压，然后接到直流电压表上进⾏测量。

44、模拟交流电压表可以分为⼏种主要类型？

答：检波-放⼤式；放⼤-检波式；调制式；外差式；热偶变换式。

45、低频交流电压表的检波电路主要采⽤什么检波器？

答：平均值检波器。

46、⾼频交流电压表的检波电路主要采⽤什么检波器？

答：峰值检波器。

47、数字式电压表（DVM）按照根据电压的类型可分为⼏种类型？

答：直流DVM和交流DVM。

48、数字式电压表（DVM）按照A/D变换原理可分为⼏种类型？

答：⽐较型，积分型，复合型。

49、什么是内同步？什么是外同步？

答：同步信号采⾃于Y通道的(即被观察信号)被称为内同步；同步信号采⾃于来⾃仪器外部的同步信号的⽅式被称为外同步。

50、⽰波器Y通道内为什么既接⼊衰减器⼜接⼊放⼤器？它们各起什么作⽤？答：为适应Y通道输⼊的被测信号的⼤幅度的变化既接⼊衰减器⼜接⼊放⼤器。放⼤器对微弱的信号

通过放⼤器放⼤后加到⽰波器的垂直偏转板，使电⼦束有⾜够⼤的偏转能量。衰减器对输⼊的⼤幅度信号进⾏衰减。

51、什么是连续扫描和触发扫描？如何选择扫描⽅式？

答：连续扫描：扫描电压是周期性的锯齿波电压。在扫描电压的作⽤下，⽰波管光点将在屏幕上作连续重复周期的扫描，若没有Y通道的信号电压，屏幕上只显U

UKF=UUKpp=

⽰出⼀条时间基线。

触发扫描：扫描发⽣器平时处于等待⼯作状态，只有送⼊触发脉冲时才产⽣⼀次扫描电压，在屏幕上扫出⼀个展宽的脉冲波形，⽽不显⽰出时间基线。被测信号是连续的周期性信

号时，选择连续扫描⽅式。被测信号是短短暂的周期性脉冲信号时，选择触发扫描⽅式。

52、双踪与双线⽰波器的区别是什么？

答：双踪⽰波器的垂直偏转通道由A和B两个通道组成。两个通道的输出信号在电⼦开关控制下，交替通过主通道加于⽰波管的同⼀对垂直偏转板。A、B两个通道是相同的。主通

道由中间放⼤器、延迟线、末级放⼤器组成，它对两个通道是公⽤的。

双线⽰波器采⽤双线⽰波管构成。双线⽰波管在⼀个玻璃壳内装有两个完全独⽴的电⼦枪和偏转系统，每个电⼦枪发出的电⼦束经加速聚焦后，通过“⾃⼰”的偏转系统射于荧光屏

上，相当于把两个⽰波管封装在⼀个玻璃壳内公⽤⼀个荧光屏，因⽽可以同时观察两个相互独⽴的信号波形。双线⽰波器内有两个相互⽆关的Y通道A和B，每个通道的组成与普通

⽰波器相同。

53、取样⽰波器的⾮实时取样过程为什么能将⾼频信号变为低频信号？取样⽰波器能否观测单次性⾼频信号？

答：⾮实时取样过程对于输⼊信号进⾏跨周期采样，通过若⼲周期对波形的不同点的采样，经过保持延长后就将⾼频信号变成了低频信号。

取样⽰波器不能观测单次性⾼频信号，因为不能对其进⾏跨周期采样。

第⼆部分

1、绝对误差、相对误差的计算⽅法。

A为实际值，x为供给量的指⽰值(标称值)△x是绝对误差最⼤值绝对误差:修正值:

最⼤绝对误差:实际相对误差:⽰值相对误差:满度相对误差:2、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U，⽰值相

对误差rx和实际相对误差rA。

解：U＝5.42－5.6会计工作岗位 0＝－0.18V

rx＝－0.18/5.42＝－3.32%

rA＝－0.18/5.60＝－3.21%

Axx-=?

xAxc-=-=?mmmxx?=?%100?=AxA?%100?=xxx?%

100?=mm

mxx?

3、如题2.12图所⽰，⽤内阻为Rv的电压表测量A、B两点间电压，忽略电源E、电阻R1、R2的误差，求：

①不接电压表时，A、B间实际电压UA；

②若Rv＝20K，由它引⼊的⽰值相对误差和实际相对误差各为多少？③若Rv＝1M，由它引⼊的⽰值相对误差和实际相对误差⼜各为多少？解：①20129.6520

AUV?＝＝＋②2101250

xUV?＝＝8＋1289.6100%%8

xr?－＝＝－20289.6100%%9.6

Ar?－＝＝－16.7③R

外＝20//1000＝19.6K

题3图319.3125xU?＝

＝9.561V＋19.339.6100%%9.56

xr?9.56－＝＝－0.41839.6100%%9.6

Ar?9.56－＝＝－0.4174、伏—安法测电阻的两种电路⽰于题2.15图(a)、(b)，图中○A为电流表，内阻RA，○V为电压表，内阻Rv，求：

①两种测量电路中，由于RA、Rv的影响，只。的绝对误差和相对误差各为多少？②⽐较两种测量结果，指出两种电路各⾃适⽤的范围。

题4图

解：（a）xVxaxVRRRRR＝＋2xxaxaxxV

RRRRRR?－＝－＝＋

11/xaaxVx

RrRRR?－＝＝＋ra＜0测得值偏⼩，RV＞＞Rx时，ra很⼩。（b）Rxb＝Rx＋RARxb＝RArb＝RA/Rx

rb＞0测得值偏⼤，RA＜＜Rx时，rb很⼩。

5、⽤电桥法测电阻时，利⽤公式Rx＝R1R3/R2，已知R1＝100，R1＝0.1，R3＝100，R3＝0.1，R2＝1000，R2＝0.1。求：测得值Rx的相对误差。

解：rR1＝0.1/100＝0.1%rR3＝0.1%

rR2＝1/1000＝0.1%

132()RxRRRrrrr＝＋＋＝(0.1%＋0.1%＋0.1%)＝0.3%

6、⽤计数式频率计测量频率，闸门时间为1s时，计数器读数为5400，这时的量化误差为多⼤？如将被测信号倍频4倍，⼜把闸门时间扩⼤到5倍，此时的量化误差为多⼤？

解：（1）111.85105400

xNNfT??－4＝＝＝（2）119.2910454005

xNNfT?－6＝＝＝7、⽤某计数式频率计测频率，已知晶振频率的相对误差为fc/fc＝510－8，门控时间T＝1s，求：

1）测量fx＝10MHz时的相对误差；（2）测量fx＝10kHz时的相对误差；并提出减⼩测量误差的⽅法。

解：（1）87611()(510)1.51010101

xcxcxfffffT???－＝＋＝＋＝（2）8311()(510)1010101

xcxcxfffffT?????－4＝＋＝＋＝从fx/fx的表达式中可知，①提⾼晶振频率的准确度可减少fc/fc的闸门时间误差，②扩⼤闸门时间T或倍频被测信号可减少1误

差。

8、⽤计数式频率计测信号的周期，晶振频率为10MHz，其相对误差fc/fc＝510－8，周期倍乘开关置100，求测量被测信号周期Tx＝10s时的测量误差.。解：

84661151xcxcxcTfTfmfT--???＝(＋)＝（＋）＝10

9、某计数式频率计，测频率时闸门时间为1s，测周期时倍乘最⼤为10000，晶振最⾼频率为10MHz，求中界频率。

解：

316

fKHz

10、⽤计数式频率计测量fx＝200Hz的信号频率，采⽤测频率(选闸门时间为1s)和测周期(选晶振周期Tc=0.1s)两种测量⽅法。试⽐较这两种⽅法由于“1误差”所引起的相对误差。

解：测频率时：

11

510

2001

x

N

NfT

?

－3

＝＝＝

测周期时：C

Cx

x

T

N

Tf

NT

＝＝＝6

0.110510

???

－－5

＝200＝

第三部分

1、填出或画出低频信号发⽣器的原理框图。

2、填出或画出差频式信号发⽣器的原理框图。

3、填出或画出⽰波器Y通道的原理框图。

4、填出或画出⽰波器⽔平通道的原理框图。

5、填出或画出数字式电压表（DVM）的原理框图。

6、填出或画出数字式多⽤表（DMM）的原理框图。