② 利用Uab=Ua-Ub公式计算,则电压Uab的绝对误差和相对误差各为多少?
解::ΔUa=ΔUb=ΔUm=±s%·Um =±1.5%×5=0.075V Uab=4.26-4.19=0.07V
rab=?(4.264.191.76%+1.79%) 0.070.07=±214.26%
ΔUab=rab×Uab=±214.26%×0.07=±0.15V 题 2.20 图 2.21 用电桥法测电阻时,利用公式Rx=R1·R3 / R2,已知R1=100Ω,ΔR1=±0.1Ω,R3=100Ω,ΔR3=±0.1Ω,R2=1000Ω,ΔR2=±0.1Ω。求:测得值Rx的相对误差。
解:r R1=±0.1/100=±0.1% r R3=±0.1% r R2=±1/1000=±0.1% (0.1%+0.1%+0.1%)=±0.3% rRx=?(rR1+rR3+rR2)=±
2.22 电阻上消耗的电能W=U2/ R·t,已知rU=±1% , rR=±0.5% ,rt=±1.5%,求rW。
解:rW=?=±4% (2rU+rt+rR)=?(2?1%+1.5%+0.5%)2.23 金属导体的电导率可用σ=4L /πd2 R公式计算,式中L(cm)、d(cm)、R(Ω)分别为导线的长度、直径和电阻值,试分析在什么条件下σ的误差最小,对哪个参数的测量准确度要求最高。
412LL解:??=(2?L-3?d-22?R)
?dRdRdR 15
???=?L?d?R-2-=rL-2rd-rR LdR当rL=2 rd+rR 时,Δσ/σ=0 最小。导体的直径参数d的测量准确度要求最高。
2.24 电桥测一个50mH左右的电感,由于随机误差的影响,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: jωL0·R3=jωLs1·R4 则: L0=Ls1·R4/ R3
rym=?(rR+rR14+L1s3 )=?3Ls =Ls 则:rym若 rR4=Ls1=rR31第二次测量时,交换L0与Ls的位置,电桥平衡时有:
jωL0·R4=jωLs2·R3 则: L0=Ls2·R3/ R4 比较两个L0的表达式有:
L0=Ls1Ls2 则: rym2=?(11Ls1+Ls2) 22若 Ls1=LS2=Ls 则:rym2=?Ls
1所以:rym2=rym1=?0.27
32.25 题2.25图中,用50V量程交流电压表通过测量U1、U2获得U值,现U1= U2 =40V,若允许U的误差±2%,问电压表的准确度应为几级?
解:ΔU1=ΔU2=±s%×Um=±s%×50=0.5s
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ru1=ru2=±0.5s/40=±1.25s%
r=?(4040rU1+rU2)=±1.25s%
40+4040+40依题意得:±1.25s%=±2 %
解得:s=1.6 所以,选用1.5级的电压表。 题2.25图
2.26 用示波器测量题2.26图所示调幅波的调幅系数M=知A、B测量误差±10%,问调幅系数误差为多少?
A-B?100%,已A+B2B2A解:?M=?A-?B 22(A+B)(A+B)rM=2AB2ABr-r22A22B A-BA-B当A、B有正有负时:rM=?4ABr22A 题2.26图
A-B2.27 用数字电压表测得一组电压值如下表:
n 1 2 3 4 5 xi 20.42 20.43 20.40 20.43 20.42 n 6 7 8 9 10 xi 20.43 20.39 20.30 20.40 20.43 n 11 12 13 14 15 xi 20.42 20.41 20.39 20.39 20.40 判断有无坏值,写出测量报告值。
17
1n解:(1)用公式x??xi求算术平均值。
ni115x=?(20.42+20.43+……+20.40)=20.404
15i?1(2)列出vi和vi2如表2.27-1
1n21152vi=vi≈0.0327 (3)?=??n-1i?1n-1i?1 表2.27-1
n vi vi2 n vi vi2 n 1vi vi2 1 0.016 0.000252 0.026 3 -0.004 4 6 0.000676 6 0.026 0.000677 -0.018 4 6 0.000196 0.010816 0.000016 0.000676 0.016 0.000256 0.000036 0.000196 0.000196 0.000016 1 0.006 12 13 14 15 -0.014 -0.014 -0.014 9 -0.1014 5 0.026 0.000010.016 6 0.000676 0.000256 3σ=0.098
0 -0.004 0.026 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:
v8=-0.10=0.10>3?,n8为坏值应剔除。 (4)剔除n8后的算术平均值
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x'=20.414
(5)重新列出vi和vi2如表2.27-2
表2.27-2
n vi vi2 n vi vi2 n 10 11 12 13 14 vi vi2 1 0.006 0.000032 0.016 3 -0.014 4 6 0.000256 6 0.016 0.000257 -0.02 8 4 6 0.000576 0.000196 0.000256 0.006 0.00003-0.004 -0.024 -0.024 -0.014 6 0.000016 0.000576 0.000576 0.000196 5 0.016 0.000190.006 6 0.000256 0.000036 9 -0.014 0.016 (6)剔除n8后的标准差的估计值
?'≈0.0163 3?'≈0.0489 (7)剔除n8后无坏值
??x=?/n =0.0163/14 =0.00436 3?x?=0.013 08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: 86.372 4, 8.914 5, 3.175 0, 0.003 125, 59 450
解:86.372 4=86.4 8.914 5=8.91 3.175 0=3.18
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