电气测试技术林德杰课后答案样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除。电气测试技术课后答案第一章1-1 测量仪表应具有哪些基本功能? 答: 应具有变换、 选择、 比较和选择4种功能。1-2 精密度、 准确度和精确度的定义及其三者的相互关系如何? 答: 精密度表示指示值的分散程度, 用表示。越小, 精密度越高; 反之, 越大, 精密度越低。准确度是指仪表指示值偏离真值得程度, 用表示。越小, 准确度越高; 反之, 越大, 准确度越低。精确度是精密度和准确度的综合反映, 用表示。再简单场合, 精密度、 准确度和精确度三者的关系可表示为: =+。1-5 举例分析零位测量原理, 并分析零位测量的特点。答: 零位测量是一种用被测量与标准量进行比较的测量方法。其中典型的零位测量是用电位差及测量电源电动势。其简化电路如右下图所示。图中, E为工作电源, EN为标准电源, RN为标准电阻, Ex为被测电源。测量时, 先将S置于N位置, 调节RP1, 使电流计P读书为零, 则。然后将S置于x位置, 调节RP2, 使电流计P读书为零, 则。由于两次测量均使电流计P读书为零, 因此有零位测量有以下特点: 1) 被测电源电动势用标准量元件来表示, 若采用高精度的标准元件, 可有效提高测量精度。2) 读数时, 流经EN、 Ex的电流等于零, 不会因为仪表的输入电阻不高而引起误差。3) 只适用于测量缓慢变化的信号。因为在测量过程中要进行平衡操作。1-6在微差式测量中, 为什么说微差x的精度可能不高, 但被测量x的测量精度仍很高。请证明之。答: 将被测量x与已知的标准量N进行比较, 获得微差x, 然后用高灵敏度的直读史仪表测量x, 从而求得被测量x=x+N称为微差式测量。由于xN, xx,故测量微差x的精度可能不高, 但被测量x的测量精度依然很高。第二章题2-2 解: (1) A77.8802.2( mA) cA2.2( mA) (2)故可定为s2.5级。题2-3解: 采用式(2-9)计算。( 1) 用表测量时, 最大示值相对误差为: ( 2) 用表测量时, 最大示值相对误差为: 前者的示值相对误差大于后者, 故应选择后者。题2-4解: 五位数字电压表2个字相当于0.0002V。题2-5解: 已知, s=0.1级,根据式( 2-34) 即 可选择, s=2.5级电压表。题2-6解: ( 1) ( 2) 求剩余误差, 则求, 说明计算是正确的。( 3) 求标准差估计值, 根据贝塞尔公式 ( 4) 求系统不确定度, P=99%, n12, 查表2-3, 及3.17, , 故无坏值。( 5) 判断是否含有变值系差 马列科夫判据 , 故数据中无线性系差。 阿卑-赫梅特判据 即 能够认为无周期性系差。( 6) 求算术平均值标准差 ( 7) P99, n12 , 则 ( 8) 写出表示式 f501.070.38 HZ 故0.07是不可靠数字, 可写成f5010.38 HZ题2-7解: 依题意, 该表的基本误差为题2-8解: 上式取对数得: 然后微分得: 由于为系统不确定度, 从最大误差出发得题2-9解: 伏安法测得的电阻为: 由图2-14可见, 电流档内阻压降为两端的实际电压为因此的实际值为: 测量误差为该方法由于电流档的内阻压降大(电流档内阻大), 误差比较大。为了减小误差, 应将电压表由B接至C点。题2-10解: 依图2-10用伏安法测得的电阻为已知万用表的灵敏度, 则其内阻为 由于/即 测量误差为 由于较大, 所用电压档内阻有限, 引起误差较大。为了减小误差, 应将电压表由C点改接至B点。题2-11解: ( 1) 串联总电阻 根据式( 2-48) 可得串联电阻相对误差为 ( 2) 两电阻并联总电阻 根据式( 2-50) 得( 3) 若两电阻的误差, 得 串联总电阻为R=10.2K 并联总电阻R=1/25.1=2.55K题2-12解: 参考P38例2-21题2-13解: 依题意为幂函数, 则根据式( 2-45) 得题2-14解: 该电子仪表说明书指出了六项误差, 分别为: 基本误差温度附加误差电压附加误差频率附加误差湿度附加误差换集成块附加误差由于误差项较多, 用方和根合成法比较合理, 总的误差为: 题2-15解: 选择s=1.5故选50V, s=1.5电压表。第四章4.1解: ( 1) 图4-205a为自动平衡位移测量仪表。 设左边电位器传感器的输出电压为, 则 设右边电位器传感器的输出为, 则 设放大器的输入为。当放大器放大倍数足够高时, , 则 即 位移x与偏置电压和输入电压之比的开平方成正比。( 2) 图b可见, 为两个电压和经和分压后相加, 即( 3) 图c中, , 则 ( 4) 图d中, 上的压降为( , 忽略分母中的) , 输出与之比成正比。题4-2解: 电位器的电阻变化量为图4-2a因此可得右图4-2a, 由此图求开路电压为根据戴维南定理求右图4-2a, 电源短路内阻图4-2b因此可将电路等效为右图4-2b, 则由此可求得为题4-3解: 根据式( 4-43) 可计算所受应变。( 微应变) ( 微应变) 题 4-4解: ( 1) 根据式( 4-55) 可得简单自感传感器三次方非线性误差为: ( 2) 根据式( 4-63) 可得差动自感传感器三次方非线性误差为: 题 4-6解: ( 1) 波纹管将被测压力转换成力, 使杠杆绕支点作顺时针方向偏转, 衔铁靠近电感L, 经放大器转成电压V, 再经转换成输出电流。另一方面经和转换成反馈力作用于杠杆, 使杠杆绕支点作逆时针方向偏转。当作用力矩与反馈力矩相等时, 系统处于动态平衡状态。输出电流稳定于某一数值。与成比例。 ( 2) 根据上述工作原理可画框图如下: ( 3) 由上图可见, 该系统是平衡变换型结构。可得输入与输出关系为: 当时, 忽略上式分母中的1, 则( 4) 已知总误差, 按系统误差相同原则分配, 则题 4-7解: 简单变气隙式电容传感器三次方非线性误差为 差动变气隙式电容传感器三次方非线性误差为题 4-8解: 由于这里所知道的和均为相对介电常数, 因此必须考虑真空介电常数。 根据式( 4-85) 可得: 即液位在原来高度基础上变化4.178( m) 题 4-9解: 依题意 h0, , , E=0。此时桥路平衡USC0, 则电桥平衡条件为: 当液位为h时, 。此时指针偏转角且E2有增量E。即由图可见, 减速器进动指针偏转的同时, 也带动电位器动触点位移, 改变E, 使电桥重新平衡, 因此E与角成正比。即 则题 4-10解: 依题意热电偶测温电路见右图。此图配错热电偶补偿导线的型号。若不配错, S热电偶修正到0的热电偶可查分度表求得: (1000,0)=9.556 mV(1000,40)= (1000,0)- (40,0)=9.556-0.235=9.321 mV 查K热电偶分度表得(40,0)=1.61 mV 由上图可求得电路电势为题 4-13解: 热电偶补偿电桥在20时平衡, 即其产生的补偿电势为零。补偿电桥的灵敏度与被补偿的热电偶的灵敏度相同。依题意, 若不配错补偿电桥型号, 得(700,40)=(700,20)(40,20) =(700, 0)-(20,0)+(40,0)-(20,0)查E热电偶分度表得: (700,40)=57.74-1.31+2.66-1.31=57.78 mV由于配错补偿桥路型号, 则引起的测量误差为题 4-15解: 30时引线电阻/30 =2.8210时电桥平衡, U0=0, 则R3臂的电阻 RP=54查分度表, 400时=114.72环境为30, t=400, 接成三线制桥路输出电压Uo为环境为30, t=400, 接成两线桥路输出电压为为接成二线制引起的误差为题 4-17解: 根据式( 4-125) 传感器的灵敏度为: 已知导线=25pF/m, 则2m电缆的分布电容为 则可求得灵敏度为设传感器的输入信号为x, 依题意 用2m电缆时的显示值为 则引起的测量误差为题 4-18解: 已知, 仪表常数K=10 m3Hz/h, f0=3.5MHz, C=1500m/s。 管道截面积S为: S=。 则 因此, 最后设计参数为: D=10cm, L=20cm, N1=508, N2=536, 题 4-20解: 已知: P=00.5MPa, 灵敏度=2kHz/MPa, , 膜片面积S=10cm2 膜片受力变化量根据式( 4-142) 得: 取弦长L一般在12mm20mm之间, 之间。若取L=20mm, 则 最后设计参数: , L=20mm, , 题 4-24解: 已知S=10cm=1010-2m, f0=4MHz, N=1104则 题 4-30解: 由图4-210可见, 当压力为02MPa时, 霍尔片位移为010m, 磁感应强度为010KGS( 千高斯) 。 压力灵敏度为: 则题 4-31解: 由式( 4-182) 可见 =200/将和代入上式得: