11级珠江学院下电气测量期末考试1卷及答案

华南农业大学珠江学院期末考试试卷2011--2012学年度下学期考试科目：电气测量考试年级：__2009__级考试类型：（开卷）A卷考试时间：120分钟学号姓名年级专业题号一二三四总分得分得分评卷人一、判断说明题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）1.“系统误差和随机误差其性质本是一回事！”，这种说法是否正确？并说明理由。2.有一种说法：“有两只量程相同的电流表，但内阻不一样，内阻越大的电流表的性能越好。”这种说法是否正确？请说明理由。3.有一种说法：“模拟电压表和数字电压表的分辨率都是由电路参数决定。”判断上述说法是否正确，并说明理由。4.“采用二表法和三表法测量三相功率，其测量结果是一样的。”试判断上述说法是否正确，并说明理由。得分评卷人二、简述题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）1.减小随机误差的主要方法是什么？2.简述磁电系检流计动圈从静止至稳定过程。3.简述如下图电子电压表的峰-峰值检波电路的工作原理。附图2—14.如右图所示接地电阻测量仪，试简述其工作原理。得分评卷人三、计算题（本大题共4小题，每小题8分，共32分）1.．有一磁电系表头，内阻为150Ω，额定压降为30mV，现将它改为450mA量程的电流表，问应接多大的分流器，若将它改为60V的量程的电压表，则应接多大的附加电阻?2．有两个电路，其负载电阻分别为1R=10kΏ、2R=100Ώ，负载两端电压为300V。用功率表测量这两个电路的功率；已知功率表参数WAR=0.1Ώ、WVR=1.5kΏ，问应如何选择测量电路,并画出两个电路的接线图，并分别计算测量时的表耗功率。3．在示波器上分别观察到峰值相等的正弦波、方波和三角波，VUp5，分别用都是正弦有效值刻度的峰值、均值、有效值的检波方式的电压表测量，试求读数分别为多少？4．甲、乙两台DVM，甲的显示器显示的最大值为9999，乙为19999，问：（1）它们各是几位的DVM？（2）若乙的最小量程为200mV，其分辨力为多少？（3）若乙的固有误差为)%02.0%05.0(mxUUU，分别用2V和20V档测量VUx56.1电压时，绝对误差和相对误差各为多少？得分评卷人四、综合题（本大题共2小题，每小题14分，共28分）1.如下图所示交流阻抗电桥，请按照下列要求作答。1）试推导其平衡条件。2）如已达到达到平衡，其中R2=200Ω，C2=0.15uf;R1=2000Ω，C1=0.01uf;试求：RX、LX的值。2.为测量软磁材料的交流磁性，利用如图所示测量电路，所用的试样为环形，其截面为2001.0m，环形平均长度为0.4m，在试件上绕有1N=100匝和2N=100匝的线圈，平均值电压表PVl所用的互感线圈M=0.1H，调节自耦变压器，读出频率计读数f=50Hz，PVl读数为4V，PV2读数为20V，求相应的mB、mH数值。电气测量技术期末考试试卷答案2010--2011学年度下学期考试年级：__2009__级考试类型：（开卷）A卷考试时间：120分钟一、判断说明题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）1.“系统误差和随机误差其性质是一回事！”，这种说法是否正确？并说明理由。答：不是。理由如下：1）系统误差是一个恒定不变的值或是具有确定函数关系的值；进行多次重复测量，系统误差不能消除或减少；系统误差具有可控制性或修正性。系统误差使测量的正确度受到影响。（2）随机误差的性质主要有：在多次测量中，绝对值小的误差出现的次数比绝对值大的误差出现的次数多；在多次测量中，绝对值相等的正误差与负误差出现的概率相同，即具有对称性；测量次数一定时，误差的绝对值不会超过一定的界限，即具有有界性；进行等精度测量时，随机误差的算术平均值的误差随着测量次数的增加而趋近于零，即正负误差具有抵偿性。随机误差影响测量精度。2.有一种说法：“有两只量程相同的电流表，但内阻不一样，内阻越大的电流表的性能越好。”这种说法是否正确？请说明理由答：电流表测量电流是将表串联在电路中的，内阻越小对电路的影响越小，因而测量准确越高，性能也越好。3.有一种说法：“模拟电压表和数字电压表的分辨率都是由电路参数决定。”判断上述说法是否正确，并说明理由。答：模拟电压表的分辨率是指能够响应的信号的最小值，一般用输入信号的最小幅度表示。数字电压表的分辨率是指DVM能够显示的被测电压的最小变化值，即显示器末位跳动一个数字所需的电压值。它们的分辨率主要由工作原理、测试方法、电路参数等决定，数字电压表的分辨率受A/D转换器的影响。4.“采用二表法和三表法测量三相功率，其测量结果是一样的。”试判断上述说法是否正确，并说明理由。答：不正确。1、在负载对称时，测量结果一样。2、二表法适用于三相对称的三相三线制线路，通过电流线圈的电流为线电流，加在电压线圈上的电压为线电压，三相总功率等于两表读数之和而三表法适用于三相四线制，电压、负载不对称的系统，被测三相总功率为三表读数之和，二、简述题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）1.减小随机误差的主要方法是什么？答：在一组测量数据列中，随机误差通常呈正则分布，表现为有界性、单峰性和正负误差出现几率相等的特点。首先要进行多次测量，取得大量的数据，理论上当测量次数n趋于无限大时，随机误差趋于零。而实际中不可能做到无限多次的测量，多次测量值的算术平均值很接近被测量真值，因此只要我们选择合适的测量次数，使测量精度满足要求，就可将算术平均值作为最后的测量结果。然后按以下步骤进行。第一步：先从多次测量值中求得其算术平均值。第二步：求出每次测量值的剩余误差，并且只有测量列的剩余误差总和为0时，才说明所计算的算术平均值是正确的。否则必须重算第三步：用贝塞尔公式求出标准差的估计值第四步：三倍标准差的估计值称为极限误差，应检查测量列中的剩余误差，是否有超过极限误差的数据，如有则该项测量值属于坏值应予剔除，然后按以上步骤重新计算。第五步：求算术平均值的标准差，并用表示测量结果的可信赖程度。ˆ3ixˆ32.简述磁电系检流计动圈从静止至稳定过程。答：动圈从静止到稳定过程所需时间决定于阻尼，动圈无铝制框架，全靠动圈与外电阻所构成的回路产生阻尼。加上可动部分的重量轻、阻力小、没有轴承磨擦力，一旦施加驱动力矩，因惯性冲力会越过平衡点。超过后又会在弹簧游丝定位力矩作用下返回，使动圈左右摇摆不停，不能快速停在平衡位置上，甚至会延续了几分钟或者几十分钟。但如果动圈与外电阻所构成的回路电阻较小，能产生足够大的阻尼，就能避免这种振荡发生。根据阻尼大小，可动部分的运动状态可能出现过阻尼、欠阻尼和临界阻尼等三种形式。•欠阻尼状态•过阻尼状态•临界阻尼状态3.简述如下图峰-峰值检波电路的工作原理。答：峰-峰值检波电路利用被测电压的正半波对C1充电充至电压正半波的最大值为止，然后在负半波期间，被测电压与C1电压串接后对C2充电，因此C2电压可充至峰-峰值。指示仪表指针偏转角将与被测电压的峰-峰值成正比。因此则其指示仪表指针的偏转角将与被测电压交流峰峰值成正比。4.试简述接地电阻测量仪的工作原理。答：接地电阻测量仪是利用补偿原理工作的，发电机经互感器接在E、C间，若被测接地极电阻为E、C，则产生的电压为。二次绕组在标准电阻R上产生的电压为KIR其中K为互感器变比。调节R，使检流计指零，表示两电压相互补偿。可见从标准电阻R的刻度示值，和互感器变比可读出被测接地电阻值RUSPPIXRKRRKIRIRXX三、计算题（本大题共4小题，每小题8分，共32分）1.有一磁电系表头，内阻为150Ω，额定压降为30mV，现将它改为450mA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450mA量程的电流表，可先求得表头的满偏电流cIcI=15030mV=0.2mA求得扩程倍数n=2252.0450CII分流器电阻1503.012251501nRRCsh改为60V的量程的电压表的扩程倍数m=200030mV60V附加电阻kRmRCad300150)12000()1(2.有两个电路，其负载电阻分别为1R=50kΏ、2R=100Ώ，负载两端电压为300V。用功率表测量这两个电路的功率；已知功率表参数WAR=0.1Ώ、WVR=1.5kΏ，问应如何选择测量电路,并画出两个电路的接线图，并分别计算测量时的表耗功率。题3—1图解：1）负载电阻为1R=10kΏ时，WAR1R，应选用电压线圈接前的方式，接线图如下表耗功率0.1)1.10000300(150030022=60W+0.00009W2）负载电阻为2R=100Ώ时，WVR》2R，应选用电压线圈接后前的方式，接线图如下表耗功率=0.1)1.100300(150030022=60+0.9=32.9W以上计算可知，电压线圈接前或接后方式主要影响测量误差，有时对表耗功率影响不大。3．在示波器上分别观察到峰值相等的正弦波、方波和三角波，VUp5，分别用都是正弦有效值刻度的峰值、均值、有效值的检波方式的电压表测量，试求读数分别为多少？解：（1）用峰值检波方式电压表测量，读数都是5V，与波形无关。（2）用有效值检波正弦有效值刻度的电压表测量①正弦波VKUUPP54.3414.15正弦波正弦波正弦波②方波VKUUPP515方波方波方波③三角波VKUUPP89.273.15三角波三角波三角波（3）用均值检波正弦有效值刻度的电压表测量①正弦波VKUUPP54.3414.15正弦波正弦波正弦波②方波波形因数和波峰因数均为1，所以其平均值为5V，相应此平均值的正弦有效值即为读数值。VUKUF55.5511.1正弦波正弦波正弦波③三角波VKUUPP89.273.15三角波三角波三角波VKUUF51.215.189.2三角波三角波三角波相应此平均值的正弦波的有效值即为读数值。VKUUPP78.1414.151.2正弦波正弦波正弦波4．甲、乙两台DVM，甲的显示器显示的最大值为9999，乙为19999，问：（1）它们各是几位的DVM？（2）若乙的最小量程为200mV，其分辨力为多少？（3）若乙的固有误差为)%02.0%05.0(mxUUU，分别用2V和20V档测量VUx56.1电压时，绝对误差和相对误差各为多少？答：（1）甲是4位DVM；乙为4位半DVM。（2）乙的分辨率指其末位跳动±1所需的输入电压，所以其分辨率为0.01mV。（3）用2V挡测量绝对误差)%02.0%05.0(mxUUUV118.0)2%02.056.1%05.0(相对误差%9.5%1002118.0%100UUx用20V挡测量绝对误差)%02.0%05.0(mxUUUV478.0)20%02.056.1%05.0(相对误差%4.2%10020478.0%100UUx四、综合题（本大题共2小题，每小题14分，共28分）1.如下图所示交流阻抗电桥，请按照下列要求作答。1）试推导其平衡条件。2）如已达到达到平衡，其中R2=200Ω，C2=0.15uf;R1=2000Ω，C1=0.01uf;试求：RX、LX的值。解：串联电桥中，由达到平衡条件可得：1221)1(1)(RCjRCjLjRXX12121111RCjRRCLCjRXX由实部与实部相等、虚部与虚部相等可得：211121;CjRCjRRRCLXXX211121CCRRCRRLXX分别代入一直数值，可算得：33.13;4XXRmHL2.为测量软磁材料的交流磁性，利用如图所示测量电路，所用的试样为环形，其截面为2001.0m，环形平均长度为0.4m，在试件上绕有1N=100匝和2N=100匝的线圈，平均值电压表PVl所用的互感线圈M=0.1H，调节自耦变压器，读出频率计读数f=50Hz，PVl读数为4V，PV2读数为20V，求相应的mB、m