Δx2=±1.0%×10±0.011=±0.111 pF Δx3=±1.0%×100±0.011=±1.011 pF
rx1=?rx3=?0.02111.011100?100%=?2.1% rx2=??100%=?1.011%
0.111?100%=?101.1 1%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:
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? 解:① UA=20?12=9.6V
5+2010 ② Ux2=?12=8V
5+108-9.6rx2=?100%=-20%
88-9.6?100%=-16.7% rA2= 9.6 ③ R外=20//1000=19.6KΩ 题2..12图 Ux3=rx3=19.35+19.3?12=9.561V
9.56-9.6?100%=-0.4179.6%
9.56-9.69.56?100%=-0.418% rA3=2.13 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412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 ±
0.025%(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
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示值相对误差各为多少?
解:?x1=?0.025100?0.0012?1?-4219999=?0.1mV
rx1=?1.003?100.0012?0.025100?100%=?8.36%
219999?x2=?1.9888?1?-4=?0.6mV
rx1=?5.972?101.9888?100%=?0.03%
2.15 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, 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·RVRx+RV解:(a)Rxa==Rx-R=x ?Rxaa-Rx2Rx+RV
ra=?RxaRx=-11+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
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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:=?(11+911+9s%+91+991+90.1%)
=?(s%+0.1%)
=?(s10+0.910s)%
0.5 % 题2.17图
依题意得: ?(0.9+)%≤?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?
ERx+Ri解:因为:I=EI
则:Rx=-Ri
?Rx?I?I=-EI2Rx的绝对误差为:?Rx=Rx的相对对误差为:
?RxRx?I
=EIRi-IE2?I 题2.18图
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令:
???Rx??I?RxE2Ri?-?2IRi-E?E?I=0 ?=2?IRi-IE??12Im
得:I==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:
R1R1+R22020+100r串=?(rR1+R2R1+R2 rR2)0.4100=?(?2%+10020+100?)=?0.66%
ΛR串=120×0.66%=0.8Ω 总电阻:120±0.8Ω 并联时:?R并=R2(R1+R2)-R1R2(R1+R2)R1R2222·?R1+R2R122R1(R1+R2)-R1R2(R1+R2)·rR2
2·?R2
=(R1+R2)=·rR1+(R1+R2)R1rR并=?R并R并R2R1+R2·rR1+R1+R2·rR2
符号有正有负时:
?R2?R1rR并=??rR1+rR2?
R1+R2?R1+R2?200.4?100=???2%+?20+100100?20+100=?1.77%
?? ? R并=20//100=16.7Ω ΛR并=±16.7×1.77%=±0.3Ω 并联时的总电阻为:16.7Ω±0.3Ω
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2.20 用一只量程为5V,准确度s=1.5级电压表测量题2.20图中a、b点电位分别为 和Ua=4.26V,Ub=4.19V,忽略电压表的负载效应,求:
① Ua、Ub绝对误差、相对误差各为多少?
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=?(4.260.071.76%+4.190.071.79%)
=±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% rRx=?(rR1+rR3+rR2)=±(0.1%+0.1%+0.1%)=±0.3%
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。
(2rU+rt+rR)=?(2?1%+1.5%+0.5%)=±解:rW=?4%
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。
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