本書共8章,第1章主要介紹測量系統(tǒng)的構(gòu)成和特性;第2章介紹誤差理論;第3章介紹常用的傳感器和差動電橋;第4章介紹集成運(yùn)放和調(diào)理電路;第5章介紹了互感器、指針式電工儀表原理以及常見的絕緣預(yù)防性試驗;第6章則介紹了現(xiàn)代數(shù)字化電氣測量系統(tǒng)及其常用的算法;第7章介紹了Labview在電氣測量中應(yīng)用;第8章介紹了電氣測量中典型的干擾源及其抗干擾對策。
電氣測量貫穿于電力生產(chǎn)和消費(fèi)的每一個環(huán)節(jié),如發(fā)電廠的有功調(diào)節(jié)、無功調(diào)節(jié),電力系統(tǒng)的繼電保護(hù),電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測,用戶端電費(fèi)計量和電能質(zhì)量的監(jiān)測等,所有這些都離不開準(zhǔn)確可靠的電氣測量技術(shù)。電氣測量技術(shù)是電氣工程與自動化專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字化技術(shù)的廣泛應(yīng)用,電氣測量儀器已日益電子化和數(shù)字化。
在工程實踐中,電氣測量技術(shù)與電子技術(shù)日益交叉和融合,所以上海交通大學(xué)將電氣與電子測量技術(shù)列入電氣工程與自動化本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,2015年該課程被列入上海市重點課程,2017年被評為上海市精品課程。該課程的配套教材《電氣與電子測量技術(shù)》(第1版)于2011年由電子工業(yè)出版社出版發(fā)行。2011年以來,電力工業(yè)的發(fā)展和智能電網(wǎng)的建設(shè)取得了重要進(jìn)展,很多舊的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程被廢止,誕生了一批新的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程。例如,《通用計量術(shù)語及定義》JJF 10011998版被JJF
10012011版取代,《測量不確定度的評定與表示》JJ
10591999版被JJ 1059.12012版取代,《電流互感器和電壓互感器選擇及計算規(guī)程》已經(jīng)更新到DL/T 8662015版。為了適應(yīng)新的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)程,第1版教材中的相關(guān)內(nèi)容迫切需要進(jìn)行調(diào)整。
在本書的編寫過程中,我們參閱了相關(guān)文獻(xiàn),對書中的內(nèi)容做了科學(xué)合理的規(guī)劃,在內(nèi)容安排上有以下特點:
(1)本書以現(xiàn)代數(shù)字化電氣測量系統(tǒng)的構(gòu)成為主線,內(nèi)容上涵蓋了傳感器、調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電氣測量常用算法。同時,也詳細(xì)介紹了反映測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性的技術(shù)指標(biāo)。
(2)第4章的編寫中,摒棄簡單重復(fù)模電課程的普遍現(xiàn)象,從實際的集成運(yùn)算放大產(chǎn)品出發(fā),用輸入失調(diào)、CMRR、差模輸入電阻、開環(huán)放大倍數(shù)、帶寬、電壓擺率、輸入輸出電壓范圍、共模阻塞電壓等重要技術(shù)指標(biāo),來引導(dǎo)讀者正確理解實際的集成運(yùn)放產(chǎn)品究竟有多么不理想,讓讀者真正掌握從測量的實際出發(fā),正確合理地選擇和使用集成運(yùn)放。
(3)第8章詳細(xì)闡述了電氣測量中的抗干擾技術(shù),并從干擾源、耦合途徑、受擾對象、干擾的性質(zhì)等諸多方面歸納總結(jié)了電氣測量中的兩種最典型的干擾模型,并提出了極富針對性的抗干擾對策。
(4)在本次修訂中,按照《測量不確定度的評定與表示》(JJ 1059.12012)推薦的方法來評估測量結(jié)果的不確定度。測量結(jié)果不確定度不僅包括多次測量所引入的A類不確定度分量,還包含由儀表誤差所引入的B類不確定度分量,兩者形成了合成不確定度。
(5)在本次修訂中,增加了保護(hù)用互感器方面的內(nèi)容。電網(wǎng)在暫態(tài)過程中產(chǎn)生的過電壓和短路電流,它們分別會給電磁式電壓互感器和電磁式電流互感器帶來過高的勵磁;本書還介紹了非正弦穩(wěn)態(tài)的暫態(tài)過勵問題。所有這些過勵磁疊加電磁式互感器的非線性勵磁特性,會導(dǎo)致電流互感器二次電流的畸變和電壓互感器的鐵磁諧振等問題。
本書由上海交通大學(xué)電氣與電子測量課程組教師共同完成。在再版編寫過程中,獲得了美國Analog Device公司大學(xué)計劃的大力支持,本教材配套的實驗也已被列入教育部產(chǎn)學(xué)協(xié)同協(xié)作共建項目。
羅利文,男,博士,上海交通大學(xué)電氣工程系副教授,研究領(lǐng)域包括電氣測量技術(shù)、光伏發(fā)電及并網(wǎng)技術(shù)、智能電網(wǎng)。