電測(cè)儀表專業(yè)(理論)測(cè)試題+參考答案一、填空題（每空1分，共20分）1.電測(cè)儀表按工作原理可分為磁電系、電磁系、電動(dòng)系、感應(yīng)系、靜電系等類(lèi)型，其中______系儀表適用于直流測(cè)量，______系儀表既可測(cè)直流也可測(cè)交流，______系儀表主要用于工頻交流測(cè)量。2.測(cè)量誤差按性質(zhì)可分為_(kāi)_____誤差、______誤差和______誤差；其中______誤差可通過(guò)多次測(cè)量取平均減小，______誤差需通過(guò)修正系統(tǒng)誤差公式或校準(zhǔn)消除。3.某電壓表量程為0-50V，準(zhǔn)確度等級(jí)為1.0級(jí)，其最大絕對(duì)誤差為_(kāi)_____V，測(cè)量20V時(shí)的引用誤差為_(kāi)_____%，相對(duì)誤差為_(kāi)_____%（保留兩位小數(shù)）。4.電動(dòng)系功率表的轉(zhuǎn)矩公式為_(kāi)_____，其測(cè)量的是______功率；感應(yīng)系電能表的驅(qū)動(dòng)力矩與______成正比，其鋁盤(pán)轉(zhuǎn)速反映______的大小。5.數(shù)字式萬(wàn)用表的A/D轉(zhuǎn)換常用______轉(zhuǎn)換法，其核心指標(biāo)是______和______；模擬式萬(wàn)用表的表頭通常采用______系測(cè)量機(jī)構(gòu)，其刻度特性為_(kāi)_____（線性/非線性）。6.測(cè)量電阻時(shí)，為避免______效應(yīng)影響，應(yīng)選擇______的測(cè)試電流；雙臂電橋（凱爾文電橋）通過(guò)______結(jié)構(gòu)消除______電阻的影響，適用于測(cè)量______（大/小）電阻。二、選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于電測(cè)儀表靈敏度的描述中，正確的是（）。A.靈敏度等于儀表滿刻度值與被測(cè)量的比值B.靈敏度越高，儀表抗干擾能力越強(qiáng)C.磁電系儀表的靈敏度通常高于電磁系儀表D.靈敏度與儀表的內(nèi)阻成反比2.用準(zhǔn)確度等級(jí)0.5級(jí)、量程0-100mA的電流表測(cè)量50mA的電流，其最大可能的絕對(duì)誤差為（）。A.0.5mAB.0.25mAC.0.1mAD.1mA3.電動(dòng)系儀表的阻尼方式通常為（）。A.空氣阻尼B.電磁阻尼C.油阻尼D.機(jī)械阻尼4.感應(yīng)系電能表的潛動(dòng)現(xiàn)象是指（）。A.電壓線圈無(wú)電壓時(shí)，鋁盤(pán)因電流線圈電流過(guò)大而轉(zhuǎn)動(dòng)B.電流線圈無(wú)電流時(shí)，鋁盤(pán)因電壓線圈電壓過(guò)高而緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)C.電壓和電流線圈均通電時(shí)，鋁盤(pán)轉(zhuǎn)速異常D.鋁盤(pán)因機(jī)械摩擦過(guò)大而停止轉(zhuǎn)動(dòng)5.數(shù)字式頻率計(jì)測(cè)量頻率時(shí)，若閘門(mén)時(shí)間為1s，被測(cè)信號(hào)頻率為1000Hz，則測(cè)量誤差主要來(lái)源于（）。A.量化誤差B.時(shí)基誤差C.轉(zhuǎn)換誤差D.干擾誤差6.測(cè)量直流大電流時(shí)，通常采用（）。A.直接接入式電流表B.電流互感器配合電流表C.分流器配合磁電系表頭D.電動(dòng)系電流表直接測(cè)量7.下列關(guān)于誤差合成的描述中，錯(cuò)誤的是（）。A.系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差需分別處理B.間接測(cè)量的總誤差可通過(guò)各直接測(cè)量誤差的方和根合成C.絕對(duì)誤差的合成需考慮誤差的符號(hào)D.相對(duì)誤差的合成只需將各分量的相對(duì)誤差相加8.靜電系儀表的主要特點(diǎn)是（）。A.適用于高電壓測(cè)量，輸入阻抗極高B.靈敏度高，可測(cè)微小電流C.刻度均勻，線性度好D.功耗大，僅適用于直流測(cè)量9.用伏安法測(cè)電阻時(shí)，若采用電流表內(nèi)接法，測(cè)量結(jié)果會(huì)（）。A.偏大（因電流表分壓）B.偏?。ㄒ螂妷罕矸至鳎〤.偏大（因電壓表分流）D.偏?。ㄒ螂娏鞅矸謮海?0.某三相三線制電路中，用兩表法測(cè)量有功功率，若兩表讀數(shù)分別為P1和P2，則總功率為（）。A.P1+P2B.|P1-P2|C.√3(P1+P2)D.(P1+P2)/√3三、判斷題（每題1分，共10分）1.磁電系儀表的永久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)是均勻輻射磁場(chǎng)，因此其刻度是線性的。（）2.電磁系儀表的測(cè)量機(jī)構(gòu)中，固定線圈通電流后，可動(dòng)鐵片被磁化，兩者因同極相斥產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。（）3.測(cè)量誤差的絕對(duì)值越小，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度越高。（）4.數(shù)字式儀表的分辨率是指能顯示的最小有效數(shù)字變化量，與量程無(wú)關(guān)。（）5.電能表的常數(shù)（r/kWh）表示每消耗1kWh電能時(shí)鋁盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)，常數(shù)越大，電能表靈敏度越高。（）6.用兆歐表（搖表）測(cè)量絕緣電阻時(shí)，若被測(cè)設(shè)備帶電，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏大。（）7.標(biāo)準(zhǔn)電阻的溫度系數(shù)越小，其穩(wěn)定性越好，通常采用錳銅或康銅材料制作。（）8.電動(dòng)系功率表的電流線圈應(yīng)并聯(lián)在負(fù)載回路，電壓線圈應(yīng)串聯(lián)在負(fù)載兩端。（）9.系統(tǒng)誤差具有確定性，可通過(guò)多次測(cè)量發(fā)現(xiàn)其規(guī)律并修正。（）10.感應(yīng)系儀表僅適用于交流測(cè)量，其轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與電流、電壓的有效值及相位差的正弦成正比。（）四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述磁電系、電磁系、電動(dòng)系儀表的核心區(qū)別（從工作原理、適用場(chǎng)景、刻度特性三方面對(duì)比）。2.說(shuō)明電測(cè)儀表準(zhǔn)確度等級(jí)的定義，并推導(dǎo)引用誤差與最大絕對(duì)誤差的關(guān)系。3.分析感應(yīng)系電能表的“潛動(dòng)”和“卡字”現(xiàn)象的原因及預(yù)防措施。4.簡(jiǎn)述數(shù)字式萬(wàn)用表與模擬式萬(wàn)用表在測(cè)量直流電壓時(shí)的主要差異（從原理、誤差來(lái)源、讀數(shù)方式三方面說(shuō)明）。5.列舉三種減小測(cè)量誤差的常用方法，并分別說(shuō)明其適用場(chǎng)景。五、綜合分析題（20分）某實(shí)驗(yàn)室需測(cè)量一臺(tái)單相異步電動(dòng)機(jī)的有功功率和消耗的電能，已知電源電壓為220V（工頻），電動(dòng)機(jī)額定電流為5A，功率因數(shù)約為0.75。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備如下：-電動(dòng)系功率表（量程：電壓0-250V/500V，電流0-2.5A/5A，準(zhǔn)確度0.5級(jí)）-感應(yīng)系電能表（額定電壓220V，額定電流5A，常數(shù)1200r/kWh，準(zhǔn)確度2.0級(jí)）-磁電系電流表（量程0-10A，準(zhǔn)確度1.0級(jí)）-磁電系電壓表（量程0-300V，準(zhǔn)確度1.0級(jí)）（1）選擇功率表的電壓和電流量程，并說(shuō)明理由；計(jì)算該功率表在額定工況下的最大相對(duì)誤差。（2）若電能表鋁盤(pán)在1分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)20轉(zhuǎn)，計(jì)算電動(dòng)機(jī)實(shí)際消耗的有功功率（單位：kW）；并分析該電能表的測(cè)量誤差來(lái)源（至少列出3種）。（3）若誤將功率表的電流線圈與電壓線圈并聯(lián)接入電路，會(huì)導(dǎo)致什么后果？畫(huà)出正確的接線示意圖（標(biāo)注電壓線圈、電流線圈、負(fù)載的連接關(guān)系）。參考答案一、填空題1.磁電；電動(dòng)；感應(yīng)2.系統(tǒng)；隨機(jī)；粗大；隨機(jī)；系統(tǒng)3.0.5（50×1.0%）；1.0（0.5/50×100%）；2.50（0.5/20×100%）4.M=KUIcosφ；有功；電壓、電流的有效值及相位差的正弦；有功功率5.雙積分式；分辨率；測(cè)量速度；磁電；非線性6.發(fā)熱；較??；四端；接觸和引線；小二、選擇題1.C2.A（100×0.5%=0.5mA）3.B4.B5.A（閘門(mén)時(shí)間固定時(shí)，量化誤差為±1個(gè)計(jì)數(shù)單位）6.C7.D（相對(duì)誤差合成需考慮各分量的傳遞系數(shù)）8.A9.A（電流表內(nèi)接時(shí)，電壓表測(cè)量的是電流表與電阻的總電壓，導(dǎo)致計(jì)算電阻偏大）10.A（兩表法總功率為P1+P2）三、判斷題1.√（均勻輻射磁場(chǎng)使轉(zhuǎn)矩與電流成正比，刻度線性）2.√（固定線圈磁化固定鐵片和可動(dòng)鐵片，同極相斥）3.×（準(zhǔn)確度還與被測(cè)量大小有關(guān)，如滿量程誤差相同，小量程測(cè)量時(shí)相對(duì)誤差更大）4.×（分辨率與量程相關(guān)，如3位半表在200mV量程的分辨率為0.1mV，在20V量程為10mV）5.√（常數(shù)越大，每轉(zhuǎn)代表的電能越小，靈敏度越高）6.×（設(shè)備帶電會(huì)導(dǎo)致?lián)u表輸出電壓被抵消，測(cè)量結(jié)果偏小甚至為零）7.√（錳銅、康銅的電阻溫度系數(shù)極低）8.×（電流線圈應(yīng)串聯(lián)，電壓線圈應(yīng)并聯(lián)）9.√（系統(tǒng)誤差具有重復(fù)性和規(guī)律性）10.√（感應(yīng)系依賴交變磁通產(chǎn)生渦流，僅適用于交流，轉(zhuǎn)矩與UIcosφ成正比）四、簡(jiǎn)答題1.核心區(qū)別：-工作原理：磁電系利用永久磁鐵與載流線圈的相互作用（F=BIL）；電磁系利用載流線圈對(duì)可動(dòng)鐵片的磁化力（F與I2成正比）；電動(dòng)系利用固定線圈與可動(dòng)線圈的相互作用（F與I1I2成正比）。-適用場(chǎng)景：磁電系僅測(cè)直流；電磁系可測(cè)交直流（交流時(shí)轉(zhuǎn)矩與I2成正比）；電動(dòng)系可測(cè)交直流（交流時(shí)轉(zhuǎn)矩與I1I2cosφ成正比）。-刻度特性：磁電系線性（轉(zhuǎn)矩與I成正比）；電磁系非線性（轉(zhuǎn)矩與I2成正比，刻度前疏后密）；電動(dòng)系測(cè)直流時(shí)線性，測(cè)交流時(shí)與cosφ相關(guān)（功率表刻度線性）。2.準(zhǔn)確度等級(jí)定義：儀表在規(guī)定條件下，最大引用誤差的百分?jǐn)?shù)，即γm=（Δm/Am）×100%，其中Δm為最大絕對(duì)誤差，Am為儀表量程。引用誤差與最大絕對(duì)誤差關(guān)系：Δm=γm×Am（例如0.5級(jí)量程100V的電壓表，Δm=0.5%×100=0.5V）。3.潛動(dòng)原因：電壓線圈通電（無(wú)電流）時(shí)，因電壓鐵芯的剩磁、電壓線圈的漏磁通或輕載補(bǔ)償裝置調(diào)整不當(dāng)，導(dǎo)致鋁盤(pán)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)；預(yù)防措施：調(diào)整防潛動(dòng)裝置（如在電壓鐵芯上加裝防潛孔或防潛鉤），確保無(wú)電流時(shí)鋁盤(pán)不轉(zhuǎn)動(dòng)?？ㄗ脂F(xiàn)象原因：鋁盤(pán)與計(jì)數(shù)器齒輪間機(jī)械摩擦過(guò)大、計(jì)度器齒輪卡滯或軸承磨損；預(yù)防措施：定期清潔潤(rùn)滑軸承，檢查計(jì)度器齒輪嚙合情況。4.主要差異：-原理：數(shù)字表通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換將模擬電壓量化為數(shù)字信號(hào)；模擬表通過(guò)磁電系表頭的指針偏轉(zhuǎn)反映電壓大小（轉(zhuǎn)矩與電流成正比）。-誤差來(lái)源：數(shù)字表主要為A/D轉(zhuǎn)換誤差、時(shí)基誤差；模擬表主要為表頭靈敏度誤差、游絲變形誤差、讀數(shù)視差。-讀數(shù)方式：數(shù)字表直接顯示數(shù)字，無(wú)讀數(shù)誤差；模擬表需估讀指針位置，存在視差（如指針與刻度線不垂直時(shí)）。5.減小誤差的方法：-替代法：將被測(cè)量與已知標(biāo)準(zhǔn)量交替接入同一測(cè)量裝置，通過(guò)比較消除裝置誤差（如用標(biāo)準(zhǔn)電阻替代被測(cè)電阻，通過(guò)電橋平衡消除電橋本身誤差）。-對(duì)稱測(cè)量法：對(duì)被測(cè)量進(jìn)行正反向測(cè)量，取平均消除系統(tǒng)誤差（如測(cè)量電阻時(shí)，交換電源極性，消除熱電勢(shì)引起的誤差）。-多次測(cè)量取平均：減小隨機(jī)誤差（適用于隨機(jī)誤差服從正態(tài)分布的場(chǎng)景，如測(cè)量電壓時(shí)多次讀數(shù)取平均）。五、綜合分析題（1）功率表量程選擇：電壓選250V（接近220V，避免超量程），電流選5A（等于電動(dòng)機(jī)額定電流）。最大絕對(duì)誤差：電壓量程250V，誤差ΔU=250×0.5%=1.25V；電流量程5A，誤差ΔI=5×0.5%=0.025A；額定功率P=UIcosφ=220×5×0.75=825W；功率測(cè)量的最大絕對(duì)誤差ΔP≈UΔI+IΔU=220×0.025+5×1.25=5.5+6.25=11.75W；最大相對(duì)誤差γ=ΔP/P×100%=11.75/825×100%≈1.42%（注：更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算需考慮誤差傳遞公式ΔP=√[(?P/?UΔU)2+(?P/?IΔI)2+(?P/?cosφΔcosφ)2]，但題目未提供cosφ誤差，故簡(jiǎn)化計(jì)算）。（2）電能表鋁盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)N=20轉(zhuǎn)，時(shí)間t=1分鐘=1/60小時(shí)，常數(shù)C=1200r/kWh；消耗電能W=N/C=20/1200=1/60kWh；有功功率P=W/t=(1/60)/(1/60)=1kW。測(cè)量誤差來(lái)源：①電壓、電流線圈的阻抗引起的功率損耗；②鋁盤(pán)的摩擦阻力導(dǎo)致