武汉大学-电子测量原理期末习题及答案.docx

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1、第一章测量的基本原理一、填空题1.某测试人员在一项对航空发动机页片稳态转速试验中，测得其平均值为20000转/分钟（假定测试次数足够多）。其中某次测量结果为20002转/分钟，则此次测量的绝对误差x=，实际相对误差匕=o答案：2转/分钟，0.01%。2 .在测量中进行量值比较采用的两种基本方法是和o答案：间接比较法，直接比较法。3 .计量的三个主要特征是、和o答案：统一性，准确性，法律性。4 .是比较同一级别、同一类型测量标准的一致性而进行的量值传递活动。答案：比对。5 .计算分贝误差的表达式为G=2。底1+兀），其中兀称为0答案：相对误差6 .指针偏转式电压表和数码显示式电压表测量电压的方法

2、分别属于测量和测量。答案：模拟，数字7 .为了提高测量准确度，在比较中常采用减小测量误差的方法，如法、法、法。答案：微差、替代、交换二、判断题：1 .狭义的测量是指为了确定被测对象的个数而进行的实验过程（）答案：错2 .基准用来复现某一基本测量单位的量值，只用于鉴定各种量具的精度，不直接参加测量。答案：对3 .绝对误差就是误差的绝对值（）答案：错4 .通常使用的频率变换方式中，检波是把直流电压变成交流电压（）答案：错5 .某待测电流约为IOOmAo现有两个电流表，分别是甲表：0.5级、量程为。40OmA；乙表1.5级，量程为O-IOOmA。则用甲表测量误差较小。答案:错6 .在电子测量中，变频

3、是对两个信号的频率进行乘或除的运算。答案：错三、选择题：1 .下列各项中不属于测量基本要素的是oA、被测对象B、测量仪器系统C、测量误差D、测量人员答案：C2 .下列各项中不属于国际单位制基本单位的是oA、坎德拉（Cd）B、开尔文（K）C摩尔（mo1）D、千米（km）答案：D3 .下列不属于测量误差来源的是oA、仪器误差和（环境）影响误差B、满度误差和分贝误差C、人身误差和测量对象变化误差D、理论误差和方法误差答案：B4 .是同时考虑了事物运动状态及其变化方式的外在形式、内在含义和效用价值的主体认识论层次信息。A、语法信息B、全信息C、实在信息D、先验信息答案：B5 .主体认识论层次的信息比客

4、体认识论层次信息具有丰富得多的内涵。并不是因为：A、认识的主体具有想象力B、认识的主体具有感觉能力C、认识的主体具有理解能力D、认识的主体具有目的性答案：A6 .分频是对信号频率进行运算。A、加法B、减法C、乘法D、除法答案：D四、简答题1 .试述测量的定义。答案：答：关于测量的科学定义，有狭义和广义之分。狭义测量是指为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。广义测量是指为了获取被测对象的信息而进行的实验过程。2 .测量两个电压，分别得到它的测量值匕=1020V,=HV,它们的实际值分别为fIH=1000H=10v,求测量的绝对误差和相对误差。答案：U)对于测量的第1个电压：d绝对误差：=-Jr

5、1-J1=1020-1000=20V相对误差：zi=100%100%=-100%=2%n4A1000（2）对于测量的第2个电压：绝对误差：x2=XQ-AX2j4=11-10=1V*-1相对误差：色=X1oo%之与XIoo%=!100%=10%“4A10答案：电压放大倍数工丫=%=600=5000XU.2mVI电压分贝增益G=201gA=20Ig5000=74dB1XX输出电压绝对误差U0=6000(3%)=180mV因忽略U1误差，所以电压增益绝对误差M=若=鬻=150电压增益相对误差1A=XAX+150100%=3%-5000电压增益分贝误差丫西=2。Ig（I+兀）=20Ig（I0.03）=

6、0.26dB*j实际电压分贝增益G=740.26dBd4 .什么是计量？它有何特点？计量与测量的关系如何？答案：计量是为了保证量值的统一和准确一致的一种测量，它是利用技术和法制手段实施的一种特殊形式的测量，即把被测量与国家计量部门作为基准或标准的同类单位量进行比较，以确定合格与否，并给出具有法律效力的检定证书。计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性。由于测量发展的客观需要出现了计量，测量数据的准确可靠，需要计量予以保证，计量是测量的基础和依据，没有计量，也谈不上测量。测量又是计量联系实际应用的重要途径，可以说没有测量，计量也将失去价值。计量和测量相互配合，相辅相成。5 .比较有哪些类型？它

7、们各自的特点是什么？答案：测量中使用比较器可进行五种不同层次的比较：测量中使用比较器可进行五种不同层次的比较：（1）标量比较：它只识别两个同类的未知量是否相等，这种比较只利用了比较器判断XI=Z的特性。d（2）矢量比较：它是一种排序比较.它识别一蛆同类的未知量的相对大小，并按照由大到小（或由小到大）的顺序排列起来。这种比较利用了比较器判断X1V/或%小的功能，它能比较两个量的大小，并给出方向或符号。/（3）差值比较：利用具有减法运算功能的比较电路，取出两个未知量之间的间隔大小（差值）A=覆-1并对差值进行比较。V（4）比值比较：它选择某个点作为零水平参考点，将每次则量值隐以参考值，确定它们的相

8、对大）、，可利用具有除法运算功能的电路完成比例比较。/（5）量化比较：被测未知量与标准单位量比较，确定它是该单位的若干倍或是若干线工。这就是一种基本测量所进行的比较。V6 .电子测量中典型的比较方法有哪些？答案：电子测量中典型的比较方法有：d（1）差值运算比莪：r-s=jj震巍:若测量过程中调节标准量”使j=口（电路平衡、指示器为零）时，则r=5；偏转法：若测量过程中选择接近X的s,指示器测出微小差值y,则r=s+j（微差法）：若s=0,则x=y为偏转法。（2）比例运算比税：三=”5疑法：若调节标准量S,使=1（电路平衡，指示器为零），则r=5偏转法：若固定S值，由指示器测出J值，则r=j5/

9、7 .电子测量中常用了哪些参量的比较技术？答案：电压比较、阻抗比较、频率（时间）比较、相位比较、数字比较等。8 .试举例说明运算与处理功能在电压测量中的应用。答案：根据交流电压有效值的定义U=J亍Jo）原，用计算法获取有效值电压的测量原理如上图所示。第一级为模拟乘法器，完成被测电压的平方运算；第二级为积分器，完成平均运算；第三级为开方器，完成开平方根的运算；最后一级为放大器,按一定比例放大的直流输出电压，并用输出电压去驱动电表，指示电表按被测电压的有效值刻度。T第二章测量方法与测量系统、填空题1 .电子测量的特点有：测量频率范围宽、易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化。答案：量程范围宽；测

10、量准确度高、测量速度快、易于实现遥测。2 .从基本的测量对象来看，电子测量是对和的测量。答案：电信号；电系统3 .有源量测量系统与无源量测量系统在功能结构上最显著的区别是有无o答案：测试激励信号源。4 .测量系统的理想静态特性为o答案：y=kx5 .常用的可靠性指标有、o答案：平均无故障时间；可信任概率；故障率或失效率；有效度或可用度。6 .描述系统动态特性的数学模型有：时域中的和,复频域中的,频域中的o答案：微分方程；脉冲响应函数；传递函数；频率响应函数。7 .一阶系统的频率特性中，当二：时，臼（叫=201gH（叫=-答案：0.707；-3dB；458 .二阶系统的频率特性中，当阻尼比，在信

11、号频率等于谐振频率时，系统会发生共振;当阻尼比时，系统无谐振。答案：0.707二、判断题：1 .从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术为手段而进行的测量，即以电子科学技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和非电量进行的测量。（）答案：对2 .信号是用变化着的物理量来表示信息的一种函数，信号是信息的载体，具有能量。所以信号就是信息。（）答案：错3 .周期性信号是确定性信号，非周期信号（如瞬变冲激信号）是随机信号。（）答案：错4 .给线性系统输入一个正弦信号，系统的输出是一个与输入同频率的正弦信号（）答案：5 .频域测量中最典型的测试信号是脉冲信号。（）答案：错6 .测试装置的灵敏度

12、越高，其测量范围越大。（）答案：错7 .从系统的阶跃响应有无振荡，一定可以区分出一阶系统和二阶系统。（）答案：错三、选择题：1 .电子信息技术应用在电子测量中的优点有（）oA.速度极快B.分辨力高C.范围宽D.利于信息传递E.变换技术灵活答案：A、B、C、D、E2 .采样信号是指（）oA.幅值连续、时间离散B.幅值离散、时间连续C.幅值连续、时间连续D.幅值离散、时间离散答案：A3 .下列参量中有源量有（）oA.反射系数B.功率C.导磁率D.信号频率答案：BD4 .仪器通常工作在（），可满足规定的性能。A.基准条件B.极限工作条件C.额定工作条件D.储存与运输条件答案：C5 .已知系统输入量的

13、拉氏变换为X（S）,输出量的拉氏变换为Y（S）,则测量系统的传递函数为（）oA.X0Y0BRMKMCKM*凡MDKM河M答案：D四、简答题1 .某压力传感器具有线性静态特性,其压力测量范围为10060OkPa,对应输出直流电压0.050.0mV,求该传感器的量程和灵敏度。答案：量程=测量范围上限一测量范围下限=600100=500（kPa）也钠产=蒯中量典客士=50.0-0.0Q1/rjJcpa（）灭载度输入量的变化600-100ONmH2 .如何获得一个实际测量系统的静态特性？答案：测试系统的静态特性是通过静态标定或静态校准的过程获得的。静态标定就是在一定的标准条件下，利用一定等级的标定设备

14、对测试系统进行多次往复测试的过程，如下图所示。标定步骤为：V（1）在标定的范围内（即被测量的输入范围），选择月公测试点z，i=1,2,，M5共进行m公正行程和反行程循环，共得到2,就测试数据。（2）把每个测试点天对应的测试数据求平均值耳，得到了测试系统念测点对应的输入输出关系（毛，J）（z=b2,）,这就是测试系统的静态特性。可以将刀念（口）用有关方法拟合成曲线方程来表述，也可以用表格、图来表述。3 .简述线性系统的频率特性的测量方法。答案：通常有两种方法。第一种方法是傅里叶变换法（FFT法），即在初始条件全为零的情况下，同时测得输入内）与输出J（。，并分别对唾）、Ja）进行FFT旅獴其傅里叶变换刀3）,践。），其比值就是砥。第二种方法是正弦点频出或正弦扫频法，依次用不同频率+但幅值%但）不变的正弦信号即）=zsin期作为测量系统的输入（激励）信号，同时测出系统达到稳态时的相应输出信号/）=匕轲叼+卬）的幅值匕（叼）。这样，对于某个4，便有一组珈）=占外与Md）O全部的北1）-4和?但）-吗，i=1,2,3,便是测量系统的频率特性。一4 .某一阶测量系统，在时，输出为IOmV；在时，输出为IOOmV;在时，输出为50mV,试求该测量系统的时间常数。答案：