电气测量第版》习题答案陈立周

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(2)测量变压器两绕组间的绝缘漏电阻。 (3)测量某电桥桥臂的标准电阻。

(4)测量一般电子电路上使用的炭膜电阻。 (5)照明电灯通电时和断电时的钨丝电阻。

解:(1)测量异步电机的绕组电阻可使用双臂电桥。

(2)测量变压器两绕组间的绝缘漏电阻可使用兆欧表。 (3)测量某电桥桥臂的标准电阻可使用单臂电桥。

(4)测量一般电子电路上使用的炭膜电阻不需要高准确度可使用万用表。 (5)照明电灯通电时和断电时的钨丝电阻,通电时可使用伏安法。断电时也

可使用伏安法

2.用伏安法测量一个阻值约为2000 ?的电阻,若电压表内阻RV=2k?,电流表内阻RA=0.03?,问采用电压表接前和接后两种方法,其测量误差分别为多大?

解:若电压表接前,按式5-6

若电压表接后,按式5-8

3. 用三表法测某元件的交流参数;已知测量时三表读数分别为

P=400W、

U=220V、I=2A,求该元件阻抗值。若要扣除仪表内阻对测量的影响,已知电压表内阻RV=2.5 k? ;电流表内阻RA=0.03? ,功率表内阻RWA=0.1? 、RWV=1.5 k? 则该元件阻抗值为多少?

解:测出电路阻抗为

电压表、电流表和功率表的内阻为纯电阻,测出的元件电阻值应扣除仪表内阻。设测量时数值系电流表和功率表的电流线圈接后所得,可利用式5-19求出该元件实际阻抗

设测量时电流表和功率表的电流线圈接前,可利用下式求出该元件实际阻抗

4.拟自行设计一台交流阻抗电桥,测量一批容量为0.19μF—0.01μF 左右的纸介电容,试画出电桥的电路图,并选用各桥臂所用的元件数值。

解:可选用维恩电桥,并设定使用电源频率为50 Hz,可选CS?0.2?F,被测桥臂阻抗约为16kΩ-360kΩ,选R4、R2为100kΩ可调电位器。RS选10kΩ可调电位

器。

5.试推导本章表5-2中各种交流阻抗电桥的平衡条件。

解:可按式3-1,将各桥臂阻抗代入,通过运算将实部虚部分开求得,具体运算从略。

第六章

1.有两台磁通计各配有专用的测量线圈;甲磁通计配用的测量线圈其截面积与匝数比值为

S=100cm2。乙磁通计配用的测量线圈其截面积与匝数比值为NBS=50cm2。现甲磁通计所用的测量线圈遗失,拟借用乙磁通计的测量线圈代用,NB问代用后甲磁通计的读数与被测磁通值有什么关系,测量时应如何换算。

解: 若被测磁场范围小,能全部为测量线圈所包围,则读数与测量线圈截面积无关,但与测量线圈匝数NB有关,测量线圈通常为圆形,可测出其截面积后,求得线圈匝数NB。设甲磁通计配用的测量线圈匝数为NBA,乙磁通计配用的测量线圈匝数为NBB,可求出n.。

若被测磁场范围大,被测磁场不能为测量线圈所包围,按两测量线圈匝数比,则测出的??,只是截面积内的??。

2.为测量软磁材料的交流磁性,利用图6—10的测量电路,所用的试样为环形,其截面为0.001m2,环形平均长度为0.4m,在试件上绕有N1=100匝和N2=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Bm、Hm数值。

NBA?n,用乙磁通计的测量线圈代用,测出的??值读数应除以NBB解:交变磁场强度峰值Hm

交变磁感应强度峰值Bm

3.若利用图6—10的测量电路,并用整流系的有效值刻度电压表代替图中的平均值电压表PV2,试推导出计算公式。

解:整流系的有效值刻度电压表,是根据读出的平均值,按正弦波的平均值与有

效值关系用有效值刻度,所以式中平均值应等于读数除以1.11。即Ucp2=读数/1.11

第七章

1.利用峰值电压表测量附图1—3a、b、。三种波形的电压,如此读数都是峰值1V,求每种波形的峰值、有效值和平均值。

附图 1—3

解:对于a图的正弦波,若峰值为1V,则有效值为0.707V,平均值为0.637V 对于b图的三角波,若峰值为1V,则有效值为0.577V,平均值为0.5V 对于c图的矩形波,若峰值为1V,则有效值为1V,平均值为1V

2.某全波整流电路,没有加滤波,若交流输入电压为50V(有效值),用万用表直流电压档和电动系电压表分别测量整流器的输出电压,其读数分别为多少?(注:整流管内阻可忽略)。

解:交流输入电压为50V,经全波整流电路后的输出电压,最大值为70.7V

有效值为50V,平均值为45V。

万用表直流电压档,按平均值刻度,其读数应为45V。 电动系电压表按有效值刻度,其读数为50V。

3.在附图1—3中的三个波形,若其峰值皆为10V,若用峰值表测量、且该表以峰值刻度,则读数为多少?若采用均值检波的均值表测量、且该表以正弦有效值刻度,则读数为多少?

解:1.)a图的正弦波,若用峰值表测量读数为10V,若采用均值检波的均值表测量,测出的平均值为6.37V,若该表以正弦有效值刻度,则读数为7.07V。 2).b图的三角波,若用峰值表测量读数为10V,若采用均值检波的均值表测量,测出的平均值为5 V,若该表以正弦有效值刻度,则读数为5.77V。 3)c图的矩形波,若用峰值表测量峰值为10V,若采用均值检波的均值表测量,测出的平均值为10V ,若该表以正弦有效值刻度,则读数为11V。

4.某正弦波发生器,其面板装有输出电压表,其读数为输出的有效值,若读出值为10V,则用示波器测量时波形高度为多少(设示波器y轴灵敏度为0.5V/cm)。

解:读出有效值为10V,该正弦波的最大值为14.1V 14.1/0.5=28.2cm

高度为28.2cm,将超出荧光屏可视范围。

5.附图1-4为RC衰减电路,调节C2可以补偿引线对地寄生电容:若C1调节范围为3~30pF,C2调节范围为3—15pF,则寄生电容在什么范围内,可以通过C2调节获得正确补偿。

附图 1—4

解:参考式(8—4),R1C1?R2(C2?C0),若衰减电路的电阻衰减比为10,即

R1?9R2,则C1?1(C2?C0),当C1调节范围为3—30pF时,可补偿的寄生电容为99×(3—30pF)-(3—15pF)。

6.某晶体管电压表包含有放大、检波和测量三个环节,放大部分可能由于电源电压波动而产生9%误差,检波部分可能产生1.5%的误差,测量用表头准确度等级为1级,求该电压表在测量电压时可能产生的最大误差。

解:按式1-28(?y?n?1?m?2?p?3)可求得测量电压时可能产生的最大误差。

?y?9%+1.5%+1%=11.5%

7.某种逐次逼近比较式数字电压表,表内基准电压分别为8V、4V、2V、1V、0.8V、0.4V、0.2V、0.1V、0.08V、0.04V、0.02V、0.01V,试说明测量14V直流电压的过程。

解:被测电压Ux=14V,步骤为:

1)先取基准电压8V与Ux 在比较器中进行比较,由于8V<Ux,输出数码1。保留8V。

2)再取基准电压4V与上次保留的8V相加,即8+4=12,将12V与 Ux 在比较器中进行比较,由于12<Ux输出数码1。保留8V+4V=12V。

3)再取基准电压2V与上次保留的8+4=12V相加, 即12+2=14 V,将14V与 Ux 在比较器中进行比较,14=Ux,输出数码1。保留12V+2V=14V。

4)再取基准电压1V与上次保留的12+2=14V相加,即14+1=15 V,将15V与 Ux 在比较器中进行比较,15>Ux,输出数码0。仅保留14V

5)再取基准电压0.8V 与上次保留的14V相加,即14+0.8=14.8V,将14.8V 与

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