考題多為(電路原理代數計算題)以及(儀表結構與功能說明題):
●交流電橋平衡計算題(申論必考大題,分值達 20~25 分):
○案例:一個交流電橋之四個臂阻抗依序為:\(Z_{1}\) 臂為未知電感 \(L_{x}\) 串聯電阻 \(R_{x}\);\(Z_{2}\) 臂為純電阻 \(R_2 = 10\text{k}\Omega\);\(Z_{3}\) 臂為標準電容 \(C_3 = 0.1\mu\text{F}\) 並聯電阻 \(R_3 = 100\text{k}\Omega\);\(Z_{4}\) 臂為純電阻 \(R_4 = 2\text{k}\Omega\)。當訊號頻率為 \(1\text{kHz}\) 且電橋達到平衡時:
1. 試寫出此電橋的名稱(海氏電橋)。
2. 試推導出未知元件 \(R_{x}\) 與 \(L_{x}\) 的通式。
3. 試計算 \(R_{x}\) 與 \(L_{x}\) 的實際數值,並求出該電感的品質因數(Q 值)。
●雙斜率數位電壓表(DVM)計算題:
○案例:某雙斜率積分式 DVM,其積分電容充電時間固定為 \(100\text{ms}\),時脈頻率為 \(100\text{kHz}\)。當輸入未知直流電壓 \(V_{x}\) 時,計數器在充電階段計數到 \(N_1 = 10000\)。若參考電壓 \(V_{ref} = 5\text{V}\),且放電階段計數器計數到 \(N_2 = 6000\) 後積分器輸出歸零,試求:(1) 未知電壓 \(V_{x}\) 之值?(2) 放電階段所歷經的時間為何?
●示波器李沙育圖形與波形分析題:
○案例:將兩個正弦波訊號分別輸入示波器的通道一(垂直)與通道二(水平),在 \(X-Y\) 模式下螢幕呈現一個橢圓圖形。若該橢圓與 \(Y\) 軸的截距為 2 格,垂直方向的最大振幅為 4 格,試求這兩個訊號之間的相位差角 \(\theta \)。
●量測誤差與不確定度分析題:
○案例:使用三個電阻串聯,其阻值與製造商標稱誤差分別為 \(R_1 = 100\Omega \pm 1\%\)、\(R_2 = 200\Omega \pm 2\%\)、\(R_3 = 500\Omega \pm 5\%\)。試計算此串聯電路之總電阻值,以及可能產生的最大保證誤差百分比與最可能誤差(質樸標準差)百分比。