綜合性+實踐性+前沿性；在智能電網前提下，統籌介紹離線測試與在線測試；是推行和實施電網智能化的必備知識儲備；提供配套電子課件

本書在內容的編寫上，力求將傳統測量方法、工具與*新的電氣測試技術、儀器儀表相結合，同時結合了電氣測試領域課題研究的實際案例。本書共11章，主要內容包括緒論、電氣測試技術基礎、電氣測試繫統、傳感器技術、數字化測量技術、通信技術、數據分析中心軟件、電磁兼容試驗、電氣測試技術設計實例分析、電氣測試安全技術、電氣測試技術的新發展。本書還提供配套電子課件。 本書可作為電氣工程、自動化、測控技術與儀器等專業本科生的教材，也可作為相關學科研究生的參考用書，還可作為從事相關領域的科研工作者的工具用書。

黃新波，教授，西安工程大學副校長，電子信息學院院長。國家火炬計劃專家庫入庫專家，中國電工技術學會理事，陝西省軟件行業協會專職專家，陝西省工信廳重大科技項目組專家，陝西省圖形圖像學會常務理事，西安市科學技術協會委員，英國工程技術學會會員。2013年榮獲“陝西省第九屆青年科技獎”和“陝西省青年科技標兵”榮譽稱號；2011年入選教育部“新世紀優秀人纔支持計劃”，同時被評為“十一五”期間陝西省產學研先進工作者和“陝西省優秀共產黨員”；2010年榮獲“陝西省青年五四獎章”提名獎和中國“紡織之光”教師獎；2009年榮獲“香港桑麻基金會獎教金”。長期講授現代測控技術與繫統、電力繫統分析、智能電網與智能儀表、電氣設備在線監測與故障診斷等課程。

目 錄

第1章 緒論 1
1．1 電氣測試技術 1
1．2 電氣測試技術發展歷程 2
1．3 電氣測試關鍵技術 3
1．4 電氣測試技術應用與未來發展 5
思考題 5
第2章 電氣測試技術基礎 6
2．1 電氣測量基本概念 6
2．2 電氣測試常用電工儀表 6
2．2．1 電工儀表分類 6
2．2．2 電工儀表基本功能 7
2．2．3 電工儀表基本性能 8
2．3 電氣測量方法 10
2．4 測量誤差分析與處理 11
2．4．1 誤差的研究目的 11
2．4．2 誤差的概念 11
2．4．3 誤差的表示方法 11
2．4．4 誤差的來源 12
2．4．5 誤差的性質 13
2．4．6 疏失誤差及其判斷準則 14
2．4．7 測量誤差的處理 17
2．4．8 誤差的合成與分配 19
2．4．9 最佳測量條件與方案的確定 21
2．5 本章小結 22
習題 22
習題答案 23
參考文獻 25
第3章 電氣測試繫統 27
3．1 電氣測試繫統的組成 27
3．2 電氣測試的基本結構 29
3．2．1 直接變換型結構 29
3．2．2 平衡變換型結構 30
3．2．3 差動變換型結構 30
3．3 電氣測試輸入-輸出特性 31
3．3．1 靜態特性 31
3．3．2 動態特性 34
3．4 電氣測試工具 38
3．4．1 萬用表 38
3．4．2 兆歐表 39
3．4．3 電流測試儀表 40
3．4．4 電壓測試儀表 41
3．4．5 通用電子示波器 42
3．4．6 智能化數字存儲示波器 43
3．4．7 頻譜分析儀 44
3．4．8 邏輯分析儀 45
3．5 本章小結 46
習題 46
習題答案 46
參考文獻 48
第4章 傳感器技術 50
4．1 傳感器概述 50
4．1．1 傳感器的定義 50
4．1．2 傳感器的組成 50
4．1．3 傳感器的分類 50
4．1．4 傳感器的性能要求 51
4．1．5 傳感器的應用 52
4．2 電阻應變片式傳感器 52
4．2．1 電阻應變片式傳感器原理及特性 52
4．2．2 電阻應變片式傳感器的分類 55
4．2．3 電阻應變片式傳感器的測量及應用 55
4．3 電感式傳感器 60
4．3．1 自感式傳感器 60
4．3．2 差動變壓器式傳感器 63
4．3．3 渦流式傳感器 66
4．4 電容式傳感器 68
4．4．1 電容式傳感器的原理及特性 68
4．4．2 電容式傳感器的分類 69
4．4．3 電容式傳感器的測量及應用 70
4．5 熱電偶傳感器 72
4．5．1 熱電偶傳感器的原理及特性 72
4．5．2 熱電偶傳感器的分類 72
4．5．3 熱電偶傳感器的測量及應用 73
4．6 熱電阻傳感器 75
4．6．1 熱電阻傳感器的原理及特性 75
4．6．2 熱電阻傳感器的分類 75
4．6．3 熱電阻傳感器的測量及應用 76
4．7 光電式傳感器 78
4．7．1 光電式傳感器的原理及特性 78
4．7．2 光電式傳感器的分類 79
4．7．3 光電式傳感器的應用 81
4．8 紅外線傳感器 82
4．8．1 紅外線傳感器的原理及特性 82
4．8．2 紅外線傳感器的分類 82
4．8．3 紅外線傳感器的應用 83
4．9 光纖傳感器 84
4．9．1 光纖傳感器的原理及特性 84
4．9．2 光纖傳感器的分類 85
4．9．3 光纖傳感器的應用 86
4．10 壓電式傳感器 87
4．10．1 壓電式傳感器的原理及特性 88
4．10．2 壓電式傳感器的分類 89
4．10．3 壓電式傳感器的測量及應用 90
4．11 霍爾傳感器 93
4．11．1 霍爾傳感器的原理及特性 93
4．11．2 霍爾傳感器的分類 94
4．11．3 霍爾傳感器的測量及應用 95
4．12 其他傳感器 96
4．12．1 煙霧傳感器 96
4．12．2 日照強度傳感器 97
4．12．3 半導體式傳感器 98
4．12．4 雷達傳感器 99
4．13 傳感器的智能化與發展 100
4．13．1 智能傳感器的原理及特性 100
4．13．2 智能傳感器的實現 101
4．13．3 智能傳感器的應用與發展 103
習題 104
習題答案 107
參考文獻 114
第5章 數字化測量技術 115
5．1 概述 115
5．2 濾波器 115
5．2．1 濾波器的主要指標 116
5．2．2 濾波器的類型 117
5．3 模擬信號放大器 121
5．3．1 運算放大器的主要指標 122
5．3．2 儀用放大器 122
5．3．3 差動放大器 123
5．3．4 高輸入阻抗放大器 125
5．3．5 程控增益放大器 125
5．3．6 隔離放大器 127
5．3．7 精密放大器 128
5．4 集成模擬多路開關 129
5．4．1 模擬開關的主要指標 129
5．4．2 增強型MOSFET開關電路 130
5．4．3 集成模擬開關 130
5．4．4 模擬多路開關電路 132
5．5 A/D轉換器 132
5．5．1 A/D轉換器的基礎理論 132
5．5．2 A/D轉換器的主要指標 133
5．5．3 集成A/D轉換器及其應用 133
5．6 微控制器 134
5．6．1 單片機 134
5．6．2 DSP 134
5．6．3 ARM 135
5．6．4 FPGA 135
5．7 D/A轉換器 135
5．7．1 D/A轉換的原理 135
5．7．2 D/A轉換器的主要指標 136
5．7．3 集成D/A轉換器及其應用 137
5．8 人機交互設計 138
5．8．1 鍵盤接口技術 138
5．8．2 LED顯示技術 138
5．8．3 LCD顯示技術 139
5．8．4 數據通信技術 140
5．9 抗干擾設計 140
5．9．1 電磁干擾 140
5．9．2 干擾的抑制 141
5．9．3 電源干擾的抑制 144
5．10 數據預處理 145
5．10．1 數字濾波方法 145
5．10．2 消除奇異項 147
5．10．3 消除趨勢項 148
5．10．4 數據的平滑處理 149
5．10．5 標度變換算法 150
5．10．6 越限報警處理 152
5．11 本章小結 154
習題 154
習題答案 155
參考文獻 157
第6章 通信技術 158
6．1 概述 158
6．2 通信方式 158
6．2．1 有線通信方式 158
6．2．2 無線通信方式 161
6．3 通信協議 163
6．3．1 總線協議 163
6．3．2 以太網協議 164
6．4 通信功能設計實例 167
6．4．1 箱式變電站在線監測繫統 167
6．4．2 箱式變電站通信方式 168
6．4．3 箱式變電站通信協議 171
6．5 本章小結 173
習題 173
習題答案 174
參考文獻 175
第7章 數據分析中心軟件 177
7．1 專家軟件的作用 177
7．2 軟件開發基礎 178
7．2．1 面向對像的設計 178
7．2．2 可選編程語言 179
7．2．3 數據庫管理 179
7．3 數據分析基礎 180
7．3．1 數據預處理 180
7．3．2 故障診斷算法 186
7．4 智能變電設備在線監測實例 193
7．4．1 繫統介紹 193
7．4．2 軟件設計 193
7．4．3 軟件實現 203
7．5 本章小結 207
思考題 207
習題 208
習題答案 208
參考文獻 209
第8章 電磁兼容試驗 213
8．1 EMC試驗技術發展 213
8．2 EMC試驗項目 214
8．2．1 靜電放電抗擾度試驗 216
8．2．2 電快速瞬變脈衝群抗擾度試驗 218
8．2．3 浪湧抗擾度試驗 220
8．2．4 射頻輻射抗擾度試驗 223
8．2．5 工頻磁場抗擾度試驗 224
8．2．6 脈衝磁場抗擾度試驗 227
8．2．7 阻尼振蕩磁場抗擾度試驗 228
8．3 本章小結 230
思考題 230
習題 230
習題答案 231
參考文獻 231
第9章 電氣測試技術設計實例分析 233
9．1 概述 233
9．2 主要電氣設備的測試技術 233
9．2．1 發電機主要參數的電氣測試 233
9．2．2 輸電線路主要參數的電氣測試 234
9．2．3 變壓器主要參數的電氣測試 235
9．2．4 斷路器主要參數的電氣測試 236
9．2．5 其他電氣設備一些參數的電氣測試 237
9．3 實例分析 238
9．3．1 斷路器機械特性在線監測裝置設計實例 238
9．3．2 絕緣電阻測試儀設計實例 252
9．4 本章小結 261
思考題 261
習題 262
習題答案 262
參考文獻 263
第10章 電氣測試安全技術 264
10．1 電氣測試事故 264
10．1．1 電氣事故的特點 264
10．1．2 電氣測試不當對人的影響 264
10．1．3 電氣測試不當對設備的影響 266
10．2 電氣測試安全措施 266
10．2．1 電氣安全測試標準 266
10．2．2 被測電氣設備的安全措施 268
10．2．3 電氣測試常用的安全措施 270
10．3 電氣測試人員的安全要求 273
10．4 本章小結 274
思考題 274
習題 275
習題答案 275
參考文獻 275
第11章 電氣測試技術的新發展 277
11．1 概述 277
11．2 動態誤差修正技術 278
11．3 傳感器自評估技術 279
11．4 多傳感器數據融合技術 281
11．4．1 數據融合技術的概念 281
11．4．2 數據融合在廠用變電站智能輔助繫統管控平臺中的應用實例 282
11．5 虛擬測試技術 283
11．6 物聯網技術 285
11．7 智能雲技術 287
11．8 大數據 289
11．9 本章小結 292
思考題 292
習題 292
習題答案 292
參考文獻 293
附錄A 測試儀表設計工具表 295
附錄B 軟件開發工具表 296
附錄C 分度表 297
C．1 鉑電阻分度表 297
C．2 銅電阻分度表 297
C．3 銅―康銅熱電偶分度表 298
C．4 鉑銠10―鉑熱電偶分度表 298
C．5 鎳鉻―鎳硅熱電偶分度表 299
C．6 鎳鉻―銅鎳熱電偶分度表 299
附錄D 電氣測試技術常用符號表 300
附錄E 電氣測試技術英文簡稱彙總表 302

前 言

隨著國家智能制造、互聯網+等現代科技行業的發展，新型傳感器、儀器儀表、通信方法和測試手段也隨之不斷更新與發展。為適應這種變化和現實需要，本書在內容的編寫上，力求將傳統測量方法、工具與最新的電氣測試技術、儀器儀表相結合，既重視電氣測試技術基本內容的闡述，又突出與電氣領域相結合的特色。同時，本書內容結合了作者在電氣測試領域課題研究的實際案例，使學生在掌握電氣測試的基本方法和技術的基礎上，進一步掌握其在工程中的實際應用。重視技術的工程應用並以案例教學的形式體現是本書的一大亮點，也是作者探索如何撰寫適用於“創新創業”教育教材的一種手段。

全書共分11章：第1章介紹了電氣測試技術的意義、測試對像及未來發展方向；第2章介紹了電氣測試中常用電工儀表的分類及測量誤差處理方法；第3章介紹了電氣測試繫統的組成及經典測試工具；第4章介紹了電氣測試中常用傳感器的原理、分類、應用及發展趨勢；第5章介紹了電氣測試中信號處理、數字化轉換、抗干擾技術及數據預處理方法；第6章介紹了電氣測試繫統中使用的通信方式、通信協議及智能變電站中的通信案例；第7章介紹了電氣測試繫統中常用的專家軟件、故障診斷算法及智能變電站中的故障診斷案例；第8章介紹了電氣測試繫統電磁兼容（EMC）的相關實驗項目；第9章介紹了電氣測試中主要電氣設備的測試技術，並給出設計實例；第10章介紹了常見的電氣測試事故及安全措施；第11章結合動態誤差修正、傳感器自評估、多傳感器數據融合、虛擬測試、物聯網、智能雲、大數據等技術，介紹了電氣測試技術的新發展。

本書可作為電氣工程、自動化、測控技術與儀器等專業本科生的教材，也可作為相關學科研究生的參考用書，還可作為從事相關領域的科研工作者的工具用書。

本書提供配套電子課件，請登錄華信教育資源網（http://www.hxedu.com.cn）注冊下載，也可聯繫編輯（010-88254113，wangxq@phei.com.cn）索取。

本書由黃新波教授擔任主編、盧健博士擔任副主編，參與編寫工作的還有朱永燦、趙隆等教師，同時還有李文君子、張瑜、陳麗、王岩妹、廖明進、趙偉強、郭劍鋒、劉斌、吳孟魁、肖傑、薛卜瑋、張斌、朱海濤、張周熊、石傑、鄧凸、姬林垚、喬衛中、陳子良、鄭心心、李弘博、魏雪倩、王海東、張傑、司偉傑、劉新慧、張慧瑩等碩士研究生參與了本書的資料收集、整理和校對工作。

感謝本書參考文獻的相關作者，感謝為本書編寫提供技術資料的個人和單位。

本書的出版得到陝西省重點科技創新團隊計劃（2014KCT-16）、陝西省科學技術研究發展計劃項目（2014XT-07）、國家科技型中小企業技術創新基金（13C26216105825）等課題的資助及陝西省“電氣工程及其自動化”專業綜合改革試點（陝教高〔2014〕15號）的大力支持，在此表示衷心感謝。

電氣測試技術是一個迅速發展的多學科交叉技術領域，受作者學識水平所限，書中疏漏欠妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。作者聯繫方式：hxb1998@163.com.

作 者