《电气测量(第5版)》习题答案-陈立周

1《电气测量》五版习题参考答案（说明）以下答案并不是标准答案，因为有的题目可能有多解，任何一种解法都不能称为标准解法。其次，计算中在遇到多位数时，允许取近似的有效数，有效数可以取三位。有的时候也可以取四位或两位，这在工程计算中都是允许的。所以下面答案中取近似值的方法，也不是标准方法，所有答案都仅供参考。第一章1．用电压表测量实际值为220V的电压，若测量中该表最大可能有±5％相对误差，则可能出现的读数最大值为多大。若测出值为230V，则该读数的相对误差和绝对误差为多大。解：可能出现的读数最大值为220+220×2311005V若测出值为230V，则该读数的绝对误差为0AAX=230-220=10V相对误差为0A×100%22010×100%=4.5%2．用量程为10A的电流表，测量实际值为8A的电流，若读数为8.1A，求测量的绝对误差和相对误差。若所求得的绝对误差被视为最大绝对误差，问该电流表的准确度等级可定为哪一级?解：该读数的绝对误差为0AAX=8.1－8=0.1A该表的最大引用误差为mmmA×100％=81.0×100％=1.25％按表1-1该电流表的准确度等级可定为1.5级23．用准确度为1级、量程为300V的电压表测量某电压，若读数为300V，则该读数可能的相对误差和绝对误差有多大，若读数为200V，则该读数可能的相对误差和绝对误差有多大。解：准确度1级、量程为300V的电压表,最大绝对误差为V3%)1(300mmmA若读数为300V，则该读数可能的最大绝对误差为V3，相对误差为xA=3003%1读数为200V时，则该读数可能的最大绝对误差仍为V3，此时的相对误差为xA=2003%5.14．欲测一250V的电压，要求测量的相对误差不要超过±0．5％，如果选用量程为250V的电压表，那么应选其准确度等级为哪一级?如果选用量程为300V和500V的电压表，则其准确度等级又应选用哪一级?解：如果选用量程为250V的电压表，可选准确度为0．5级的电压表，其最大绝对误差为V25.1%)5.0(250mmmA在测量250V时相对误差不会超过±0．5％。若选用量程为300V的电压表，准确度为0．5级时，其最大绝对误差为1.5V，测量250V时相对误差为xA=2505.1%6.0,不能满足要求，必须选用０．２级．最大绝对误差为０．６V，测量250V时相对误差为xA=2506.0%24.0,不会超过±0．5％。若选用量程为５00V的电压表，准确度为0．２级时，其最大绝对误差为1V，测量250V时相对误差为xA=2501%4.0,可以满足要求．,35．某功率表的准确度等级为0.5级，表的刻度共分为150个小格，问：(1)该表测量时，可能产生的最大误差为多少格?(2)当读数为140格和40格时，最大可能的相对误差为多大?解：(1)该表测量时，可能产生的最大相对误差为%5.0，最大绝对误差为格75.0%)5.0(150mmmA(2)当读数为140格时最大相对误差为xA=14075.0%535.0当读数为40格时最大相对误差为xA=4075.0%875.16．利用电位差计校准功率表，设电路如附图1—1所示，由图可知CNNKURKUP式中CU为电位差计测出的负载端电压读数，K为电位差计分压箱的衰减比，NU为电位差计测出的串联标准电阻NR上的电压读数。若电位差计测量电压的误差为±0.015％，标准电阻NR其铭牌阻值可能最大误差为±0.01％，电位差计的分压箱衰减比最大误差为±0.02％，求测出的功率户的最大可能误差。附图1—1解：321pmny54rq=1×0.02％1×0.015％+1×0.02％1×±0.015％1×0.01％4=0.08％7．测量95V左右的电压，实验室有0.5级0--300V量程和1级0～100V量程的两台电压表供选用，为能使测量尽可能准确，应选用哪一个。解：用0.5级0--300V量程的电压表测量95V电压，最大绝对误差为V5.1%)5.0(300mmmA最大相对误差为xA=955.1%57.1用1级0～100V量程的电压表测量95V电压，最大绝对误差为V1%)0.1(100mmmA最大相对误差为xA=951%05.1可见在测量95V电压的时候，0.5级0--300V量程的电压表准确程度,还不如I级0～100V量程的电压表。第二章1．有一磁电系表头，内阻为150Ω，额定压降为45mV，现将它改为150mA量程的电流表，问应接多大的分流器，若将它改为15V的舶电压表，则应接多大的附加电阻?解：改为150mA量程的电流表，可先求得表头的满偏电流cIcI=15045mV=0.3mA求得扩程倍数n=5003.0150CII5分流器电阻3006.015001501nRRCsh改为15V的舶电压表的扩程倍数m=3.33345mV15V附加电阻49800150)1333()1(CadRmR2．有一C2-V型电压表，其量程为150V／300V／450V，每一量程的满偏电流都是3mA，求各量程的电压表内阻及相应的电压灵敏度。用三种量程分别测量100V的电压，问其表耗功率分别为多大?解：各量程的电压表内阻1)150V量程的电压表内阻50000003.0150电压灵敏度=V3.333003.01测量100V电压的表耗功率=W2.0500005000010022)300V量程的电压表内阻100000003.0300R电压灵敏度=V3.333003.01测量100V电压的表耗功=W1.010000010000010023)450V量程的电压表内阻150000003.0450R电压灵敏度=V3.333003.016测量100V电压的表耗功=W06.015000015000010023．有一磁电系毫伏表，其量程为150mV，满偏电流为5mA，求该毫伏计的内阻。若将其量程扩大为150V，其附加电阻为多大?若将其改为量程为3A的电流表，则应装接多大的分流器?解：毫伏计的内阻305150r量程扩大为150V，其附加电阻按式2-18299703099930)115.0150(adR改为量程为3A的电流表，则应装接的分流器可从005.03n求得05.01600301nRRCsh4．有一磁电系电流表，其量程为lA，指针位于满刻度值位置时，表耗功率为1.5W，求内阻为多少?另一磁电系电流表其量程为2A，指针位于满刻度值位置时，表耗功率亦为1.5W，则该表内阻为多少?解：量程为1A，表耗功率为1.5W的表内阻为5.115.122IPr量程为2A，表耗功率为1.5W的表内阻为375.025.122IPr5.某电动系电压表满偏电流为40mA，若要制成为150V／300V／450V三种量程，求各量程的附加电阻各为多少？电压灵敏度为多少？7解：电动系电压表的内阻可认为近似等0，制成为150V量程的附加电阻为375004.0150adR电压灵敏度为V2504.01制成为300V量程的附加电阻为750004.0300adR电压灵敏度为V2504.01制成为450V量程的附加电阻为1125004.0450adR电压灵敏度为V2504.016．两个电阻串联后，接到电压为100V的电源上，电源内阻可略去不计，已知两电阻值分R1=40kΩ，R2=60kΩ两电阻上压降实际为多少?若用一内阻为50kΩ的电压表分别测量两个电阻上的电压，则其读数将为多少?解：R1电阻上压降为V40400006000040000100R2电阻上压降为V60600006000040000100若用一内阻为50kΩ的电压表测量，其值为8V6.27k50k40k50k40k60k50k40k50k40100若用一内阻为50kΩ的电压表测量R1电阻上压降，其值为V5.40k50k60k50k60k40k50k60k50k601007．用一只内阻为9Ω的毫安表测量某电路的电流，其读数为100mA，若在毫安表电路内再串联一只20Ω电阻时，毫安表读数为80mA，问该电路不接毫安表时，电路的实际电流为多少?解：设电源电压为U，负载电阻为R，可得ARU1.09ARU08.0209联立求解可得R=71、U=8V不接毫安表时，电路的实际电流为8/71=112.7mA8．用内阻为50kΩ的直流电压表测量某直流电源电压时，电压表读数为100V。用改用内阻为为lOOkΩ的电压表测量，电压表读数为109V，问该电路的实际电压为多少。解：设电源内阻为iR电源电压为U5050100iRU100100109iRU联立求解可得iR=9.8kΩ、电路的实际电压为119.6V9．有一电压互感器，其变比为6000V／100V，另有一电流互感器，其变比为100A／5A，当互感器二次侧分别接上满程为100V电压表和5A电流表，测量某交流电路的电压与电流时，其读数分别为99V和3.5A，求一次侧电路的实际电压与电流值。9解：（1）电压互感器变比为：6000V／100V=60读数为99V时实际电压U=99V×60=5940V（2）电流互感器变比为：100A／5A=20读数为3.5A时实际电流I=3.5A×20=70A10．某HL3型电流互感器；二次测的额定阻抗为0.4Ω，现有三台电流表供选择：一为D2型5A电流表，内阻为0.5Ω；第二台为D2型5A电流表：其内阻为0.3Ω，第三台为T19型5A电流表，内阻为0.08Ω。问应选用额定阻抗大的；还是小的较适合，如选小的应选接近额定阻抗的还是越小越好?解：电流互感器的一次侧安匝树是不变的，电流表内阻较大时，若二次侧电流减小，就会使磁化电流加大，力图使二次侧电流有一些增加保持变比不变，因此会导致铁芯发热，所以电流表内阻原则上应选较小的。二次测的额定阻抗为0.4Ω时，可选内阻偏小的0.3Ω电流表。电流表内阻比额定阻抗小太多时，也可能会使变比改变造成误差，应选内阻接近额定阻抗的电流表。11．AC9／1检流计的电流常数为10103A／div(1div=1°)，如标尺距检流计小镜为2m，光点偏转为50mm，求流过检流计的电流大小和检流计的灵敏度。解：检流计的灵敏度10-1032tg22IltgIdS=232×610Am(tg2=2*180/3.14661000021.0102320.05SdIA12；采用FJ10型分压箱扩大电位差计量程，若被测电压分别为15V、220V，电位差计的最大量限为1.8V，问应选择分压箱的比率为多大才适合。解：被测电压为15V电位差计的最大量限为1.8V，可选择分压箱的比率为×10被测电压为220V，电位差计的最大量限为1.8V，可选择分压箱的比率为×200。13．有一只量程为100μA的电流表，满偏时表头压降为10mV，拟改装成lOmA／50mA10／100mA／500mA的多量程电流表，试画出其测量电路图，并计算各分流器电阻。解：可采用开路式分流器，测量电路如下图已知表头内阻363101.0101001010CR01.111.010101.0131nRRCsh2.011.050101.0132nRRCsh1.011.0100101.0133nRRCsh02.011.0500101.0134nRRCsh14．要求设计一多量程电压表，其量程为50V／250V／500V，电压灵敏度为20000Ω／V，试选择表头及测量电路，并计算各档的附加电阻值。