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预备知识
学习该课程需要具备以下知识:
电路理论;
模拟电子技术;
数字电子技术;
电磁场理论;
电气工程基础。
学习资料
书名 |
作者 |
出版时间 |
ISBN |
出版社 |
《电气与电子测量技术(第2版)》 |
罗利文、盛戈皞、李喆、张君 |
2018年8月 |
9787121325182 |
电子工业出版社 |
《现代电能质量测量技术》 |
何学农 |
2014年11月 |
9787512366916/01 |
电力工业出版社 |
表格内容参考资料 |
授课总目标
通过该课程的学习,理解测量的内涵、测量方法的多样性,掌握测量系统的基本构成和特性以及测量不确定度的评估方法;熟悉典型的电气测量传感器、互感器、调理电路和数据转换器件的原理和特征,针对稳态电气测量和暂态电气测量的不同要求,能设计测量系统的解决方案,并能基于Labview平台实现对电压、电流、有功和无功的测量,通过对测量数据的分析得到反映电能质量的指标,在实验过程中积累和锻炼理论联系实际的专业素质,以及综合分析问题、解决问题的能力。
授课分目标
第一周,准确理解测量的内涵和测量方法的多样性;掌握现代测量系统的构成;准确理解描述测量系统或测量仪器的主要技术指标;熟悉一阶测量系统和二阶测量系统的特性。
第二周,准确使用误差术语去描述测量的误差和仪表的误差;理解系统误差、随机误差和粗大误差的性质;掌握按GUM指南推荐的方法对评定测不确定度进行全面评估。
第三周,掌握常用传感器的工作原理和主要特性;能够针对电气测量的目标正确选择测量传感器。
第四周,理解测量系统中调理电路的功能;深入理解集成运放的结构和特点;熟悉常用的高性能能集成运放的种类及其关键技术指标;掌握集成仪表运算放大器AD620系列的结构特点,并能熟练运用于调理电路的设计。
第五周,理解电磁式电压互感器、电磁式电流互感器、电子式电流互感器技术。
第六周,掌握ADC的构成和工作原理;理解实际ADC器件中的孔径抖动和时钟抖动;能够计算ADC器件的实际有效转换位数ENOB,并应用于数字化电气测量系统的设计;熟悉ADI的ADE系列数字化电能计量芯片的构成与工作原理。
第七周,掌握虚拟仪器的的构成和特点。
第八周,深入理解两类典型电气干扰的四要素:干扰源、耦合途径、受扰对象和干扰性质针对电气测量中的干扰问题,能够准确分析出形成干扰的四个要素;有针对性底地设计抗干扰对策;理解共模干扰的形成机理和抗干扰对策。
第九周,通过团队合作,解决复杂的电气测量问题;利用Labview设计虚拟仪器进行数字化电气测量;掌握运用ADE9000进行数字化电能计量的方法;掌握主要电能质量指标的分析方法;理解谐波电流与非线性负载的关系;掌握利用不同仪器测量绝缘介质绝缘性能的方法。
开课次数 |
开课时间 |
学时安排 |
授课教师 |
参与人数 |
---|---|---|---|---|
第1次开课 |
2018年11月16日~2019年1月10日 |
4学时每周 |
罗利文、盛戈皞、李喆、徐青菁、徐珍 |
2484 |
第2次开课 |
2019年4月20日~2019年7月23日 |
4学时每周 |
罗利文、严正、盛戈皞、李喆、徐青菁、徐珍 |
6901 |
第3次开课 |
2020年4月19日~2020年7月25日 |
3~5小时每周 |
罗利文、严正、盛戈皞、李喆、徐青菁、徐珍、张君 |
3698人 |
第4次开课 |
20201年4月18日~2021年7月11日 |
4小时每周 |
罗利文、盛戈皞、李喆、徐青菁、徐珍、张君 |
待定 |
表格内容参考资料 |
电子测量技术与仪器专业目前还不错,这方面的人才需求量越来越大。电测仪器随着电子技术的发展而发展,学好了很容易出成果。 电子测量技术与仪器专业以电工电子技术、单片机应用技术、传感器检测技术、电子仪...
好像没有专门的书籍 只能细微的介绍全站仪整平等步骤 具体放样的细节没的 因为不同型号的全站仪操作都不一样的 网上等书籍只能提供全站仪整平等步骤
电气工程 :主两个方向,强电和弱电 。强电就是电厂之类的,高压 ;弱电就是电子类的类似于电子科学,搞电子的。电气工程是现代科技领域中的核心学科和关键学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了...
第一课时 测量及测量系统 |
5.1 模数转换器基础 |
1.1 课程导论——测量的内涵 |
5.2 模数转换器进阶 |
1.2 测量系统的构成及其特性 |
5.3 高性能数字化电能计量芯片ADE9000系列 |
第二课时 误差和测量不确定度 |
5.4 数字化电气测量系统的计算举例 |
2.1 误差理论基础 |
第六课时 数字化电气测量技术 |
2.2 随机误差和粗大误差 |
6.1 模数转换器基础 |
2.3 测量不确定度及其评定方法 |
6.2 模数转换器进阶 |
2.4 测量不确定度的扩展与合成 |
6.3 高性能数字化电能计量芯片ADE9000系列 |
第三课时 常用传感器 |
6.4 数字化电气测量系统的计算举例 |
3.1 传感器概述 |
6.5 数字锁相环与电网电压频率和相位的测量 |
3.2 金属热电阻温度传感器 |
第七课时 虚拟仪器 |
3.3 热敏电阻温度传感器 |
7.1 虚拟仪器简介 |
3.4 热电偶温度传感器 |
第八课时 电气测量中的抗干扰技术 |
3.5 霍尔传感器 |
8.1 分布电容耦合的干扰及其对策 |
3.6 压电传感器 |
8.2 空间互感耦合的干扰及其对策 |
3.7 光电传感器 |
8.3 共模干扰的形成及其对策 |
3.8 电容式传感器 |
第九课时 基于ADE9000的数字化电气测量实验 |
3.9 电感式传感器 |
实验第1讲 数字化电气测量实验预备知识 |
3.10 测量电桥 |
实验第2讲 实验1-利用Labview测量交流电压和交流电流 |
第四课时 调理电路与集成运放进阶课程 |
实验第3讲 实验2-非线性负载的电流测量和分析 |
4.1 集成运放进阶1——集成运放的结构特点 |
实验第4讲 实验3-交流电压和交流电流的谐波分析 |
4.2 集成运放进阶2——高性能集成运算放大器 |
实验第5讲 实验4-三相不平衡度的测量 |
4.3 集成运放进阶3——集成仪表运算放大器AD620系列 |
实验第6讲 实验5-绝缘电阻的测量 |
第五课时 电压互感器和电流互感器 |
实验第7讲 实验6-介质损耗因数的测量 |
(注:课程大纲排版从左到右列)
第1章 测量及测量系统基础
1.1 测量及测量方法
1.2 现代数字化测量系统的基本组成
1.3 测量系统的静态特性
1.4 测量系统的动态特性
1.4.1 一阶系统
1.4.2 二阶系统
1.4.3 动态性能指标
1.5 测量系统的主要技术指标
习题
第2章 误差的基本理论
2.1 测量误差的基本概念
2.1.1 测量误差的几个名词术语
2.1.2 测量误差的主要来源
2.2 表达误差的几种形式
2.2.1 绝对误差
2.2.2 相对误差
2.2.3 引用误差
2.3 误差的性质及分类
2.3.1 系统误差
2.3.2 随机误差
2.3.3 粗大误差
2.3.4 三类误差的关系及其对测得值的影响
2.4 有效数字
2.5 系统误差的校正
2.5.1 系统误差产生的原因
2.5.2 系统误差的分类和特征
2.6 随机误差的统计学处理
2.7 粗大误差的剔出
2.8 误差的合成
2.9 数据的一元线性回归分析
2.9.1 常用的线性拟合法
2.9.2 相关系数及其显著性检验
2.9.3 经验公式的回归精度
2.10 测量结果的表达形式
习题
第3章 常用传感器及其调理电路
3.1 传感器概述
3.1.1 传感器的定义
3.1.2 传感器的一般结构
3.1.3 变送器
3.1.4 传感器的分类
3.2 金属温度传感器
3.2.1 工作原理
3.2.2 金属热电阻
3.2.3 热电阻技术参数
3.2.4 测量电路
3.3 热电偶
3.3.1 工作原理
3.3.2 热电偶定理
3.3.3 热电偶技术参数
3.3.4 热电偶的冷端温度补偿
3.3.5 热电偶的测温电路
3.4 热 敏 电 阻
3.4.1 工作原理
3.4.2 热敏电阻的基本特性
3.4.3 热敏电阻应用特点
3.5 霍尔传感器
3.5.1 工作原理
3.5.2 霍尔元器件及其应用
3.5.3 霍尔电流传感器
3.6 磁敏式传感器
3.6.1 工作原理
3.6.2 磁阻元器件的主要特性
3.6.3 磁敏电阻的应用
3.7 电场测量探头
3.8 电涡流传感器
3.8.1 工作原理
3.8.2 电涡流传感器的基本特性
3.8.3 电涡流传感器的调理电路
3.8.4 电涡流传感器的应用
3.9 压电传感器
3.9.1 工作原理
3.9.2 压电传感器的等效电路和调理电路
3.9.3 压电传感器的应用举例
3.10 光电传感器
3.10.1 光电效应及其元器件
3.10.2 光电传感器的应用
3.10.3 光电传感器测量转速
3.11 电容式传感器
3.11.1 工作原理及其分类
3.11.2 调理电路
3.11.3 电容传感器的应用
3.12 电感式传感器
3.12.1 工作原理及其分类
3.12.2 同步分离法测量复阻抗
3.13 差动传感器与测量电桥
3.13.1 差动测量系统
3.13.2 差动传感器
3.13.3 测量电桥
习题
第4章 测量系统中的调理电路
4.1 集成运算放大器
4.1.1 通用集成运算放大器和高性能集成运算放大器简介
4.1.2 通用集成运算放大器的使用
4.2 集成运算放大器的结构特点与主要技术参数
4.2.1 结构特点
4.2.2 集成运算放大器的主要技术参数
4.3 仪表放大器
4.3.1 仪表放大器的基本电路结构
4.3.2 集成仪表放大器
4.4 电气测量中的共模信号
4.5 集成差分放大器
4.6 隔离放大电路
4.7 集成乘法器及其应用
习题
第5章 电气测量技术
5.1 高电压的测量
5.1.1 电磁式电压互感器
5.1.2 电容式互感器
5.1.3 光学电压传感器
5.2 大电流的测量
5.2.1 电磁式电流互感器
5.2.2 罗哥夫斯基(Rogowski)线圈
5.2.3 光学电流传感器
5.3 交流电气量的测量
5.3.1 频率和周期的测量
5.3.2 相位的测量
5.3.3 指针式电工仪
5.3.4 功率的测量
5.4 电力设备绝缘参数的测量
5.4.1 绝缘电阻和吸收比的测量
5.4.2 介质损耗因数 的测量
5.5 接地阻抗的测量
5.5.1 测量接地阻抗的基本原理
5.5.2 接地阻抗的测量方法
5.5.3 接地阻抗测量注意事项
5.5.4 电力设备接地引下线导通试验
5.6 电力设备局部放电的测量
5.6.1 局部放电的机理分析
5.6.2 局部放电的主要参数
5.6.3 局部放电测量的基本回路及检测阻抗的选择
习题
第6章 数字化电气测量技术
6.1 数字化电气测量系统概述
6.1.1 数字化电气测量系统中的测量信号分类
6.1.2 数字化电气测量系统的结构
6.1.3 电气测量中常用的微处理器片上外设简介
6.2 A/D 转换器
6.2.1 名词术语
6.2.2. A/D 转换原理
6.2.3 常用ADC集成芯片及其与微处理器的接口设计
6.3 采样保持器AD781
6.4 并行数字I/O接口
6.4.1 MCU和DSP的并行数字I/O接口
6.4.2 +5V和+3.3V数字I/O接口的互连
6.5 数字电表
6.5.1 数字电表的基本功能
6.5.2 数字化电能计量基础
6.5.3 集成三相多功能数字电能计量芯片ADE7878
6.6 数字化测量常用算法
6.6.1 有效值的计算与数字积分
6.6.2 谐波分析和DFT变换
6.6.3 噪声抑制与数字滤波
习题
第7章 虚拟仪器及其开发语言
7.1 虚拟仪器
7.1.1 虚拟仪器的基本概念
7.1.2虚拟仪器的特点和优势
7.1.3 虚拟仪器的结构
7.2 虚拟仪器的开发语言--LABVIEW简介
7.2.1 LabVIEW的优势
7.2.2 LabVIEW的编辑界面
7.2.3 LabVIEW的应用实例
7.3 虚拟仪器的开发语言--LABWINDOWS/CVI
习题
第8章 电气测量中的抗干扰技术
8.1 电气测量中的干扰三要素
8.1.1 干扰源
8.1.2 干扰途径
8.1.3 受扰对象
8.2 电容耦合及其抗干扰对策
8.2.1 电场耦合或电容耦合
8.2.2 采用静电屏蔽层来隔离电场耦合的干扰
8.3 磁场耦合及其抗干扰对策
8.3.1 磁场耦合或互感耦合
8.3.2 防磁场(互感)耦合的措施
8.4 共阻抗耦合及抗干扰对策
8.4.1 冲击负载电流通过电源内阻抗影响测量仪器的供电质量
8.4.2 测量仪器内部不同电路环节间通过直流稳压电源内阻抗的耦合
8.5 共模干扰及其对策
8.5.1 共模信号及其对测量系统的干扰
8.5.2 共模干扰的抑制
8.6 测量系统输入级的接地与浮置
习题
参考文献
21世纪初的智能电网,在发电厂、变电站、配电站或用户端,都会用到数字化、智能化的电气测量技术。这是因为快速准确的测量是电气控制和继电保护的基础,它们关系到电力系统的安全和稳定运行。该课程内容如下:
1. 用国际同行的方法对测量数据进行不确定度的评定;
2. 用计量专业术语描述测量仪器;
3. 共模六边形为什么会限制放大电路的输出电压;
4. 新能源并网发电是如何持续跟踪电网电压的频率和相位的;
5. 透析电磁式互感器的稳态特性和暂态特性;
6. 定量计算抖动和输入信号频率对ADC实际有效转换位数的影响;
7. 电能计量AFE芯片的结构和原理;
8. 功率脉冲电压是如何对附近的电路形成共模性质的电流干扰;
9. 功率脉冲电流又是如何在附近的回路中感应出差模性质的感应电动势;
10. 采用电能计量芯片设计了数字化电气测量实验平台,并基于该平台开设了多个电能计量和电能质量分析实验。
通过该课程的学习,使学习者掌握测量系统的基本构成和特性以及测量不确定度的评估方法;熟悉电气测量传感器、互感器、调理电路和数据转换器件的原理和特征,针对稳态电气测量和暂态电气测量的不同要求,能设计测量系统的解决方案,并能基于Labview平台实现对电压、电流、有功和无功的测量,通过对测量数据的分析得到反映电能质量的指标,在实验过程中积累和锻炼理论联系实际的专业素质,以及综合分析问题、解决问题的能力。
该课程适合电气工程与自动化、仪器仪表、工业自动化、电子工程等相关专业的本科或大专、高职院校学生,以及相关领域的工程技术人员。
《电气与电子测量技术》共8章,第1章主要介绍测量系统的构成和特性;第2章介绍误差理论;第3章介绍常用的传感器和差动电桥;第4章介绍集成运放和调理电路;第5章介绍了互感器、指针式电工仪表原理以及常见的绝缘预防性试验;第6章则介绍了现代数字化电气测量系统及其常用的算法;第7章介绍了Labview在电气测量中应用;第8章介绍了电气测量中典型的干扰源及其抗干扰对策。
成绩构成
单元作业:20%
互动讨论:20%
期末考试:60%
认证证书
总成绩60分~84分可申请合格证书;
85分以上可申请优秀证书。
2017年,该课程入选上海市精品课程。
2019年,该课程被中华人民共和国教育部认定为“国家精品在线开放课程”。
2020年11月24日,该课程被中华人民共和国教育部认定为“首批国家级一流本科课程”。
罗利文,男,博士,上海交通大学副教授。
盛戈皞,男,上海交通大学电子信息与电气工程学院教授,博士生导师。
李喆,男,上海交通大学电气工程系副教授,上海交通大学科学技术发展研究院科技合作办公室主任。
徐青菁,女,上海交通大学电气工程实验教学中心教师。
徐真,上海交通大学电力学院电气工程及其自动化专业工程师。
张君,男,上海交通大学电气工程系讲师。
严正,男,上海交通大学教授。 2100433B
《电子测量技术》课程教学改革探讨
《电子测量技术》是高校电子信息工程类专业一门实践性、应用性很强的课程。本文针对传统《电子测量技术》课程教学实践环节长期存在着的弊端,从教育理念、教学内容等多个方面提出了改革思路,并分别进行了详细的阐述。实践证明,上述改革教学效果良好。
思维导图在电子测量技术教学中的应用
本文介绍了思维导图在该课程课前预习、教学设计及课后总结中的应用,通过课堂教学实践,该教学方法激发学生的学习兴趣,链接记忆所学知识,进而更好地掌握所学内容。