电子测量技术基础课后习题答案上1,2,5,6,7,8(2)

2019-04-09 15:52

非等精度测量或不等精度测量。

2.3 按照表示方法的不同,测量误差分成哪几类? 答:1、绝对误差: 定义为:Δx=x-A0 2、相对误差

?x?100% A?x?100% (2)示值相对误差: rx=x(1)实际相对误差: rA=(3)满度相对误差: rm=?xm?100% xm(4)分贝误差: Gx=20 lgAu(d B) 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,用多次测量取平均值的办法不能改变或消除系差,而当条件改变时,误差也随之遵循某种确定的规律而变化,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C1=2000±40 pF,C2=470 pF±5%,问哪个电容器的误差大些?为什么?

解:r1=?40?100%=?2% 因为r1<r2 ,所以C2的误差大些。 2002.6 某电阻衰减器,衰减量为20±0.1dB,若输入端电压为1 000mV,输出端电压等于多少?

解:由:Gx=20lgui=20 得:u 0=ui /10=100 mV u0rx=rDb /8.69=±0.1/8.69=±1.2 % Δu 0=rx×u0=±1.2 %×100=±1.2 mV 输出端电压为:100 mV±1.2 mV

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ΔU,示值相对误差rx和实际相对误差rA 。

解:ΔU=5.42-5.60=-0.18V

5

rx=-0.18/5.42=-3.32% rA=-0.18/5.60=-3.21% 2.8 标称值为1.2kΩ,容许误差±5%的电阻,其实际值范围是多少? 解:Δx=rx×x=±5%×120=±60Ω 实际值范围是:1200±60Ω

2.9 现检定一只2.5级量程100V电压表,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:Δxm=±2.5%×100=±2.5V Δx=50-48=2V<2.5V 电压表合格。 2.10 现校准一个量程为100 mV,表盘为100等分刻度的毫伏表,测得数据如下: 仪表刻度值(mV) 0 10 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 绝对误差 (mV) 修正值c (mV) 0.0 0.1 0.0 -0.1 -0.2 -0.4 0.2 0.4 0.2 -0.2 -0.2 -0.4 -0.3 0.2 0.4 0.3 0.0 0.0 0.3 -0.3 0.0 0.0 求:① 将各校准点的绝对误差ΔU和修正值c填在表格中; ② 10 mV刻度点上的示值相对误差rx和实际相对误差rA; ③ 确定仪表的准确度等级; ④ 确定仪表的灵敏度。

解:② rx=0.1/10×100%=1% rA=0.1/9.9×100%=1.01%

③ 因为:Δxm=-0.4 mV rm=-0.4/100=-0.4% 所以:s=0.5 ④ 100/100=1 mV

2.11 WQ—1型电桥在f= 1 kHz时测0.1pF~110pF电容时,允许误差为± 1.0% × (读数值)±0.01%× (满量程值),求该电桥测得值分别为lpF、10pF、100pF时的绝对误差、相对误差。

解:Δxm=±0.01%×110=±0.011 pF Δx1=±1.0%×1±0.011=±0.021 pF Δx2=±1.0%×10±0.011=±0.111 pF Δx3=±1.0%×100±0.011=±1.011 pF

0.0210.111?100%=?2.1% rx2=??100%=?1.11% 1101.011rx3=??100%=?1.011%

100rx1=?2.12 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:

6

① 不接电压表时,A、B间实际电压UA;

② 若Rv =20KΩ,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 =1MΩ,由它引入的示值相对误差和实际相对误差又各为多少?

20?12=9.6V 5+2010?12=8V ② Ux2=5+108-9.6rx2=?100%=-20%

88-9.6?100%=-16.7% rA2=9.6解:① UA= ③ R题2..12图 Ux3=外

=20//1000=19.6KΩ

19.3?12=9.561V

5+19.39.56-9.69.56-9.6rx3=?100%=-0.418% rA3=?100%=-0.417%

9.569.62.13 用准确度s=1.0级,满度值100μA的电流表测电流,求示值分别为80μA和40μA时的绝对误差和相对误差。

解:Δx1=Δx2=Δxm=±1%×100=±1μA

rx1=Δx1/ x1=±1/80=±1.25% rx2=Δx2 / x2=±1/40=±2 .5% 2.14 某41位(最大显示数字为19 999 )数字电压表测电压,该表2V档的工作误差为 ± 20.025%(示值)±1个字,现测得值分别为0.0012V和1.988 8V,问两种情况下的绝对误差和示值相对误差各为多少?

解:?x1=?0.0252?0.0012?1?=?0.1mV 10019999?1.003?10-4rx1=?100%=?8.36%

0.0012?x2=?0.0252?1.9888?1?=?0.6mV 10019999?5.972?10-4rx1=?100%=?0.03%

1.98882.15 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,

7

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2.15图

Rx·RV-Rx2解:(a)Rxa= ?Rxa=Rxa-Rx=

Rx+RVRx+RVra=?Rxa-1=Rx1+RV/Rx ra<0测得值偏小,RV>>Rx时,ra很小。

(b)Rxb=Rx+RA ΔRxb=RA rb=RA/ Rx rb>0测得值偏大,RA<<Rx时,rb很小。

2.16 被测电压8V左右,现有两只电压表,一只量程0~l0V,准确度sl=1.5,另一种量程0~50V,准确度s2 =l.0级,问选用哪一只电压表测量结果较为准确?

解:Δx1=Δxm1=rm1×xm1=±1.5%×10=±0.15V r1=Δx1/x1=±0.15/8=±1.88%

Δx2=Δxm2=rm2×xm2=±1.0%×50=±0.5V r2=Δx2/x2=±0.5/8=±6.25%

r1<r2 ,选用准确度sl=1.5电压表测量结果较为准确。

2.17 利用微差法测量一个l0V电源,使用9V标称相对误差±0.1%的稳压源和一只准确度为s的电压表,如题2.17图所示。要求测量误差ΔU/U≤±0.5%,问s=? 解:=?(19s%+0.1%) 1+91+919s%+0.1%) 1+91+9=?( 8

s0.9=?(+)%

1010依题意得: ?(s0.9+)%≤?0.5% 题2.17图 1010 所以:s≤4.1 选用2.5级的电压表。

2.18 题2.18图为普通万用表电阻档示意图,Ri称为中值电阻,Rx为待测电阻,E为表内电压源(干电池)。试分析,当指针在什么位置时,测量电阻的误差最小?

解:因为:I=E

Rx+Ri则:Rx=E-Ri I?RxE?I=-2?I ?IIRx的绝对误差为:?Rx=Rx的相对对误差为:

?RxE=2?I 题2.18图 RxIRi-IE令:

???Rx??I?Rx?-?2IRi-E?E?I=0 ?=2?IRi-IE??得:I=E1=Im 2Ri2即指针在中央位置时,测量电阻的误差最小。

2.19 两只电阻分别为R1=20Ω±2%,R2=(100±0.4) Ω,求:两电阻串联及并联两种接法时的总电阻和相对误差。

解:串联时:相对误差:

r串=?(=?(R1R2 rR1+rR2)R1+R2R1+R2201000.4?2%+?)=?0.66%

20+10020+100100ΛR串=120×0.66%=0.8Ω 总电阻:120±0.8Ω 并联时:?R并=R2(R1+R2)-R1R2R1(R1+R2)-R1R2·?R+·?R2 122(R1+R2)(R1+R2) 9


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