2025年電器測(cè)量課后試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.某數(shù)字萬用表直流電壓檔量程為200mV，精度等級(jí)為0.5級(jí)（引用誤差），則其最大絕對(duì)誤差為（）。A.1mVB.0.1mVC.0.5mVD.2mV2.用示波器觀測(cè)正弦信號(hào)時(shí)，若時(shí)基旋鈕設(shè)置為50μs/div，垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)為2V/div，屏幕上顯示3個(gè)完整周期，波形高度為4div，則信號(hào)頻率和峰峰值分別為（）。A.6.67kHz，8VB.6.67kHz，16VC.3.33kHz，8VD.3.33kHz，16V3.測(cè)量交流功率時(shí)，若負(fù)載為感性，正確的功率表接線方式應(yīng)確保（）。A.電壓線圈前接B.電流線圈前接C.電壓線圈與電流線圈同名端一致D.電壓線圈與電流線圈異名端一致4.以下哪種誤差屬于系統(tǒng)誤差？（）A.讀數(shù)時(shí)視線偏移引起的誤差B.環(huán)境溫度波動(dòng)導(dǎo)致的儀器漂移C.被測(cè)信號(hào)噪聲引起的隨機(jī)波動(dòng)D.多次測(cè)量的偶然偏差5.電橋平衡時(shí)，若采用惠斯通電橋測(cè)量電阻，已知R1=100Ω，R2=200Ω，R3=500Ω，則被測(cè)電阻Rx為（）。A.250ΩB.1000ΩC.500ΩD.750Ω6.測(cè)量直流大電流時(shí)，通常采用（）配合電流表使用。A.電壓互感器B.電流互感器C.分流器D.分壓器7.某電流表的內(nèi)阻為0.1Ω，量程為10A，若將其量程擴(kuò)展至50A，需并聯(lián)的分流電阻為（）。A.0.025ΩB.0.05ΩC.0.1ΩD.0.25Ω8.用兆歐表測(cè)量絕緣電阻時(shí)，若被測(cè)設(shè)備容量較大（如長(zhǎng)電纜），正確的操作是（）。A.測(cè)量前不放電，測(cè)量后立即放電B.測(cè)量前放電，測(cè)量后不放電C.測(cè)量前后均需充分放電D.測(cè)量前后無需放電9.數(shù)字式萬用表的AD轉(zhuǎn)換通常采用（）。A.雙積分型B.逐次逼近型C.并行比較型D.Σ-Δ型10.測(cè)量高頻信號(hào)的有效值時(shí)，應(yīng)選擇（）電壓表。A.峰值檢波B.均值檢波C.真有效值檢波D.峰值保持二、填空題（每空1分，共20分）1.測(cè)量誤差按性質(zhì)可分為______、______和粗大誤差。2.儀器的精度等級(jí)K表示______與______的百分比。3.示波器的垂直系統(tǒng)主要由______、______和輸出放大器組成。4.功率表的轉(zhuǎn)矩與______和______的乘積成正比，因此可測(cè)量有功功率。5.電橋按工作頻率可分為______電橋和______電橋，其中測(cè)量電感常用______電橋。6.數(shù)字萬用表的基本測(cè)量功能包括______、______和______，擴(kuò)展功能可通過______實(shí)現(xiàn)。7.測(cè)量三相有功功率時(shí)，對(duì)于三相三線制負(fù)載，可采用______法；對(duì)于三相四線制負(fù)載，應(yīng)采用______法。8.互感器的作用包括______、______和隔離高電壓/大電流。9.誤差的表示方法有______誤差、______誤差和引用誤差。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述萬用表測(cè)量交流電壓時(shí)，為什么不能直接測(cè)量非正弦波的有效值？2.說明示波器觸發(fā)功能的作用及常用觸發(fā)源類型。3.比較電磁系儀表與電動(dòng)系儀表的特點(diǎn)，各列舉一種典型應(yīng)用。4.分析使用電流互感器時(shí)二次側(cè)不能開路的原因。5.簡(jiǎn)述用伏安法測(cè)量電阻時(shí)，電流表內(nèi)接法與外接法的選擇原則及誤差來源。四、計(jì)算題（每題8分，共24分）1.某功率表的電壓量程為300V，電流量程為5A，刻度盤共有150格。測(cè)量某負(fù)載時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)120格，求該負(fù)載的有功功率。若負(fù)載功率因數(shù)為0.8，求視在功率和無功功率。2.用0.5級(jí)、量程為50V的電壓表測(cè)量某直流電壓，重復(fù)測(cè)量5次結(jié)果為：48.2V、48.5V、48.3V、48.4V、48.1V。計(jì)算：（1）測(cè)量平均值；（2）單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差（用貝塞爾公式）；（3）測(cè)量結(jié)果的總不確定度（取置信系數(shù)k=2）。3.某單相變壓器的一次側(cè)電壓為220V，電流為5A，功率因數(shù)為0.9；二次側(cè)電壓為36V，電流為25A，功率因數(shù)為0.85。分別計(jì)算一次側(cè)和二次側(cè)的有功功率，并判斷變壓器的效率（假設(shè)忽略損耗）。五、綜合應(yīng)用題（16分）設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)驗(yàn)方案，要求測(cè)量以下參數(shù)：定子三相電流、三相電壓、輸入有功功率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)速。需說明：（1）使用的主要儀器設(shè)備；（2）各參數(shù)的測(cè)量方法及接線方式；（3）可能的誤差來源及減小措施。答案一、單項(xiàng)選擇題1.A（最大絕對(duì)誤差=量程×精度等級(jí)%=200mV×0.5%=1mV）2.A（周期T=時(shí)基×水平格數(shù)=50μs/div×10div=500μs，頻率f=1/T=2000Hz？修正：題目中顯示3個(gè)周期占水平格數(shù)假設(shè)為3div（通常屏幕水平10div），則每個(gè)周期占10div/3≈3.33div，周期T=50μs/div×3.33div≈166.5μs，頻率f=1/166.5μs≈6000Hz≈6kHz，更接近6.67kHz（若水平格數(shù)為15div顯示3周期，則每周期5div，T=50μs×5=250μs，f=4kHz，可能題目隱含水平滿屏10div顯示3周期，故T=50μs×(10div/3)≈166.67μs，f≈6000Hz即6kHz，可能選項(xiàng)A正確）；峰峰值=2V/div×4div×2（峰峰值為2倍幅值）=16V？原題選項(xiàng)可能有誤，正確應(yīng)為峰峰值=2V/div×4div=8V（垂直4div為峰峰值），故正確選項(xiàng)A中峰峰值8V，頻率6.67kHz（10div/3周期=3.33div/周期，T=50μs×3.33div≈166.5μs，f≈6000Hz=6kHz，接近6.67kHz可能題目設(shè)定水平格數(shù)為15div顯示3周期，即每周期5div，T=50μs×5=250μs，f=4kHz，可能題目數(shù)據(jù)需調(diào)整，此處按選項(xiàng)A）3.C（功率表同名端一致確保轉(zhuǎn)矩方向正確）4.B（系統(tǒng)誤差具有規(guī)律性，溫度漂移屬系統(tǒng)誤差）5.A（惠斯通電橋平衡條件R1/R2=R3/Rx，Rx=R2×R3/R1=200×500/100=1000Ω？原題計(jì)算錯(cuò)誤，正確應(yīng)為Rx=R2×R3/R1=200×500/100=1000Ω，選項(xiàng)B）6.C（大電流測(cè)量用分流器并聯(lián)）7.A（分流電阻Rsh=Rg/(n-1)=0.1/(50/10-1)=0.1/4=0.025Ω）8.C（大容量設(shè)備需放電避免殘余電荷損壞儀表）9.A（數(shù)字萬用表常用雙積分型AD）10.C（真有效值表可測(cè)非正弦波有效值）二、填空題1.系統(tǒng)誤差；隨機(jī)誤差2.最大絕對(duì)誤差；量程（或滿刻度值）3.衰減器；前置放大器4.電壓有效值；電流有效值；功率因數(shù)（或電壓電流相位差余弦）5.低頻（或直流）；高頻；麥克斯韋（或海氏）6.電壓；電流；電阻；轉(zhuǎn)換開關(guān)（或功能切換）7.兩表；三表8.變換量值；隔離（或安全隔離）9.絕對(duì)；相對(duì)三、簡(jiǎn)答題1.萬用表交流電壓檔通常采用均值檢波，按正弦波有效值刻度。非正弦波的均值與有效值關(guān)系不同（如方波均值為峰值，有效值為峰值/√2），因此直接測(cè)量會(huì)引入波形誤差，無法準(zhǔn)確反映非正弦波的真實(shí)有效值。2.觸發(fā)功能的作用是穩(wěn)定顯示波形，使掃描與被測(cè)信號(hào)同步。常用觸發(fā)源包括：內(nèi)觸發(fā)（使用被測(cè)信號(hào)作為觸發(fā)源）、外觸發(fā)（使用外部獨(dú)立信號(hào)）、電源觸發(fā)（使用工頻信號(hào)）。3.電磁系儀表：利用載流線圈與可動(dòng)鐵片的相互作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、過載能力強(qiáng)，但精度較低，常用于交流電流表/電壓表；電動(dòng)系儀表：利用固定線圈與可動(dòng)線圈的相互作用，精度高，可測(cè)交直流功率，典型應(yīng)用為功率表。4.電流互感器二次側(cè)開路時(shí)，一次側(cè)電流全部用于勵(lì)磁，導(dǎo)致鐵芯嚴(yán)重飽和，感應(yīng)出高電壓（可達(dá)數(shù)千伏），損壞絕緣并危及人身安全；同時(shí)鐵芯過熱可能燒毀互感器。5.選擇原則：當(dāng)被測(cè)電阻Rx遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻RA時(shí)，采用內(nèi)接法（電流表接在電壓表內(nèi)側(cè)），減小電流表分壓誤差；當(dāng)Rx遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻RV時(shí)，采用外接法（電流表接在電壓表外側(cè)），減小電壓表分流誤差。誤差來源：內(nèi)接法誤差主要由電流表內(nèi)阻分壓引起（測(cè)量值偏大）；外接法誤差主要由電壓表內(nèi)阻分流引起（測(cè)量值偏小）。四、計(jì)算題1.功率表常數(shù)C=量程電壓×量程電流/滿刻度格數(shù)=300V×5A/150格=10W/格。有功功率P=C×偏轉(zhuǎn)格數(shù)=10×120=1200W。視在功率S=P/cosφ=1200/0.8=1500VA，無功功率Q=S×sinφ=1500×0.6=900var（sinφ=√(1-0.82)=0.6）。2.（1）平均值=(48.2+48.5+48.3+48.4+48.1)/5=48.3V；（2）單次標(biāo)準(zhǔn)偏差s=√[Σ(xi-x?)2/(n-1)]=√[(0.12+0.22+02+0.12+0.22)/4]=√[(0.01+0.04+0+0.01+0.04)/4]=√(0.1/4)=√0.025≈0.158V；（3）總不確定度=√(Δ儀2+(k×s/√n)2)，其中Δ儀=量程×精度等級(jí)%=50×0.5%=0.25V，k=2，n=5，故總不確定度≈√(0.252+(2×0.158/√5)2)=√(0.0625+(0.316/2.236)2)=√(0.0625+0.020)=√0.0825≈0.287V，取0.3V，測(cè)量結(jié)果表示為48.3V±0.3V（k=2）。3.一次側(cè)有功功率P1=U1×I1×cosφ1=220×5×0.9=990W；二次側(cè)有功功率P2=U2×I2×cosφ2=36×25×0.85=765W。變壓器效率η=P2/P1×100%=765/990≈77.3%（注：實(shí)際變壓器效率應(yīng)大于此值，題目假設(shè)忽略損耗可能為理想情況，此處按題設(shè)計(jì)算）。五、綜合應(yīng)用題（1）主要儀器設(shè)備：三相電流表（或鉗形電流表）、三相電壓表、三相功率表（或三個(gè)單相功率表）、功率因數(shù)表（或通過電壓、電流、功率計(jì)算）、轉(zhuǎn)速表（光電式或磁電式）。（2）測(cè)量方法及接線：三相電流：用鉗形電流表分別卡在三相定子繞組出線端，直接測(cè)量各相電流；三相電壓：用電壓表測(cè)量各相與中性線（四線制）或線電壓（三線制），三線制時(shí)線電壓為相電壓√3倍；輸入有功功率：三相三線制用兩表法（兩個(gè)功率表電流線圈串入兩相，電壓線圈接對(duì)應(yīng)相線與第三相）；三相四線制用三表法（三個(gè)功率表分別接各相電壓、電流）；功率因數(shù)：通過功率表讀數(shù)P、電壓表讀數(shù)U、電流表讀數(shù)I計(jì)算cosφ=P/(√3UI)（三相三線制）或cosφ=P/(3U