電氣測量貫穿於電力生產和消費的每一個環節,如發電廠的有功調節、無功調節,電力繫統的繼電保護,電力設備的狀態監測,用戶端電費計量和電能質量的監測等,所有這些都離不開準確可靠的電氣測量技術。“電氣測量技術”是電氣工程與自動化專業的一門專業核心課程。隨著電子技術的發展和數字化技術的廣泛應用,電氣測量儀器已日益電子化和數字化。
在工程實踐中,電氣測量技術與電子技術日益交叉和融合,所以上海交通大學將“電氣與電子測量技術”列入電氣工程與自動化本科專業的專業基礎課,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》(第1版)於2011年由電子工業出版社出版發行。2011年以來,電力工業的發展和智能電網的建設取得了重要進展,很多舊的標準和規程被廢止,誕生了一批新的標準和規程。例如,《通用計量術語及定義》JJF 1001—1998版被JJF 1001—2011版取代,《測量不確定度的評定與表示》JJ 1059—1999版被JJ 1059.1—2012版取代,《電流互感器和電壓互感器選擇及計算規程》已經更新到DL/T 866—2015版。為了適應新的國家標準和行業規程,第1版教材中的相關內容迫切需要進行調整。
在本書的編寫過程中,我們參閱了相關文獻,對書中的內容做了科學合理的規劃,在內容安排上有以下特點:
(1)本書以現代數字化電氣測量繫統的構成為主線,內容上涵蓋了傳感器、調理電路、數據采集繫統和電氣測量常用算法。同時,也詳細介紹了反映測量繫統的靜態特性和動態特性的技術指標。
(2)第4章的編寫中,摒棄簡單重復模電課程的普遍現像,從實際的集成運算放大產品出發,用輸入失調、CMRR、差模輸入電阻、開環放大倍數、帶寬、電壓擺率、輸入輸出電壓範圍、共模阻塞電壓等重要技術指標,來引導讀者正確理解實際的集成運放產品究竟有多麼“不理想”,讓讀者真正掌握從測量的實際出發,正確合理地選擇和使用集成運放。
(3)第8章詳細闡述了電氣測量中的抗干擾技術,並從干擾源、耦合途徑、受擾對像、干擾的性質等諸多方面歸納總結了電氣測量中的兩種最典型的干擾模型,並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 1059.1—2012)推薦的方法來評估測量結果的不確定度。測量結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,增加了保護用互感器方面的內容。電網在暫態過程中產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態的暫態過勵問題。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公司大學計劃的大力支持,本教材配套的實驗也已被列入教育部產學協同協作共建項目。