การวัดและเครื่องมือวัด: แบบฝึกหัดและข้อสอบเก่า

การวัดปริมาณทางกายภาพด้วยวงจรไฟฟ้า: บริดจ์วีตสโตน สเตรนเกจและโหลดเซลล์ เครื่องขยายที่ปรับสภาพสัญญาณเซนเซอร์ขนาดเล็ก และการที่เครื่องมือวัดโหลดการวัด

ฝึกรายวิชานี้ฟรีฝึกรายวิชานี้ทำข้อสอบจำลองโจทย์ฟรีวันละ 5 ข้อ ไม่ต้องใช้บัตร

ชุดสรุปเร่งรัด (PDF)สรุปสูตร ขั้นตอนวิธีทำ และโจทย์ฝึกพร้อมเฉลยละเอียด พร้อมพิมพ์

หัวข้อในรายวิชานี้

  1. บริดจ์วีตสโตนและสเตรนเกจสมดุลและแรงดันโหนด · บริดจ์ที่ไม่สมดุล · สเตรนเกจและโหลดเซลล์โจทย์คำนวณ
  2. การได้มาซึ่งข้อมูลและการสุ่มไนควิสต์ LSB และอัตราข้อมูล · แอลลิอัส จำนวนบิต และเฟรม UART · ฮาร์มอนิก SQNR และการออกแบบระบบโจทย์คำนวณ
  3. วงจรออปแอมป์เครื่องขยายแบบกลับเฟส · เครื่องขยายแบบไม่กลับเฟส · เครื่องขยายแบบรวมสัญญาณโจทย์คำนวณ
  4. ตัวต้านทานอนุกรมและขนานตัวต้านทาน 3 ตัว · ตัวต้านทาน 4 ตัว · วงจรบันไดตัวต้านทาน 6 ตัวโจทย์คำนวณ
  5. เทวินินและนอร์ตันโครงข่ายตัวแบ่ง · มีตัวต้านทานอนุกรมและโหลด · มีแหล่งจ่ายกระแสและโหลดโจทย์คำนวณ

เทคนิคทำข้อสอบวิชา การวัดและเครื่องมือวัด

  • บริดจ์คือตัวแบ่งแรงดันสองตัว: คำนวณแรงดันแต่ละโหนดแล้วนำมาลบกัน
  • ความเครียดมักให้เป็นไมโครสเตรน: 500 µε คือ 0.0005
  • นับเกจที่ทำงาน: ควอเตอร์ ฮาล์ฟ หรือฟูลบริดจ์ ทำให้เอาต์พุตเปลี่ยนไปเป็นตัวประกอบ 4

ตัวอย่างวิธีทำ

บริดจ์วีตสโตนและสเตรนเกจง่าย
+−6 VR1​ = 250 ΩR2​ = 300 ΩR3​ = ?R4​ = 150 ΩabG0

บริดจ์วีตสโตนในรูปถูกปรับให้สมดุลโดยปรับ R₃ R₁ = 250 Ω, R₂ = 300 Ω และ R₄ = 150 Ω จงหาค่าที่ตั้ง R3

R1 = 250 ΩR2 = 300 ΩR4 = 150 Ω

จงหา R3 (Ω)

แสดงคำใบ้
  1. ที่สมดุล ตัวแบ่งแรงดันทั้งสองให้แรงดันเท่ากัน: Va = Vb
  2. R₁/R₂ = R₃/R₄.
  3. R₃ = R₁·R₄/R₂.
แสดงคำตอบและเฉลยทีละขั้นตอน

บริดจ์วีตสโตน: ตัวแบ่งแรงดันสองตัวใช้แหล่งจ่าย Vs ร่วมกัน ตัวแบ่งซ้าย R1–R2 ให้ Va = Vs·R2/(R1 + R2) และตัวแบ่งขวา R3–R4 ให้ Vb = Vs·R4/(R3 + R4) เอาต์พุตคือ Vab = Va − Vb บริดจ์สมดุล (Vab = 0 ไม่มีกระแสในมิเตอร์) เมื่อ R1/R2 = R3/R4 นั่นคือ R1·R4 = R2·R3 เมื่อมองจากเอาต์พุต บริดจ์คือแหล่งเทวินินที่มี Rth = R1∥R2 + R3∥R4

เงื่อนไขสมดุล

R₁·R₄ = R₂·R₃

ตัวต้านทานที่ไม่ทราบค่า

R₃ = 250·150/300 = 125 Ω

คำตอบ

R3 = 125 Ω

ที่สมดุล แรงดันแหล่งจ่ายไม่มีผล

การได้มาซึ่งข้อมูลและการสุ่มปานกลาง
Vin​N = 85 V2ᴺ − 101 LSB2.125 V?

ADC 8 บิตที่มีช่วงอินพุต 0 ถึง 5 V ตัดทิ้ง: รหัสเอาต์พุตของมันคือ ⌊Vin/LSB⌋ โดย 1 LSB = VFSR/2ᴺ จงหารหัสเอาต์พุตฐานสิบ D สำหรับอินพุต 2.125 V

N = 8VFSR = 5 VVin = 2.125 V

จงหา D

แสดงคำใบ้
  1. ก่อนอื่นหาขนาดของ 1 LSB
  2. 1 LSB = 5/256 = 19.53 mV.
  3. หารอินพุตด้วย LSB แล้วเก็บส่วนที่เป็นจำนวนเต็ม
แสดงคำตอบและเฉลยทีละขั้นตอน

ความละเอียดของ ADC: ตัวแปลง N บิตแบ่งช่วงเต็มสเกล VFSR เป็น 2ᴺ รหัส จาก 0 ถึง 2ᴺ − 1 หนึ่งขั้นคือ 1 LSB = VFSR/2ᴺ ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงที่เล็กที่สุดที่ตัวแปลงแสดงได้ ADC แบบตัดทิ้งให้รหัส ⌊Vin/LSB⌋ ส่วน ADC แบบปัดเศษห่างจากค่าจริงไม่เกิน ½ LSB ซึ่งเป็นความคลาดเคลื่อนจากการควอนไทซ์ของมัน ทุกบิตที่เพิ่มทำให้ LSB ลดครึ่งหนึ่งและเพิ่มอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนจากการควอนไทซ์ในอุดมคติประมาณ 6 dB โดย SQNR = 6.02·N + 1.76 dB สำหรับไซน์เต็มสเกล เพื่อให้ได้ความละเอียด r ตลอดช่วงหนึ่ง ให้เลือก N ที่น้อยที่สุดที่ 2ᴺ ≥ ช่วง/r

ขนาดขั้น

1 LSB = 5/28 = 19.53 mV

รหัส

Vin/LSB = 2125/19.53 = 108.8
รหัส = ⌊108.8⌋ = 108

คำตอบ

D = 108

ในเลขฐานสองคือ 01101100

การฝึกทำงานอย่างไร

  • “ฝึกรายวิชานี้” ผสมโจทย์จากทุกหัวข้อของวิชา เหมือนข้อสอบจริง
  • โจทย์ทุกข้อใช้ค่าใหม่ คุณจึงเรียนรู้วิธีทำ ไม่ใช่จำคำตอบ
  • ติดขัดใช่ไหม เปิดคำใบ้เล็ก ๆ ก่อน และเปิดคำอธิบายฉบับเต็มเมื่อจำเป็นเท่านั้น
  • ข้อสอบจำลองจับเวลาและไม่มีคำใบ้ และคุณจะได้คะแนนและการทบทวนฉบับเต็มเมื่อจบ

เครื่องคำนวณสำหรับรายวิชานี้

รายวิชาที่เกี่ยวข้อง

ฝึกรายวิชานี้ฟรีฝึกรายวิชานี้ทำข้อสอบจำลองโจทย์ฟรีวันละ 5 ข้อ ไม่ต้องใช้บัตร