电气与电子测量技术——1测量基本概念.ppt
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15
智能变压器
电压、电流 局部放电 电压、电流 顶层油温
S5 S6 S1
S7
S9 S10 S2 S11
气体继电器
C S12 S13 OLTC S3 S4
油中溶解气体 油中水分
系统网络
底层油温
智能 组件
S8
S14
铁芯接地电流 局部放电 有载调压 冷却系统
注： 1. S1、S2顶层油温，S3、S4底层油温 2. S5、S6、S9、S10电压、电流 3. S7、S8局部放电 4. S11气体继电器 5. S12油中溶解气体
其他：传感器和电气测量的相关书籍
2
课程目标
通过本课程的学习，了解电气和电子测
量技术的基本概念、测量系统的构成和分析
方法，掌握常用测量系统的工作原理及动静
态特性，学会根据实际要求选用传感器和调
理电路，掌握建立电气测量系统的原则与方 法，并对电气测量技术的发展趋势有所了解。
3
课程主要内容（7个部分）
英呎——feet
1 米（1790年，法国政府规定：通过巴黎地球子午线长度的4千万分子1） （1983年，国际计量大会：光在真空中1s时间内传播距离的1/299792485）
27
单位制
由基本单位与导出单位共同组成的一个完整 的单位体系。 基本量与基本单位：少数相互独立的并可通 过其组合定义其他所有物理量被称为“基本 量”。这些量的单位被称为“基本单位”。
以电子管，晶体管为基础
采用了电子测量技术测量模 拟信号
19
测量仪器的发展历程
第三代 数字式仪表 （上世纪70年代）
将模拟信号转化为数字信号， 以数字形式输出与显示出结果 一般采用中规模的集成电路
20
测量仪器的发展历程
第四代 智能仪器 （上世纪80年代）
内部有微处理器，可以进行自动测 量和数据处理。
汽车
普通轿车：约安装几十到近百只测量传感器. 豪华轿车：测量传感器数量可多达二百余只.
11
测量在工农业生产中的应用
农业生产中，需要丈量土地、衡量谷 物，就产生了长度、面积、容积和重 量的测量；
中国：秦始皇，商鞅变法，统一度量衡
现代化的工业生产中处处需要测量
一架飞机中： 3000个测量传感器； 一个大型石油化工厂：6000个测量传感器； 一个大型钢铁厂： 20000个测量传感器。
22
第一章 测量的基础知识
23
第一章 测量基础知识
测量的基本概念 测量方法 现代测量系统的组成 静态特性 动态特性
24
测量的基本概念
25
测量概念和定义
测量：人们借助专门的设备，将被测量量和同类标准量进 行比较，得到测量结果的一个过程。
26
单位
有明确定义和名称并命其数值为1的固定量； 单位量值大小是约定或法定的
欧洲和美国均提出各自发展智 能电网的目标和路线图 国家电网公司和南方电网公司 均提出了全面建设智能电网的 发展规划
14
wenku.baidu.com
智能电网目标
IBM： 利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状 况进行实时监控，把获得的数据通过网络系统进行收集、整 合，通过对数据的分析、挖掘，达到对电网运行的优化管理 埃森哲： 利用传感、嵌入式处理器、数字通信等技术，使电网可观测 （监测电网所有元件的状态)、可控制（控制电网所有元件的 状态）、自动化（可自适应并实现自愈） 我国国家电网公司 以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电 网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、 计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。
6. 7. 8. 9.
S13油中水分 S14铁芯接地电流 C冷却系统 OLTC有载调压系统
16
测量仪器的发展
17
测量仪器的发展历程
测量仪器发展至今．大致可分为五个阶段。
第一代 模拟指针式仪表 （上世纪50年代以前）
基于电磁机械式机构， 测量结果是依靠指针显示
18
测量仪器的发展历程
第二代 分立电子仪器 （上世纪5、60年代）
一 测量基础知识（第1章） 二 误差基本理论（第2章） 三 常用的传感器（第3章）
四 测量系统中的调理电路（第4章）
五 电气测量技术(第5章)
六 干扰与抑制 (第8章）
七 试验（虚拟仪器，传感器实验等） (第7章）
4
课程基本情况
课时： 共34学时 课堂授课 28学时 试验 考核成绩： 6学时
平时 10％（作业，课堂提问，考勤）
电气与电子测量技术
盛戈皞 Email：shenghe@sjtu.edu.cn 办公室： 电信群楼1号楼237室
教材和参考书目
1 电气与电子测量技术
自编教材
电子工业出版社
2现代测试技术与系统设计 申忠如 西安交大出版社
3 电气测试技术 第3版 林德杰 机械工业出版社
4 现代检测技术与测试系统设计 刘君华 西安交大出版社 5 电气测量 陈立周 机械工业出版社
实验 20％ (3次实验)
考试 70％
习题、试验内容：
ftp://202.120.36.175：3000/电气与电子测量技术 用户名，密码：cljs
5
绪论
6
绪论
测量地位和作用
测量仪器发展历程
7
测量的地位和作用
8
测量在科学研究中作用
门捷列夫 (1834-1907)
科学始于测量,没有测 量，便没有精密的科学。
9
测量在科学研究中作用
钱学森(1911-2009 ) 信息技术包括测量技 术、计算机技术和通信 技术，测量技术是信息 技术的关键和基础。
10
日常生活中处处离不开测量
家用电器 空调、冰箱、电饭煲：温度测量 自动感应灯：亮度测量 数码相机、数码摄像机：自 动对焦(红外测距)
医疗卫生
数字体温计：温度测量 电子血压计：压力检测
采用大规模集成电路
主要由硬件与固化的软件组成 主要问题是功能固定，应用不灵活
21
测量仪器的发展历程
第五代 虚拟仪器
以计算机技术为基础，是测量 技术新的革命。 利用高性能的标准模块化硬件 和高效灵活的软件来完成各种 测试和测量的应用。
软件是虚拟仪器的关键， “软 件即仪器” （不同的软件构成不同的仪器）
12
测量在电力行业中的应用
电网运行：
成千上万个电气量测量传感器
电厂发电机组：
检测参数： 电气量---电压、电流、功率因 数、频率、谐波、相角等，
非电量－发电机振动、温度、 压力、流量、液位、 声音等
3000－5000个测量传感器
13
智能电网
传统电网升级换代 （安全、可靠、高效、大量接纳 新能源、用户互动等）
智能变压器
电压、电流 局部放电 电压、电流 顶层油温
S5 S6 S1
S7
S9 S10 S2 S11
气体继电器
C S12 S13 OLTC S3 S4
油中溶解气体 油中水分
系统网络
底层油温
智能 组件
S8
S14
铁芯接地电流 局部放电 有载调压 冷却系统
注： 1. S1、S2顶层油温，S3、S4底层油温 2. S5、S6、S9、S10电压、电流 3. S7、S8局部放电 4. S11气体继电器 5. S12油中溶解气体
其他：传感器和电气测量的相关书籍
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课程目标
通过本课程的学习，了解电气和电子测
量技术的基本概念、测量系统的构成和分析
方法，掌握常用测量系统的工作原理及动静
态特性，学会根据实际要求选用传感器和调
理电路，掌握建立电气测量系统的原则与方 法，并对电气测量技术的发展趋势有所了解。
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课程主要内容（7个部分）
英呎——feet
1 米（1790年，法国政府规定：通过巴黎地球子午线长度的4千万分子1） （1983年，国际计量大会：光在真空中1s时间内传播距离的1/299792485）
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单位制
由基本单位与导出单位共同组成的一个完整 的单位体系。 基本量与基本单位：少数相互独立的并可通 过其组合定义其他所有物理量被称为“基本 量”。这些量的单位被称为“基本单位”。
以电子管，晶体管为基础
采用了电子测量技术测量模 拟信号
19
测量仪器的发展历程
第三代 数字式仪表 （上世纪70年代）
将模拟信号转化为数字信号， 以数字形式输出与显示出结果 一般采用中规模的集成电路
20
测量仪器的发展历程
第四代 智能仪器 （上世纪80年代）
内部有微处理器，可以进行自动测 量和数据处理。
汽车
普通轿车：约安装几十到近百只测量传感器. 豪华轿车：测量传感器数量可多达二百余只.
11
测量在工农业生产中的应用
农业生产中，需要丈量土地、衡量谷 物，就产生了长度、面积、容积和重 量的测量；
中国：秦始皇，商鞅变法，统一度量衡
现代化的工业生产中处处需要测量
一架飞机中： 3000个测量传感器； 一个大型石油化工厂：6000个测量传感器； 一个大型钢铁厂： 20000个测量传感器。
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第一章 测量的基础知识
23
第一章 测量基础知识
测量的基本概念 测量方法 现代测量系统的组成 静态特性 动态特性
24
测量的基本概念
25
测量概念和定义
测量：人们借助专门的设备，将被测量量和同类标准量进 行比较，得到测量结果的一个过程。
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单位
有明确定义和名称并命其数值为1的固定量； 单位量值大小是约定或法定的
欧洲和美国均提出各自发展智 能电网的目标和路线图 国家电网公司和南方电网公司 均提出了全面建设智能电网的 发展规划
14
wenku.baidu.com
智能电网目标
IBM： 利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状 况进行实时监控，把获得的数据通过网络系统进行收集、整 合，通过对数据的分析、挖掘，达到对电网运行的优化管理 埃森哲： 利用传感、嵌入式处理器、数字通信等技术，使电网可观测 （监测电网所有元件的状态)、可控制（控制电网所有元件的 状态）、自动化（可自适应并实现自愈） 我国国家电网公司 以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电 网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、 计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。
6. 7. 8. 9.
S13油中水分 S14铁芯接地电流 C冷却系统 OLTC有载调压系统
16
测量仪器的发展
17
测量仪器的发展历程
测量仪器发展至今．大致可分为五个阶段。
第一代 模拟指针式仪表 （上世纪50年代以前）
基于电磁机械式机构， 测量结果是依靠指针显示
18
测量仪器的发展历程
第二代 分立电子仪器 （上世纪5、60年代）
一 测量基础知识（第1章） 二 误差基本理论（第2章） 三 常用的传感器（第3章）
四 测量系统中的调理电路（第4章）
五 电气测量技术(第5章)
六 干扰与抑制 (第8章）
七 试验（虚拟仪器，传感器实验等） (第7章）
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课程基本情况
课时： 共34学时 课堂授课 28学时 试验 考核成绩： 6学时
平时 10％（作业，课堂提问，考勤）
电气与电子测量技术
盛戈皞 Email：shenghe@sjtu.edu.cn 办公室： 电信群楼1号楼237室
教材和参考书目
1 电气与电子测量技术
自编教材
电子工业出版社
2现代测试技术与系统设计 申忠如 西安交大出版社
3 电气测试技术 第3版 林德杰 机械工业出版社
4 现代检测技术与测试系统设计 刘君华 西安交大出版社 5 电气测量 陈立周 机械工业出版社
实验 20％ (3次实验)
考试 70％
习题、试验内容：
ftp://202.120.36.175：3000/电气与电子测量技术 用户名，密码：cljs
5
绪论
6
绪论
测量地位和作用
测量仪器发展历程
7
测量的地位和作用
8
测量在科学研究中作用
门捷列夫 (1834-1907)
科学始于测量,没有测 量，便没有精密的科学。
9
测量在科学研究中作用
钱学森(1911-2009 ) 信息技术包括测量技 术、计算机技术和通信 技术，测量技术是信息 技术的关键和基础。
10
日常生活中处处离不开测量
家用电器 空调、冰箱、电饭煲：温度测量 自动感应灯：亮度测量 数码相机、数码摄像机：自 动对焦(红外测距)
医疗卫生
数字体温计：温度测量 电子血压计：压力检测
采用大规模集成电路
主要由硬件与固化的软件组成 主要问题是功能固定，应用不灵活
21
测量仪器的发展历程
第五代 虚拟仪器
以计算机技术为基础，是测量 技术新的革命。 利用高性能的标准模块化硬件 和高效灵活的软件来完成各种 测试和测量的应用。
软件是虚拟仪器的关键， “软 件即仪器” （不同的软件构成不同的仪器）
12
测量在电力行业中的应用
电网运行：
成千上万个电气量测量传感器
电厂发电机组：
检测参数： 电气量---电压、电流、功率因 数、频率、谐波、相角等，
非电量－发电机振动、温度、 压力、流量、液位、 声音等
3000－5000个测量传感器
13
智能电网
传统电网升级换代 （安全、可靠、高效、大量接纳 新能源、用户互动等）